Merge tag 'powerpc-6.6-6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[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 }
487
488 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
489 {
490         return oa_report_header_64bit(stream) ?
491                 *((u64 *)report + 1) :
492                 *((u32 *)report + 1);
493 }
494
495 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
496 {
497         if (oa_report_header_64bit(stream))
498                 *(u64 *)&report[2] = 0;
499         else
500                 report[1] = 0;
501 }
502
503 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
504 {
505         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
506
507         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
508 }
509
510 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
511 {
512         if (oa_report_header_64bit(stream))
513                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
514         else
515                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
516 }
517
518 /**
519  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
520  * @stream: i915 stream instance
521  *
522  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
523  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
524  * if there is data available for userspace to read.
525  *
526  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
527  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
528  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
529  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
530  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
531  *
532  * Besides returning true when there is data available to read() this function
533  * also updates the tail in the oa_buffer object.
534  *
535  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
536  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
537  * can't be modified.
538  *
539  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
540  */
541 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
542 {
543         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
544         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
545         u32 head, tail, read_tail;
546         unsigned long flags;
547         bool pollin;
548         u32 hw_tail;
549         u32 partial_report_size;
550
551         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
552          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
553          * tail state.
554          */
555         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
556
557         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
558
559         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
560          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
561          * potentially partially landed report in the OA buffer
562          */
563         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
564         partial_report_size %= report_size;
565
566         /* Subtract partial amount off the tail */
567         hw_tail = OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
568
569         /* NB: The head we observe here might effectively be a little
570          * out of date. If a read() is in progress, the head could be
571          * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
572          */
573         head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
574         read_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
575
576         tail = hw_tail;
577
578         /* Walk the stream backward until we find a report with report
579          * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
580          * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
581          * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
582          * landed in memory before the report id and timestamp of the
583          * following report have effectively landed.
584          *
585          * This is assuming that the writes of the OA unit land in
586          * memory in the order they were written to.
587          * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
588          */
589         while (OA_TAKEN(tail, read_tail) >= report_size) {
590                 void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
591
592                 if (oa_report_id(stream, report) ||
593                     oa_timestamp(stream, report))
594                         break;
595
596                 tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
597         }
598
599         if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
600             __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
601                 drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
602                            "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
603                  head, tail, hw_tail);
604
605         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
606
607         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail,
608                           stream->oa_buffer.head) >= report_size;
609
610         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
611
612         return pollin;
613 }
614
615 /**
616  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
617  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
618  * @buf: destination buffer given by userspace
619  * @count: the number of bytes userspace wants to read
620  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
621  * @type: The kind of status to report to userspace
622  *
623  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
624  * into the userspace read() buffer.
625  *
626  * The @buf @offset will only be updated on success.
627  *
628  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
629  */
630 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
631                             char __user *buf,
632                             size_t count,
633                             size_t *offset,
634                             enum drm_i915_perf_record_type type)
635 {
636         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
637
638         if ((count - *offset) < header.size)
639                 return -ENOSPC;
640
641         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
642                 return -EFAULT;
643
644         (*offset) += header.size;
645
646         return 0;
647 }
648
649 /**
650  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
651  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
652  * @buf: destination buffer given by userspace
653  * @count: the number of bytes userspace wants to read
654  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
655  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
656  *
657  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
658  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
659  * function copies the requested components of a single sample to the given
660  * read() @buf.
661  *
662  * The @buf @offset will only be updated on success.
663  *
664  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
665  */
666 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
667                             char __user *buf,
668                             size_t count,
669                             size_t *offset,
670                             const u8 *report)
671 {
672         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
673         struct drm_i915_perf_record_header header;
674         int report_size_partial;
675         u8 *oa_buf_end;
676
677         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
678         header.pad = 0;
679         header.size = stream->sample_size;
680
681         if ((count - *offset) < header.size)
682                 return -ENOSPC;
683
684         buf += *offset;
685         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
686                 return -EFAULT;
687         buf += sizeof(header);
688
689         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
690         report_size_partial = oa_buf_end - report;
691
692         if (report_size_partial < report_size) {
693                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
694                         return -EFAULT;
695                 buf += report_size_partial;
696
697                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
698                                  report_size - report_size_partial))
699                         return -EFAULT;
700         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
701                 return -EFAULT;
702         }
703
704         (*offset) += header.size;
705
706         return 0;
707 }
708
709 /**
710  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
711  *                          userspace read() buffer.
712  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
713  * @buf: destination buffer given by userspace
714  * @count: the number of bytes userspace wants to read
715  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
716  *
717  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
718  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
719  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
720  * to decide if the error should be squashed before returning to
721  * userspace.
722  *
723  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
724  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
725  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
726  * Gen PRM naming convention.
727  *
728  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
729  */
730 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
731                                   char __user *buf,
732                                   size_t count,
733                                   size_t *offset)
734 {
735         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
736         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
737         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
738         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
739         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
740         size_t start_offset = *offset;
741         unsigned long flags;
742         u32 head, tail;
743         int ret = 0;
744
745         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
746                 return -EIO;
747
748         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
749
750         head = stream->oa_buffer.head;
751         tail = stream->oa_buffer.tail;
752
753         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
754
755         /*
756          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
757          * while indexing relative to oa_buf_base.
758          */
759         head -= gtt_offset;
760         tail -= gtt_offset;
761
762         /*
763          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
764          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
765          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
766          * only be incremented by multiples of the report size.
767          */
768         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
769                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
770                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
771                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
772                           head, tail))
773                 return -EIO;
774
775
776         for (/* none */;
777              OA_TAKEN(tail, head);
778              head = (head + report_size) & mask) {
779                 u8 *report = oa_buf_base + head;
780                 u32 *report32 = (void *)report;
781                 u32 ctx_id;
782                 u64 reason;
783
784                 /*
785                  * The reason field includes flags identifying what
786                  * triggered this specific report (mostly timer
787                  * triggered or e.g. due to a context switch).
788                  *
789                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
790                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
791                  * field of zero.
792                  */
793                 reason = oa_report_reason(stream, report);
794                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
795
796                 /*
797                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
798                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
799                  * filtering below...
800                  *
801                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
802                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
803                  */
804                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
805                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
806                         oa_context_id_squash(stream, report32);
807                 }
808
809                 /*
810                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
811                  * off for a specific context and the kernel can't securely
812                  * stop the counters from updating as system-wide / global
813                  * values.
814                  *
815                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
816                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
817                  * automatically subtract/hide counter progress for other
818                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
819                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
820                  * provide a side-band view of the real values.
821                  *
822                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
823                  * to normalize counters for a single filtered context then it
824                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
825                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
826                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
827                  * associated with other contexts. Note that the hardware
828                  * automatically triggers reports when switching to a new
829                  * context which are tagged with the ID of the newly active
830                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
831                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
832                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
833                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
834                  * all.
835                  *
836                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
837                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
838                  * identify a switch before any 'context switch' report.
839                  */
840                 if (!stream->ctx ||
841                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
842                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
843                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
844
845                         /*
846                          * While filtering for a single context we avoid
847                          * leaking the IDs of other contexts.
848                          */
849                         if (stream->ctx &&
850                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
851                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
852                         }
853
854                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
855                                                report);
856                         if (ret)
857                                 break;
858
859                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
860                 }
861
862                 if (is_power_of_2(report_size)) {
863                         /*
864                          * Clear out the report id and timestamp as a means
865                          * to detect unlanded reports.
866                          */
867                         oa_report_id_clear(stream, report32);
868                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
869                 } else {
870                         u8 *oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr +
871                                          OA_BUFFER_SIZE;
872                         u32 part = oa_buf_end - (u8 *)report32;
873
874                         /* Zero out the entire report */
875                         if (report_size <= part) {
876                                 memset(report32, 0, report_size);
877                         } else {
878                                 memset(report32, 0, part);
879                                 memset(oa_buf_base, 0, report_size - part);
880                         }
881                 }
882         }
883
884         if (start_offset != *offset) {
885                 i915_reg_t oaheadptr;
886
887                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
888                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
889                             GEN8_OAHEADPTR;
890
891                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
892
893                 /*
894                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
895                  * relative to oa_buf_base so put back here...
896                  */
897                 head += gtt_offset;
898                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
899                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
900                 stream->oa_buffer.head = head;
901
902                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
903         }
904
905         return ret;
906 }
907
908 /**
909  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
910  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
911  * @buf: destination buffer given by userspace
912  * @count: the number of bytes userspace wants to read
913  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
914  *
915  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
916  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
917  * initiate appending any buffered OA reports.
918  *
919  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
920  * the userspace buffer.
921  *
922  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
923  * even if an error is returned, and this is reflected in the
924  * updated @offset.
925  *
926  * Returns: zero on success or a negative error code
927  */
928 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
929                         char __user *buf,
930                         size_t count,
931                         size_t *offset)
932 {
933         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
934         u32 oastatus;
935         i915_reg_t oastatus_reg;
936         int ret;
937
938         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
939                 return -EIO;
940
941         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
942                        __oa_regs(stream)->oa_status :
943                        GEN8_OASTATUS;
944
945         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
946
947         /*
948          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
949          *
950          * Although theoretically we could handle this more gracefully
951          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
952          * automatically triggered reports in this condition and so we
953          * have to assume that old reports are now being trampled
954          * over.
955          *
956          * Considering how we don't currently give userspace control
957          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
958          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
959          * that something has gone quite badly wrong.
960          */
961         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
962                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
963                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
964                 if (ret)
965                         return ret;
966
967                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
968                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
969                         stream->period_exponent);
970
971                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
972                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
973
974                 /*
975                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
976                  * reset GEN8_OASTATUS for us
977                  */
978                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
979         }
980
981         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
982                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
983                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
984                 if (ret)
985                         return ret;
986
987                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
988                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
989                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
990                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
991                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
992                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
993         }
994
995         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
996 }
997
998 /**
999  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
1000  *                          userspace read() buffer.
1001  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1002  * @buf: destination buffer given by userspace
1003  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1004  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1005  *
1006  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
1007  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1008  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1009  * to decide if the error should be squashed before returning to
1010  * userspace.
1011  *
1012  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1013  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1014  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1015  * Gen PRM naming convention.
1016  *
1017  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1018  */
1019 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1020                                   char __user *buf,
1021                                   size_t count,
1022                                   size_t *offset)
1023 {
1024         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1025         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1026         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1027         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1028         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1029         size_t start_offset = *offset;
1030         unsigned long flags;
1031         u32 head, tail;
1032         int ret = 0;
1033
1034         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1035                 return -EIO;
1036
1037         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1038
1039         head = stream->oa_buffer.head;
1040         tail = stream->oa_buffer.tail;
1041
1042         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1043
1044         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1045          * while indexing relative to oa_buf_base.
1046          */
1047         head -= gtt_offset;
1048         tail -= gtt_offset;
1049
1050         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1051          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1052          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1053          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1054          * all a power of two).
1055          */
1056         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1057                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1058                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1059                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1060                           head, tail))
1061                 return -EIO;
1062
1063
1064         for (/* none */;
1065              OA_TAKEN(tail, head);
1066              head = (head + report_size) & mask) {
1067                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1068                 u32 *report32 = (void *)report;
1069
1070                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1071                  * size so we never expect to see a report split
1072                  * between the beginning and end of the buffer.
1073                  *
1074                  * Given the initial alignment check a misalignment
1075                  * here would imply a driver bug that would result
1076                  * in an overrun.
1077                  */
1078                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1079                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1080                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1081                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1082                         break;
1083                 }
1084
1085                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1086                  * some undocumented flags related to what triggered
1087                  * the report and is never expected to be zero so we
1088                  * can check that the report isn't invalid before
1089                  * copying it to userspace...
1090                  */
1091                 if (report32[0] == 0) {
1092                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1093                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1094                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1095                         continue;
1096                 }
1097
1098                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1099                 if (ret)
1100                         break;
1101
1102                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1103                  * reports.
1104                  */
1105                 report32[0] = 0;
1106                 report32[1] = 0;
1107         }
1108
1109         if (start_offset != *offset) {
1110                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1111
1112                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1113                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1114                  */
1115                 head += gtt_offset;
1116
1117                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1118                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1119                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1120                 stream->oa_buffer.head = head;
1121
1122                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1123         }
1124
1125         return ret;
1126 }
1127
1128 /**
1129  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1130  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1131  * @buf: destination buffer given by userspace
1132  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1133  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1134  *
1135  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1136  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1137  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1138  *
1139  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1140  * the userspace buffer.
1141  *
1142  * Returns: zero on success or a negative error code
1143  */
1144 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1145                         char __user *buf,
1146                         size_t count,
1147                         size_t *offset)
1148 {
1149         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1150         u32 oastatus1;
1151         int ret;
1152
1153         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1154                 return -EIO;
1155
1156         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1157
1158         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1159          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1160          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1161          * that have already been reported to userspace.
1162          */
1163         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1164
1165         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1166          *
1167          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1168          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1169          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1170          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1171          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1172          *   the state again.
1173          *
1174          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1175          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1176          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1177          *   are being written to cleared memory.
1178          *
1179          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1180          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1181          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1182          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1183          *   now.
1184          */
1185         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1186                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1187                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1188                 if (ret)
1189                         return ret;
1190
1191                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1192                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1193                         stream->period_exponent);
1194
1195                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1196                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1197
1198                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1199         }
1200
1201         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1202                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1203                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1204                 if (ret)
1205                         return ret;
1206                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1207                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1208         }
1209
1210         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1211 }
1212
1213 /**
1214  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1215  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1216  *
1217  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1218  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1219  * OA buffer and wakes us.
1220  *
1221  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1222  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1223  * really data ready for userspace yet.
1224  *
1225  * Returns: zero on success or a negative error code
1226  */
1227 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1228 {
1229         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1230         if (!stream->periodic)
1231                 return -EIO;
1232
1233         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1234                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1235 }
1236
1237 /**
1238  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1239  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1240  * @file: An i915 perf stream file
1241  * @wait: poll() state table
1242  *
1243  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1244  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1245  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1246  */
1247 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1248                               struct file *file,
1249                               poll_table *wait)
1250 {
1251         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1256  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1257  * @buf: destination buffer given by userspace
1258  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1259  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1260  *
1261  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1262  * the userspace buffer.
1263  *
1264  * Returns: zero on success or a negative error code
1265  */
1266 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1267                         char __user *buf,
1268                         size_t count,
1269                         size_t *offset)
1270 {
1271         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1272 }
1273
1274 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1275 {
1276         struct i915_gem_engines_iter it;
1277         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1278         struct intel_context *ce;
1279         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1280         int err = -ENODEV;
1281
1282         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1283                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1284                         continue;
1285
1286                 err = 0;
1287                 break;
1288         }
1289         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1290
1291         if (err)
1292                 return ERR_PTR(err);
1293
1294         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1295 retry:
1296         /*
1297          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1298          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1299          */
1300         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1301         if (err == -EDEADLK) {
1302                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1303                 if (!err)
1304                         goto retry;
1305         }
1306         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1307
1308         if (err)
1309                 return ERR_PTR(err);
1310
1311         stream->pinned_ctx = ce;
1312         return stream->pinned_ctx;
1313 }
1314
1315 static int
1316 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1317 {
1318         u32 *cs, cmd;
1319
1320         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1321         if (GRAPHICS_VER(rq->i915) >= 8)
1322                 cmd++;
1323
1324         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1325         if (IS_ERR(cs))
1326                 return PTR_ERR(cs);
1327
1328         *cs++ = cmd;
1329         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1330         *cs++ = ggtt_offset;
1331         *cs++ = 0;
1332
1333         intel_ring_advance(rq, cs);
1334
1335         return 0;
1336 }
1337
1338 static int
1339 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1340 {
1341         struct i915_request *rq;
1342         int err;
1343
1344         rq = i915_request_create(ce);
1345         if (IS_ERR(rq))
1346                 return PTR_ERR(rq);
1347
1348         i915_request_get(rq);
1349
1350         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1351
1352         i915_request_add(rq);
1353         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1354                 err = -ETIME;
1355
1356         i915_request_put(rq);
1357
1358         return err;
1359 }
1360
1361 static int
1362 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1363 {
1364         struct i915_vma *scratch;
1365         u32 *val;
1366         int err;
1367
1368         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1369         if (IS_ERR(scratch))
1370                 return PTR_ERR(scratch);
1371
1372         err = i915_vma_sync(scratch);
1373         if (err)
1374                 goto err_scratch;
1375
1376         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1377                          i915_ggtt_offset(scratch));
1378         if (err)
1379                 goto err_scratch;
1380
1381         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1382         if (IS_ERR(val)) {
1383                 err = PTR_ERR(val);
1384                 goto err_scratch;
1385         }
1386
1387         *ctx_id = *val;
1388         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1389
1390 err_scratch:
1391         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1392         return err;
1393 }
1394
1395 /*
1396  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1397  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1398  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1399  *
1400  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1401  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1402  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1403  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1404  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1405  */
1406 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1407 {
1408         u32 ctx_id, mask;
1409         int ret;
1410
1411         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1412                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1413                 if (ret)
1414                         return ret;
1415
1416                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1417                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1418         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1419                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1420                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1421
1422                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1423                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1424         } else {
1425                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1426                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1427
1428                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1429                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1430         }
1431         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1432         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1433
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1438 {
1439         u32 idx = *offset;
1440         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1441         bool found = false;
1442
1443         idx++;
1444         for (; idx < len; idx += 2) {
1445                 if (state[idx] == reg) {
1446                         found = true;
1447                         break;
1448                 }
1449         }
1450
1451         *offset = idx;
1452         return found;
1453 }
1454
1455 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1456 {
1457         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1458         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1459
1460         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1461                 return U32_MAX;
1462
1463         for (offset = 0; offset < len; ) {
1464                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1465                         /*
1466                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1467                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1468                          */
1469                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1470                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1471
1472                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1473                                 break;
1474                 } else {
1475                         offset++;
1476                 }
1477         }
1478
1479         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1480 }
1481
1482 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1483 {
1484         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1485         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1486         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1487
1488         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1489         if (offset)
1490                 goto exit;
1491
1492         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1493         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1494
1495         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1496                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1497                 ce->engine->name, offset);
1498
1499 exit:
1500         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1501 }
1502
1503 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1504 {
1505         return engine->class == RENDER_CLASS;
1506 }
1507
1508 /**
1509  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1510  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1511  *
1512  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1513  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1514  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1515  *
1516  * Returns: zero on success or a negative error code
1517  */
1518 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1519 {
1520         struct intel_context *ce;
1521         int ret = 0;
1522
1523         ce = oa_pin_context(stream);
1524         if (IS_ERR(ce))
1525                 return PTR_ERR(ce);
1526
1527         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1528             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1529                 /*
1530                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1531                  * offset here, just return an error.
1532                  */
1533                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1534                 if (ret) {
1535                         intel_context_unpin(ce);
1536                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1537                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1538                                 stream->engine->name);
1539                         return ret;
1540                 }
1541         }
1542
1543         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1544         case 7: {
1545                 /*
1546                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1547                  * and don't need to use the mask.
1548                  */
1549                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1550                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1551                 break;
1552         }
1553
1554         case 8:
1555         case 9:
1556                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1557                         /*
1558                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1559                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1560                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1561                          * what is put into the context id field of the
1562                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1563                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1564                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1565                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1566                          */
1567                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1568
1569                         /*
1570                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1571                          * ignore that bit.
1572                          */
1573                         stream->specific_ctx_id_mask =
1574                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1575                 } else {
1576                         stream->specific_ctx_id_mask =
1577                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1578                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1579                 }
1580                 break;
1581
1582         case 11:
1583         case 12:
1584                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1585                 break;
1586
1587         default:
1588                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1589         }
1590
1591         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1592
1593         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1594                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1595                 stream->specific_ctx_id,
1596                 stream->specific_ctx_id_mask);
1597
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 /**
1602  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1603  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1604  *
1605  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1606  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1607  */
1608 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1609 {
1610         struct intel_context *ce;
1611
1612         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1613         if (ce) {
1614                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1615                 intel_context_unpin(ce);
1616         }
1617
1618         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1619         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1620 }
1621
1622 static void
1623 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1624 {
1625         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1626                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1627
1628         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1629 }
1630
1631 static void
1632 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1633 {
1634         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1635
1636         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1637         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1638                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1639 }
1640
1641 static void
1642 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1643 {
1644         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1645 }
1646
1647 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1648 {
1649         return engine->oa_group;
1650 }
1651
1652 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1653 {
1654         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1655 }
1656
1657 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1658 {
1659         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1660         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1661         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1662
1663         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1664                 return;
1665
1666         /*
1667          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1668          * the metric set on gen8+.
1669          *
1670          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1671          */
1672         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1673         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1674
1675         free_oa_buffer(stream);
1676
1677         /*
1678          * Wa_16011777198:dg2: Unset the override of GUCRC mode to enable rc6.
1679          */
1680         if (stream->override_gucrc)
1681                 drm_WARN_ON(&gt->i915->drm,
1682                             intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc));
1683
1684         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1685         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1686
1687         if (stream->ctx)
1688                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1689
1690         free_oa_configs(stream);
1691         free_noa_wait(stream);
1692
1693         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1694                 drm_notice(&gt->i915->drm,
1695                            "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1696                            perf->spurious_report_rs.missed);
1697         }
1698 }
1699
1700 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1701 {
1702         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1703         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1704         unsigned long flags;
1705
1706         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1707
1708         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1709          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1710          */
1711         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1712                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1713         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1714
1715         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1716
1717         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1718                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1719
1720         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1721         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1722
1723         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1724
1725         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1726          * already seen since they can't be cleared while periodic
1727          * sampling is enabled.
1728          */
1729         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1730
1731         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1732          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1733          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1734          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1735          *
1736          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1737          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1738          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1739          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1740          * memory...
1741          */
1742         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1743 }
1744
1745 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1746 {
1747         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1748         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1749         unsigned long flags;
1750
1751         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1752
1753         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1754         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1755         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1756
1757         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1758
1759         /*
1760          * PRM says:
1761          *
1762          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1763          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1764          *  to enable proper functionality of the overflow
1765          *  bit."
1766          */
1767         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1768                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1769         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1770
1771         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1772         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1773
1774         /*
1775          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1776          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1777          * context.
1778          */
1779         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1780
1781         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1782
1783         /*
1784          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1785          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1786          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1787          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1788          *
1789          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1790          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1791          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1792          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1793          * memory...
1794          */
1795         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1796 }
1797
1798 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1799 {
1800         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1801         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1802         unsigned long flags;
1803
1804         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1805
1806         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1807         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1808                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1809         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1810
1811         /*
1812          * PRM says:
1813          *
1814          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1815          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1816          *  to enable proper functionality of the overflow
1817          *  bit."
1818          */
1819         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1820                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1821         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1822                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1823
1824         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1825         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1826
1827         /*
1828          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1829          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1830          * context.
1831          */
1832         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1833
1834         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1835
1836         /*
1837          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1838          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1839          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1840          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1841          *
1842          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1843          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1844          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1845          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1846          * memory...
1847          */
1848         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1849                stream->oa_buffer.vma->size);
1850 }
1851
1852 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1853 {
1854         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1855         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1856         struct drm_i915_gem_object *bo;
1857         struct i915_vma *vma;
1858         int ret;
1859
1860         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1861                 return -ENODEV;
1862
1863         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1864         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1865
1866         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1867         if (IS_ERR(bo)) {
1868                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1869                 return PTR_ERR(bo);
1870         }
1871
1872         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1873
1874         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1875         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1876         if (IS_ERR(vma)) {
1877                 ret = PTR_ERR(vma);
1878                 goto err_unref;
1879         }
1880
1881         /*
1882          * PreHSW required 512K alignment.
1883          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1884          */
1885         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1886         if (ret) {
1887                 drm_err(&gt->i915->drm, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1888                 goto err_unref;
1889         }
1890
1891         stream->oa_buffer.vma = vma;
1892
1893         stream->oa_buffer.vaddr =
1894                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1895         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1896                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1897                 goto err_unpin;
1898         }
1899
1900         return 0;
1901
1902 err_unpin:
1903         __i915_vma_unpin(vma);
1904
1905 err_unref:
1906         i915_gem_object_put(bo);
1907
1908         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1909         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1910
1911         return ret;
1912 }
1913
1914 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1915                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1916                                   u32 dword_count)
1917 {
1918         u32 cmd;
1919         u32 d;
1920
1921         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1922         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1923         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1924                 cmd++;
1925
1926         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1927                 *cs++ = cmd;
1928                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1929                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1930                 *cs++ = 0;
1931         }
1932
1933         return cs;
1934 }
1935
1936 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1937 {
1938         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1939         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1940         struct drm_i915_gem_object *bo;
1941         struct i915_vma *vma;
1942         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1943                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1944                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1945         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1946 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1947         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1948         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1949         int ret, i;
1950         enum {
1951                 START_TS,
1952                 NOW_TS,
1953                 DELTA_TS,
1954                 JUMP_PREDICATE,
1955                 DELTA_TARGET,
1956                 N_CS_GPR
1957         };
1958         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1959                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1960                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1961
1962         /*
1963          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1964          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1965          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1966          * save/restore GPR registers
1967          */
1968         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1969         if (IS_ERR(bo)) {
1970                 drm_err(&i915->drm,
1971                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1972                 return PTR_ERR(bo);
1973         }
1974
1975         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1976 retry:
1977         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1978         if (ret)
1979                 goto out_ww;
1980
1981         /*
1982          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1983          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1984          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1985          */
1986         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1987         if (IS_ERR(vma)) {
1988                 ret = PTR_ERR(vma);
1989                 goto out_ww;
1990         }
1991
1992         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1993         if (ret)
1994                 goto out_ww;
1995
1996         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1997         if (IS_ERR(batch)) {
1998                 ret = PTR_ERR(batch);
1999                 goto err_unpin;
2000         }
2001
2002         stream->noa_wait = vma;
2003
2004 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
2005 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
2006
2007         /* Save registers. */
2008         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2009                 cs = save_restore_register(
2010                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2011                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2012         cs = save_restore_register(
2013                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2014                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2015
2016         /* First timestamp snapshot location. */
2017         ts0 = cs;
2018
2019         /*
2020          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2021          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2022          * register because the ALU works 64bits.
2023          */
2024         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2025         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2026         *cs++ = 0;
2027         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2028         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2029         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2030
2031         /*
2032          * This is the location we're going to jump back into until the
2033          * required amount of time has passed.
2034          */
2035         jump = cs;
2036
2037         /*
2038          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2039          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2040          * operations below.
2041          */
2042         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2043         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2044         *cs++ = 0;
2045         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2046         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2047         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2048
2049         /*
2050          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2051          * CS_GPR(1).
2052          */
2053         *cs++ = MI_MATH(5);
2054         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2055         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2056         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2057         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2058         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2059
2060         /*
2061          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2062          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2063          * to be used for the predicated jump.
2064          */
2065         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2066         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2067         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2068
2069         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2070                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2071
2072         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2073         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2074                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2075                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2076                 MI_BATCH_PREDICATE;
2077         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2078         *cs++ = 0;
2079
2080         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2081                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2082
2083         /*
2084          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2085          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2086          *
2087          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2088          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2089          */
2090         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2091         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2092         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2093         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2094         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2095
2096         *cs++ = MI_MATH(4);
2097         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2098         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2099         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2100         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2101
2102         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2103
2104         /*
2105          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2106          * predicated jump.
2107          */
2108         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2109         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2110         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2111
2112         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2113                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2114
2115         /* Predicate the jump.  */
2116         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2117                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2118                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2119                 MI_BATCH_PREDICATE;
2120         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2121         *cs++ = 0;
2122
2123         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2124                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2125
2126         /* Restore registers. */
2127         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2128                 cs = save_restore_register(
2129                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2130                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2131         cs = save_restore_register(
2132                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2133                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2134
2135         /* And return to the ring. */
2136         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2137
2138         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2139
2140         i915_gem_object_flush_map(bo);
2141         __i915_gem_object_release_map(bo);
2142
2143         goto out_ww;
2144
2145 err_unpin:
2146         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2147 out_ww:
2148         if (ret == -EDEADLK) {
2149                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2150                 if (!ret)
2151                         goto retry;
2152         }
2153         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2154         if (ret)
2155                 i915_gem_object_put(bo);
2156         return ret;
2157 }
2158
2159 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2160                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2161                             u32 n_regs)
2162 {
2163         u32 i;
2164
2165         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2166                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2167                         u32 n_lri = min_t(u32,
2168                                           n_regs - i,
2169                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2170
2171                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2172                 }
2173                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2174                 *cs++ = reg_data[i].value;
2175         }
2176
2177         return cs;
2178 }
2179
2180 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2181 {
2182         int count = 0;
2183
2184         if (num_regs > 0) {
2185                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2186                 count += num_regs * 2;
2187         }
2188
2189         return count;
2190 }
2191
2192 static struct i915_oa_config_bo *
2193 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2194                        struct i915_oa_config *oa_config)
2195 {
2196         struct drm_i915_gem_object *obj;
2197         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2198         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2199         size_t config_length = 0;
2200         u32 *cs;
2201         int err;
2202
2203         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2204         if (!oa_bo)
2205                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2206
2207         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2208         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2209         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2210         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2211         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2212
2213         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2214         if (IS_ERR(obj)) {
2215                 err = PTR_ERR(obj);
2216                 goto err_free;
2217         }
2218
2219         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2220 retry:
2221         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2222         if (err)
2223                 goto out_ww;
2224
2225         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2226         if (IS_ERR(cs)) {
2227                 err = PTR_ERR(cs);
2228                 goto out_ww;
2229         }
2230
2231         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2232                              oa_config->mux_regs,
2233                              oa_config->mux_regs_len);
2234         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2235                              oa_config->b_counter_regs,
2236                              oa_config->b_counter_regs_len);
2237         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2238                              oa_config->flex_regs,
2239                              oa_config->flex_regs_len);
2240
2241         /* Jump into the active wait. */
2242         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2243                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2244                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2245         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2246         *cs++ = 0;
2247
2248         i915_gem_object_flush_map(obj);
2249         __i915_gem_object_release_map(obj);
2250
2251         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2252                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2253                                        NULL);
2254         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2255                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2256                 goto out_ww;
2257         }
2258
2259         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2260         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2261
2262 out_ww:
2263         if (err == -EDEADLK) {
2264                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2265                 if (!err)
2266                         goto retry;
2267         }
2268         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2269
2270         if (err)
2271                 i915_gem_object_put(obj);
2272 err_free:
2273         if (err) {
2274                 kfree(oa_bo);
2275                 return ERR_PTR(err);
2276         }
2277         return oa_bo;
2278 }
2279
2280 static struct i915_vma *
2281 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2282 {
2283         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2284
2285         /*
2286          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2287          * to the stream.
2288          */
2289         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2290                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2291                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2292                            oa_config->uuid,
2293                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2294                         goto out;
2295         }
2296
2297         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2298         if (IS_ERR(oa_bo))
2299                 return ERR_CAST(oa_bo);
2300
2301 out:
2302         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2303 }
2304
2305 static int
2306 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2307                struct i915_oa_config *oa_config,
2308                struct intel_context *ce,
2309                struct i915_active *active)
2310 {
2311         struct i915_request *rq;
2312         struct i915_vma *vma;
2313         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2314         int err;
2315
2316         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2317         if (IS_ERR(vma))
2318                 return PTR_ERR(vma);
2319
2320         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2321 retry:
2322         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2323         if (err)
2324                 goto err;
2325
2326         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2327         if (err)
2328                 goto err;
2329
2330         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2331         rq = i915_request_create(ce);
2332         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2333         if (IS_ERR(rq)) {
2334                 err = PTR_ERR(rq);
2335                 goto err_vma_unpin;
2336         }
2337
2338         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2339                 /* After all individual context modifications */
2340                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2341                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2342                 if (err)
2343                         goto err_add_request;
2344
2345                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2346                 if (err)
2347                         goto err_add_request;
2348         }
2349
2350         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2351         if (err)
2352                 goto err_add_request;
2353
2354         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2355                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2356                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2357         if (err)
2358                 goto err_add_request;
2359
2360 err_add_request:
2361         i915_request_add(rq);
2362 err_vma_unpin:
2363         i915_vma_unpin(vma);
2364 err:
2365         if (err == -EDEADLK) {
2366                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2367                 if (!err)
2368                         goto retry;
2369         }
2370
2371         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2372         i915_vma_put(vma);
2373         return err;
2374 }
2375
2376 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2377 {
2378         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2379 }
2380
2381 static int
2382 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2383                       struct i915_active *active)
2384 {
2385         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2386
2387         /*
2388          * PRM:
2389          *
2390          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2391          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2392          * unable to count the events from non-render clock domain.
2393          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2394          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2395          * gating for RCS should also be disabled.
2396          */
2397         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2398                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2399         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2400                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2401
2402         return emit_oa_config(stream,
2403                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2404                               active);
2405 }
2406
2407 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2408 {
2409         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2410
2411         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2412                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2413         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2414                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2415
2416         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2417 }
2418
2419 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2420                               i915_reg_t reg)
2421 {
2422         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2423         int i;
2424
2425         /*
2426          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2427          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2428          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2429          */
2430         if (!oa_config)
2431                 return 0;
2432
2433         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2434                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2435                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2436         }
2437
2438         return 0;
2439 }
2440 /*
2441  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2442  * has been disabled.
2443  *
2444  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2445  * in the case that the OA unit has been disabled.
2446  */
2447 static void
2448 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2449                                const struct i915_perf_stream *stream)
2450 {
2451         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2452         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2453         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2454         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2455                 EU_PERF_CNTL0,
2456                 EU_PERF_CNTL1,
2457                 EU_PERF_CNTL2,
2458                 EU_PERF_CNTL3,
2459                 EU_PERF_CNTL4,
2460                 EU_PERF_CNTL5,
2461                 EU_PERF_CNTL6,
2462         };
2463         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2464         int i;
2465
2466         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2467                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2468                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2469                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2470
2471         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2472                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2473                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2474 }
2475
2476 struct flex {
2477         i915_reg_t reg;
2478         u32 offset;
2479         u32 value;
2480 };
2481
2482 static int
2483 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2484                 struct intel_context *ce,
2485                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2486 {
2487         u32 offset;
2488         u32 *cs;
2489
2490         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2491         if (IS_ERR(cs))
2492                 return PTR_ERR(cs);
2493
2494         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2495         do {
2496                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2497                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2498                 *cs++ = 0;
2499                 *cs++ = flex->value;
2500         } while (flex++, --count);
2501
2502         intel_ring_advance(rq, cs);
2503
2504         return 0;
2505 }
2506
2507 static int
2508 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2509                struct intel_context *ce,
2510                const struct flex *flex, unsigned int count)
2511 {
2512         u32 *cs;
2513
2514         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2515
2516         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2517         if (IS_ERR(cs))
2518                 return PTR_ERR(cs);
2519
2520         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2521         do {
2522                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2523                 *cs++ = flex->value;
2524         } while (flex++, --count);
2525         *cs++ = MI_NOOP;
2526
2527         intel_ring_advance(rq, cs);
2528
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2533                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2534 {
2535         struct i915_request *rq;
2536         int err;
2537
2538         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2539         if (IS_ERR(rq))
2540                 return PTR_ERR(rq);
2541
2542         /* Serialise with the remote context */
2543         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2544         if (err == 0)
2545                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2546
2547         i915_request_add(rq);
2548         return err;
2549 }
2550
2551 static int
2552 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2553                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2554                  struct i915_active *active)
2555 {
2556         struct i915_request *rq;
2557         int err;
2558
2559         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2560         rq = i915_request_create(ce);
2561         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2562         if (IS_ERR(rq))
2563                 return PTR_ERR(rq);
2564
2565         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2566                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2567                 if (err)
2568                         goto err_add_request;
2569         }
2570
2571         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2572         if (err)
2573                 goto err_add_request;
2574
2575 err_add_request:
2576         i915_request_add(rq);
2577         return err;
2578 }
2579
2580 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2581                                   struct i915_gem_context *ctx,
2582                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2583 {
2584         struct i915_gem_engines_iter it;
2585         struct intel_context *ce;
2586         int err = 0;
2587
2588         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2589                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2590
2591                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2592                         continue;
2593
2594                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2595                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2596                         continue;
2597
2598                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2599                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2600
2601                 intel_context_unpin(ce);
2602                 if (err)
2603                         break;
2604         }
2605         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2606
2607         return err;
2608 }
2609
2610 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2611                                        struct i915_active *active)
2612 {
2613         int err;
2614         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2615         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2616         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2617         struct flex regs_context[] = {
2618                 {
2619                         GEN8_OACTXCONTROL,
2620                         offset + 1,
2621                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2622                 },
2623         };
2624         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2625          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2626          */
2627 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2628         struct flex regs_lri[] = {
2629                 {
2630                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2631                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2632                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2633                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2634                 },
2635                 {
2636                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2637                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2638                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2639                                       active ?
2640                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2641                                       0)
2642                 },
2643         };
2644
2645         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2646         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2647         if (err)
2648                 return err;
2649
2650         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2651                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2652         intel_context_unlock_pinned(ce);
2653         if (err)
2654                 return err;
2655
2656         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2657         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2662  * configuration across all contexts.
2663  *
2664  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2665  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2666  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2667  * the face of context switches.
2668  *
2669  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2670  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2671  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2672  * transiently before a WA BB could be parsed.
2673  *
2674  * This function needs to:
2675  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2676  *   updated
2677  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2678  *   OA state if they are scheduled for use.
2679  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2680  *   per-context OA state.
2681  *
2682  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2683  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2684  */
2685 static int
2686 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2687                           struct flex *regs,
2688                           size_t num_regs,
2689                           struct i915_active *active)
2690 {
2691         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2692         struct intel_engine_cs *engine;
2693         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2694         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2695         int err;
2696
2697         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2698
2699         /*
2700          * The OA register config is setup through the context image. This image
2701          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2702          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2703          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2704          *
2705          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2706          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2707          * configured at an invalid sampling period.
2708          *
2709          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2710          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2711          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2712          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2713          * trapped behind the barrier.
2714          */
2715         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2716         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2717                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2718                         continue;
2719
2720                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2721
2722                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2723                 if (err) {
2724                         i915_gem_context_put(ctx);
2725                         return err;
2726                 }
2727
2728                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2729                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2730                 i915_gem_context_put(ctx);
2731         }
2732         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2733
2734         /*
2735          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2736          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2737          * idle.
2738          */
2739         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2740                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2741
2742                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2743                         continue;
2744
2745                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2746
2747                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2748                 if (err)
2749                         return err;
2750         }
2751
2752         return 0;
2753 }
2754
2755 static int
2756 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2757                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2758                              struct i915_active *active)
2759 {
2760         struct flex regs[] = {
2761                 {
2762                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2763                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2764                 },
2765         };
2766
2767         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2768                 return 0;
2769
2770         return oa_configure_all_contexts(stream,
2771                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2772                                          active);
2773 }
2774
2775 static int
2776 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2777                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2778                            struct i915_active *active)
2779 {
2780         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2781         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2782         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2783 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2784         struct flex regs[] = {
2785                 {
2786                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2787                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2788                 },
2789                 {
2790                         GEN8_OACTXCONTROL,
2791                         ctx_oactxctrl + 1,
2792                 },
2793                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2794                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2795                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2796                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2797                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2798                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2799                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2800         };
2801 #undef ctx_flexeuN
2802         int i;
2803
2804         regs[1].value =
2805                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2806                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2807                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2808
2809         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2810                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2811
2812         return oa_configure_all_contexts(stream,
2813                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2814                                          active);
2815 }
2816
2817 static int
2818 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2819                        struct i915_active *active)
2820 {
2821         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2822         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2823         int ret;
2824
2825         /*
2826          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2827          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2828          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2829          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2830          * overruns.
2831          *
2832          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2833          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2834          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2835          * correctly block these reports.
2836          *
2837          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2838          * this ratio to normalize.
2839          *
2840          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2841          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2842          * enabled.
2843          *
2844          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2845          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2846          * RPT_ID field.
2847          */
2848         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2849                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2850                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2851                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2852         }
2853
2854         /*
2855          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2856          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2857          * registers.
2858          */
2859         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2860         if (ret)
2861                 return ret;
2862
2863         return emit_oa_config(stream,
2864                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2865                               active);
2866 }
2867
2868 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2869 {
2870         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2871                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2872                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2873 }
2874
2875 static int
2876 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2877                         struct i915_active *active)
2878 {
2879         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2880         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2881         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2882         bool periodic = stream->periodic;
2883         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2884         u32 sqcnt1;
2885         int ret;
2886
2887         /*
2888          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2889          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2890          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2891          */
2892         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2893                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2894                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2895                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2896                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2897         }
2898
2899         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2900                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2901                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2902                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2903                            /*
2904                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2905                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2906                             */
2907                            oag_report_ctx_switches(stream));
2908
2909         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2910                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2911                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2912                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2913                             : 0);
2914
2915         /*
2916          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2917          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2918          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2919          */
2920         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2921                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2922
2923         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2924
2925         /*
2926          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2927          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2928          * registers.
2929          */
2930         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2931         if (ret)
2932                 return ret;
2933
2934         /*
2935          * For Gen12, performance counters are context
2936          * saved/restored. Only enable it for the context that
2937          * requested this.
2938          */
2939         if (stream->ctx) {
2940                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2941                 if (ret)
2942                         return ret;
2943         }
2944
2945         return emit_oa_config(stream,
2946                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2947                               active);
2948 }
2949
2950 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2951 {
2952         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2953
2954         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2955         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2956
2957         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2958 }
2959
2960 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2961 {
2962         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2963
2964         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2965         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2966
2967         /* Make sure we disable noa to save power. */
2968         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2969 }
2970
2971 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2972 {
2973         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2974         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2975         u32 sqcnt1;
2976
2977         /*
2978          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2979          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2980          */
2981         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2982                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2983                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2984                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2985                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2986         }
2987
2988         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2989         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2990
2991         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2992         if (stream->ctx)
2993                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2994
2995         /* Make sure we disable noa to save power. */
2996         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2997
2998         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2999                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
3000
3001         /* Reset PMON Enable to save power. */
3002         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
3003 }
3004
3005 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3006 {
3007         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3008         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3009         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3010         bool periodic = stream->periodic;
3011         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3012         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3013
3014         /*
3015          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3016          *
3017          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3018          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3019          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3020          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3021          * memory which this helps maintains.
3022          */
3023         gen7_init_oa_buffer(stream);
3024
3025         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3026                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3027                            (period_exponent <<
3028                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3029                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3030                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3031                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3032                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3033 }
3034
3035 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3036 {
3037         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3038         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3039
3040         /*
3041          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3042          *
3043          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3044          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3045          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3046          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3047          * memory which this helps maintains.
3048          */
3049         gen8_init_oa_buffer(stream);
3050
3051         /*
3052          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3053          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3054          * field of reports
3055          */
3056         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3057                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3058                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3059 }
3060
3061 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3062 {
3063         const struct i915_perf_regs *regs;
3064         u32 val;
3065
3066         /*
3067          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3068          * need to program the OAG unit.
3069          */
3070         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3071                 return;
3072
3073         gen12_init_oa_buffer(stream);
3074
3075         regs = __oa_regs(stream);
3076         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3077               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3078
3079         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3080 }
3081
3082 /**
3083  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3084  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3085  *
3086  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3087  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3088  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3089  * during a read() or poll()).
3090  */
3091 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3092 {
3093         stream->pollin = false;
3094
3095         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3096
3097         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3098                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3099                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3100                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3101 }
3102
3103 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3104 {
3105         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3106
3107         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3108         if (intel_wait_for_register(uncore,
3109                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3110                                     50))
3111                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3112                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3113 }
3114
3115 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3116 {
3117         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3118
3119         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3120         if (intel_wait_for_register(uncore,
3121                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_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 gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3128 {
3129         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3130
3131         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3132         if (intel_wait_for_register(uncore,
3133                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3134                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3135                                     50))
3136                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3137                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3138
3139         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3140         if (intel_wait_for_register(uncore,
3141                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3142                                     1, 0,
3143                                     50))
3144                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3145                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3146 }
3147
3148 /**
3149  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3150  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3151  *
3152  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3153  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3154  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3155  */
3156 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3157 {
3158         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3159
3160         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3161                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3162 }
3163
3164 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3165         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3166         .enable = i915_oa_stream_enable,
3167         .disable = i915_oa_stream_disable,
3168         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3169         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3170         .read = i915_oa_read,
3171 };
3172
3173 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3174 {
3175         struct i915_active *active;
3176         int err;
3177
3178         active = i915_active_create();
3179         if (!active)
3180                 return -ENOMEM;
3181
3182         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3183         if (err == 0)
3184                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3185
3186         i915_active_put(active);
3187         return err;
3188 }
3189
3190 static void
3191 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3192                         struct intel_engine_cs *engine)
3193 {
3194         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3195
3196         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3197
3198         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3199                 /*
3200                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3201                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3202                  * all available subslices per slice.
3203                  */
3204                 out_sseu->subslice_mask =
3205                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3206                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3207         }
3208 }
3209
3210 static int
3211 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3212                 struct intel_engine_cs *engine,
3213                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3214 {
3215         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3216             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3217                 return -EINVAL;
3218
3219         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3220 }
3221
3222 /*
3223  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3224  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3225  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3226  */
3227 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3228 {
3229         /*
3230          * Wa_18013179988:dg2
3231          * Wa_14015846243:mtl
3232          */
3233         if (IS_DG2(i915) || IS_METEORLAKE(i915)) {
3234                 intel_wakeref_t wakeref;
3235                 u32 reg, shift;
3236
3237                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3238                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3239
3240                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3241                                       reg);
3242
3243                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3244         }
3245
3246         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3247 }
3248
3249 /**
3250  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3251  * @stream: An i915 perf stream
3252  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3253  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3254  *
3255  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3256  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3257  *
3258  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3259  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3260  * properties are OK.
3261  *
3262  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3263  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3264  *
3265  * Returns: zero on success or a negative error code.
3266  */
3267 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3268                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3269                                struct perf_open_properties *props)
3270 {
3271         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3272         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3273         struct i915_perf_group *g;
3274         struct intel_gt *gt;
3275         int ret;
3276
3277         if (!props->engine) {
3278                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3279                         "OA engine not specified\n");
3280                 return -EINVAL;
3281         }
3282         gt = props->engine->gt;
3283         g = props->engine->oa_group;
3284
3285         /*
3286          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3287          * reason then don't let userspace try their luck with config
3288          * IDs
3289          */
3290         if (!perf->metrics_kobj) {
3291                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3292                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3293                 return -EINVAL;
3294         }
3295
3296         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3297             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3298                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3299                         "Only OA report sampling supported\n");
3300                 return -EINVAL;
3301         }
3302
3303         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3304                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3305                         "OA unit not supported\n");
3306                 return -ENODEV;
3307         }
3308
3309         /*
3310          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3311          * counter reports and marshal to the appropriate client
3312          * we currently only allow exclusive access
3313          */
3314         if (g->exclusive_stream) {
3315                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3316                         "OA unit already in use\n");
3317                 return -EBUSY;
3318         }
3319
3320         if (!props->oa_format) {
3321                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3322                         "OA report format not specified\n");
3323                 return -EINVAL;
3324         }
3325
3326         stream->engine = props->engine;
3327         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3328
3329         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3330
3331         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3332         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3333                 return -EINVAL;
3334
3335         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3336         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3337
3338         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3339
3340         stream->periodic = props->oa_periodic;
3341         if (stream->periodic)
3342                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3343
3344         if (stream->ctx) {
3345                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3346                 if (ret) {
3347                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3348                                 "Invalid context id to filter with\n");
3349                         return ret;
3350                 }
3351         }
3352
3353         ret = alloc_noa_wait(stream);
3354         if (ret) {
3355                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3356                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3357                 goto err_noa_wait_alloc;
3358         }
3359
3360         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3361         if (!stream->oa_config) {
3362                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3363                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3364                 ret = -EINVAL;
3365                 goto err_config;
3366         }
3367
3368         /* PRM - observability performance counters:
3369          *
3370          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3371          *
3372          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3373          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3374          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3375          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3376          *
3377          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3378          *   references will effectively disable RC6.
3379          */
3380         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3381         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3382
3383         /*
3384          * Wa_16011777198:dg2: GuC resets render as part of the Wa. This causes
3385          * OA to lose the configuration state. Prevent this by overriding GUCRC
3386          * mode.
3387          */
3388         if (intel_uc_uses_guc_rc(&gt->uc) &&
3389             (IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G10, STEP_A0, STEP_C0) ||
3390              IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G11, STEP_A0, STEP_B0))) {
3391                 ret = intel_guc_slpc_override_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc,
3392                                                          SLPC_GUCRC_MODE_GUCRC_NO_RC6);
3393                 if (ret) {
3394                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3395                                 "Unable to override gucrc mode\n");
3396                         goto err_gucrc;
3397                 }
3398
3399                 stream->override_gucrc = true;
3400         }
3401
3402         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3403         if (ret)
3404                 goto err_oa_buf_alloc;
3405
3406         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3407
3408         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3409         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3410
3411         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3412         if (ret) {
3413                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3414                         "Unable to enable metric set\n");
3415                 goto err_enable;
3416         }
3417
3418         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3419                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3420                   stream->oa_config->uuid);
3421
3422         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3423                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3424         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3425         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3426         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3427         mutex_init(&stream->lock);
3428
3429         return 0;
3430
3431 err_enable:
3432         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3433         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3434
3435         free_oa_buffer(stream);
3436
3437 err_oa_buf_alloc:
3438         if (stream->override_gucrc)
3439                 intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc);
3440
3441 err_gucrc:
3442         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3443         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3444
3445         free_oa_configs(stream);
3446
3447 err_config:
3448         free_noa_wait(stream);
3449
3450 err_noa_wait_alloc:
3451         if (stream->ctx)
3452                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3453
3454         return ret;
3455 }
3456
3457 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3458                             const struct intel_engine_cs *engine)
3459 {
3460         struct i915_perf_stream *stream;
3461
3462         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3463                 return;
3464
3465         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3466         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3467         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3468                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3469 }
3470
3471 /**
3472  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3473  * @file: An i915 perf stream file
3474  * @buf: destination buffer given by userspace
3475  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3476  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3477  *
3478  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3479  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3480  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3481  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3482  *
3483  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3484  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3485  * while reading.
3486  *
3487  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3488  */
3489 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3490                               char __user *buf,
3491                               size_t count,
3492                               loff_t *ppos)
3493 {
3494         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3495         size_t offset = 0;
3496         int ret;
3497
3498         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3499          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3500          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3501          */
3502         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3503                 return -EIO;
3504
3505         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3506                 /* There's the small chance of false positives from
3507                  * stream->ops->wait_unlocked.
3508                  *
3509                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3510                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3511                  * any reports really belong to the current context
3512                  */
3513                 do {
3514                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3515                         if (ret)
3516                                 return ret;
3517
3518                         mutex_lock(&stream->lock);
3519                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3520                         mutex_unlock(&stream->lock);
3521                 } while (!offset && !ret);
3522         } else {
3523                 mutex_lock(&stream->lock);
3524                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3525                 mutex_unlock(&stream->lock);
3526         }
3527
3528         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3529          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3530          * not really any data available. In this situation though we don't
3531          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3532          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3533          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3534          * before reporting another EPOLLIN event.
3535          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3536          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3537          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3538          */
3539         if (ret != -ENOSPC)
3540                 stream->pollin = false;
3541
3542         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3543         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3544 }
3545
3546 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3547 {
3548         struct i915_perf_stream *stream =
3549                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3550
3551         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3552                 stream->pollin = true;
3553                 wake_up(&stream->poll_wq);
3554         }
3555
3556         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3557                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3558
3559         return HRTIMER_RESTART;
3560 }
3561
3562 /**
3563  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3564  * @stream: An i915 perf stream
3565  * @file: An i915 perf stream file
3566  * @wait: poll() state table
3567  *
3568  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3569  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3570  * will be woken for new stream data.
3571  *
3572  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3573  */
3574 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3575                                       struct file *file,
3576                                       poll_table *wait)
3577 {
3578         __poll_t events = 0;
3579
3580         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3581
3582         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3583          * here since this path may be very hot depending on what else
3584          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3585          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3586          * samples to read.
3587          */
3588         if (stream->pollin)
3589                 events |= EPOLLIN;
3590
3591         return events;
3592 }
3593
3594 /**
3595  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3596  * @file: An i915 perf stream file
3597  * @wait: poll() state table
3598  *
3599  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3600  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3601  * data.
3602  *
3603  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3604  *
3605  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3606  */
3607 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3608 {
3609         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3610         __poll_t ret;
3611
3612         mutex_lock(&stream->lock);
3613         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3614         mutex_unlock(&stream->lock);
3615
3616         return ret;
3617 }
3618
3619 /**
3620  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3621  * @stream: A disabled i915 perf stream
3622  *
3623  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3624  *
3625  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3626  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3627  * buffered data.
3628  */
3629 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3630 {
3631         if (stream->enabled)
3632                 return;
3633
3634         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3635         stream->enabled = true;
3636
3637         if (stream->ops->enable)
3638                 stream->ops->enable(stream);
3639
3640         if (stream->hold_preemption)
3641                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3642 }
3643
3644 /**
3645  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3646  * @stream: An enabled i915 perf stream
3647  *
3648  * Disables the associated capture of data for this stream.
3649  *
3650  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3651  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3652  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3653  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3654  *
3655  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3656  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3657  */
3658 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3659 {
3660         if (!stream->enabled)
3661                 return;
3662
3663         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3664         stream->enabled = false;
3665
3666         if (stream->hold_preemption)
3667                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3668
3669         if (stream->ops->disable)
3670                 stream->ops->disable(stream);
3671 }
3672
3673 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3674                                     unsigned long metrics_set)
3675 {
3676         struct i915_oa_config *config;
3677         long ret = stream->oa_config->id;
3678
3679         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3680         if (!config)
3681                 return -EINVAL;
3682
3683         if (config != stream->oa_config) {
3684                 int err;
3685
3686                 /*
3687                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3688                  * reconfiguration inline from that context. The update
3689                  * will then be ordered with respect to submission on that
3690                  * context.
3691                  *
3692                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3693                  * so it will effectively take effect when idle.
3694                  */
3695                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3696                 if (!err)
3697                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3698                 else
3699                         ret = err;
3700         }
3701
3702         i915_oa_config_put(config);
3703
3704         return ret;
3705 }
3706
3707 /**
3708  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3709  * @stream: An i915 perf stream
3710  * @cmd: the ioctl request
3711  * @arg: the ioctl data
3712  *
3713  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3714  * an unknown ioctl request.
3715  */
3716 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3717                                    unsigned int cmd,
3718                                    unsigned long arg)
3719 {
3720         switch (cmd) {
3721         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3722                 i915_perf_enable_locked(stream);
3723                 return 0;
3724         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3725                 i915_perf_disable_locked(stream);
3726                 return 0;
3727         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3728                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3729         }
3730
3731         return -EINVAL;
3732 }
3733
3734 /**
3735  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3736  * @file: An i915 perf stream file
3737  * @cmd: the ioctl request
3738  * @arg: the ioctl data
3739  *
3740  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3741  *
3742  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3743  * an unknown ioctl request.
3744  */
3745 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3746                             unsigned int cmd,
3747                             unsigned long arg)
3748 {
3749         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3750         long ret;
3751
3752         mutex_lock(&stream->lock);
3753         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3754         mutex_unlock(&stream->lock);
3755
3756         return ret;
3757 }
3758
3759 /**
3760  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3761  * @stream: An i915 perf stream
3762  *
3763  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3764  * any associated data capture in the process.
3765  *
3766  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3767  * with any non-file-operation driver hooks.
3768  */
3769 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3770 {
3771         if (stream->enabled)
3772                 i915_perf_disable_locked(stream);
3773
3774         if (stream->ops->destroy)
3775                 stream->ops->destroy(stream);
3776
3777         if (stream->ctx)
3778                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3779
3780         kfree(stream);
3781 }
3782
3783 /**
3784  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3785  * @inode: anonymous inode associated with file
3786  * @file: An i915 perf stream file
3787  *
3788  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3789  *
3790  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3791  *
3792  * Returns: zero on success or a negative error code.
3793  */
3794 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3795 {
3796         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3797         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3798         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3799
3800         /*
3801          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3802          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3803          * here.
3804          */
3805         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3806         i915_perf_destroy_locked(stream);
3807         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3808
3809         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3810         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3811
3812         return 0;
3813 }
3814
3815
3816 static const struct file_operations fops = {
3817         .owner          = THIS_MODULE,
3818         .llseek         = no_llseek,
3819         .release        = i915_perf_release,
3820         .poll           = i915_perf_poll,
3821         .read           = i915_perf_read,
3822         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3823         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3824          * to handle 32bits compatibility.
3825          */
3826         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3827 };
3828
3829
3830 /**
3831  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3832  * @perf: i915 perf instance
3833  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3834  * @props: individually validated u64 property value pairs
3835  * @file: drm file
3836  *
3837  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3838  *
3839  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3840  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3841  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3842  *
3843  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3844  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3845  * sense.
3846  *
3847  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3848  * config validation and stream initialization details will be handled by
3849  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3850  * will be relevant to all stream types / backends.
3851  *
3852  * Returns: zero on success or a negative error code.
3853  */
3854 static int
3855 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3856                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3857                             struct perf_open_properties *props,
3858                             struct drm_file *file)
3859 {
3860         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3861         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3862         unsigned long f_flags = 0;
3863         bool privileged_op = true;
3864         int stream_fd;
3865         int ret;
3866
3867         if (props->single_context) {
3868                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3869                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3870
3871                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3872                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3873                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3874                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3875                                   ctx_handle);
3876                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3877                         goto err;
3878                 }
3879         }
3880
3881         /*
3882          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3883          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3884          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3885          * non-privileged client.
3886          *
3887          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3888          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3889          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3890          * filter reports based on the included context ID we can't block
3891          * clients from seeing the raw / global counter values via
3892          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3893          * enable the OA unit by default.
3894          *
3895          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3896          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3897          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3898          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3899          */
3900         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3901                 privileged_op = false;
3902         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3903                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3904                 privileged_op = false;
3905
3906         if (props->hold_preemption) {
3907                 if (!props->single_context) {
3908                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3909                                 "preemption disable with no context\n");
3910                         ret = -EINVAL;
3911                         goto err;
3912                 }
3913                 privileged_op = true;
3914         }
3915
3916         /*
3917          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3918          */
3919         if (props->has_sseu)
3920                 privileged_op = true;
3921         else
3922                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3923
3924         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3925          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3926          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3927          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3928          */
3929         if (privileged_op &&
3930             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3931                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3932                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3933                 ret = -EACCES;
3934                 goto err_ctx;
3935         }
3936
3937         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3938         if (!stream) {
3939                 ret = -ENOMEM;
3940                 goto err_ctx;
3941         }
3942
3943         stream->perf = perf;
3944         stream->ctx = specific_ctx;
3945         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3946
3947         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3948         if (ret)
3949                 goto err_alloc;
3950
3951         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3952          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3953          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3954          */
3955         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3956                 ret = -ENODEV;
3957                 goto err_flags;
3958         }
3959
3960         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3961                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3962         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3963                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3964
3965         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3966         if (stream_fd < 0) {
3967                 ret = stream_fd;
3968                 goto err_flags;
3969         }
3970
3971         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3972                 i915_perf_enable_locked(stream);
3973
3974         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3975          * until its release.
3976          */
3977         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3978
3979         return stream_fd;
3980
3981 err_flags:
3982         if (stream->ops->destroy)
3983                 stream->ops->destroy(stream);
3984 err_alloc:
3985         kfree(stream);
3986 err_ctx:
3987         if (specific_ctx)
3988                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3989 err:
3990         return ret;
3991 }
3992
3993 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3994 {
3995         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
3996         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
3997
3998         return div_u64(nom + den - 1, den);
3999 }
4000
4001 static __always_inline bool
4002 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4003 {
4004         return test_bit(format, perf->format_mask);
4005 }
4006
4007 static __always_inline void
4008 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4009 {
4010         __set_bit(format, perf->format_mask);
4011 }
4012
4013 /**
4014  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
4015  * @perf: i915 perf instance
4016  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
4017  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
4018  * @props: The stream configuration built up while validating properties
4019  *
4020  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
4021  * validate that the combination of properties makes sense or that all
4022  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
4023  *
4024  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
4025  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
4026  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
4027  */
4028 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
4029                                     u64 __user *uprops,
4030                                     u32 n_props,
4031                                     struct perf_open_properties *props)
4032 {
4033         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4034         const struct i915_oa_format *f;
4035         u64 __user *uprop = uprops;
4036         bool config_instance = false;
4037         bool config_class = false;
4038         bool config_sseu = false;
4039         u8 class, instance;
4040         u32 i;
4041         int ret;
4042
4043         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4044         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4045
4046         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4047          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4048          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4049          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4050          * from userspace.
4051          */
4052         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4053                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4054                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4055                 return -EINVAL;
4056         }
4057
4058         /* Defaults when class:instance is not passed */
4059         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4060         instance = 0;
4061
4062         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4063                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4064                 u64 id, value;
4065
4066                 ret = get_user(id, uprop);
4067                 if (ret)
4068                         return ret;
4069
4070                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4071                 if (ret)
4072                         return ret;
4073
4074                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4075                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4076                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4077                         return -EINVAL;
4078                 }
4079
4080                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4081                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4082                         props->single_context = 1;
4083                         props->ctx_handle = value;
4084                         break;
4085                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4086                         if (value)
4087                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4088                         break;
4089                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4090                         if (value == 0) {
4091                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4092                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4093                                 return -EINVAL;
4094                         }
4095                         props->metrics_set = value;
4096                         break;
4097                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4098                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4099                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4100                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4101                                           value);
4102                                 return -EINVAL;
4103                         }
4104                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4105                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4106                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4107                                           value);
4108                                 return -EINVAL;
4109                         }
4110                         props->oa_format = value;
4111                         break;
4112                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4113                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4114                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4115                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4116                                          OA_EXPONENT_MAX);
4117                                 return -EINVAL;
4118                         }
4119
4120                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4121                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4122                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4123                          * frequencies by default unless root.
4124                          */
4125
4126                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4127                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4128
4129                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4130                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4131                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4132                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4133                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4134                          */
4135                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4136                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4137                                 do_div(tmp, oa_period);
4138                                 oa_freq_hz = tmp;
4139                         } else
4140                                 oa_freq_hz = 0;
4141
4142                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4143                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4144                                         "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",
4145                                           i915_oa_max_sample_rate);
4146                                 return -EACCES;
4147                         }
4148
4149                         props->oa_periodic = true;
4150                         props->oa_period_exponent = value;
4151                         break;
4152                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4153                         props->hold_preemption = !!value;
4154                         break;
4155                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4156                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4157                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4158                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4159                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4160                                 return -ENODEV;
4161                         }
4162
4163                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4164                                            u64_to_user_ptr(value),
4165                                            sizeof(user_sseu))) {
4166                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4167                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4168                                 return -EFAULT;
4169                         }
4170                         config_sseu = true;
4171                         break;
4172                 }
4173                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4174                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4175                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4176                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4177                                           value);
4178                                 return -EINVAL;
4179                         }
4180                         props->poll_oa_period = value;
4181                         break;
4182                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4183                         class = (u8)value;
4184                         config_class = true;
4185                         break;
4186                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4187                         instance = (u8)value;
4188                         config_instance = true;
4189                         break;
4190                 default:
4191                         MISSING_CASE(id);
4192                         return -EINVAL;
4193                 }
4194
4195                 uprop += 2;
4196         }
4197
4198         if ((config_class && !config_instance) ||
4199             (config_instance && !config_class)) {
4200                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4201                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4202                 return -EINVAL;
4203         }
4204
4205         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4206         if (!props->engine) {
4207                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4208                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4209                         class, instance);
4210                 return -EINVAL;
4211         }
4212
4213         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4214                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4215                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4216                         class, instance);
4217                 return -EINVAL;
4218         }
4219
4220         /*
4221          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4222          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4223          * does not work as expected.
4224          */
4225         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(props->engine->i915, STEP_A0, STEP_C0) &&
4226             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4227             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4228                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4229                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4230                 return -EINVAL;
4231         }
4232
4233         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4234         f = &perf->oa_formats[i];
4235         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4236                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4237                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4238                         f->type, props->engine->class);
4239                 return -EINVAL;
4240         }
4241
4242         if (config_sseu) {
4243                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4244                 if (ret) {
4245                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4246                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4247                         return ret;
4248                 }
4249                 props->has_sseu = true;
4250         }
4251
4252         return 0;
4253 }
4254
4255 /**
4256  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4257  * @dev: drm device
4258  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4259  * @file: drm file
4260  *
4261  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4262  * and an array of u64 key, value pair properties.
4263  *
4264  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4265  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4266  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4267  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4268  *
4269  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4270  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4271  *
4272  * Most of the implementation details are handled by
4273  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4274  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4275  *
4276  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4277  * error code on failure.
4278  */
4279 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4280                          struct drm_file *file)
4281 {
4282         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4283         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4284         struct intel_gt *gt;
4285         struct perf_open_properties props;
4286         u32 known_open_flags;
4287         int ret;
4288
4289         if (!perf->i915) {
4290                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4291                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4292                 return -ENOTSUPP;
4293         }
4294
4295         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4296                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4297                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4298         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4299                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4300                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4301                 return -EINVAL;
4302         }
4303
4304         ret = read_properties_unlocked(perf,
4305                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4306                                        param->num_properties,
4307                                        &props);
4308         if (ret)
4309                 return ret;
4310
4311         gt = props.engine->gt;
4312
4313         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4314         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4315         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4316
4317         return ret;
4318 }
4319
4320 /**
4321  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4322  * @i915: i915 device instance
4323  *
4324  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4325  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4326  * used to open an i915-perf stream.
4327  */
4328 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4329 {
4330         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4331         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4332
4333         if (!perf->i915)
4334                 return;
4335
4336         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4337          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4338          * being exposed to userspace.
4339          */
4340         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4341
4342         perf->metrics_kobj =
4343                 kobject_create_and_add("metrics",
4344                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4345
4346         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4347 }
4348
4349 /**
4350  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4351  * @i915: i915 device instance
4352  *
4353  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4354  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4355  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4356  * remaining state in i915_perf_fini().
4357  */
4358 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4359 {
4360         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4361
4362         if (!perf->metrics_kobj)
4363                 return;
4364
4365         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4366         perf->metrics_kobj = NULL;
4367 }
4368
4369 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4370 {
4371         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4372                 EU_PERF_CNTL0,
4373                 EU_PERF_CNTL1,
4374                 EU_PERF_CNTL2,
4375                 EU_PERF_CNTL3,
4376                 EU_PERF_CNTL4,
4377                 EU_PERF_CNTL5,
4378                 EU_PERF_CNTL6,
4379         };
4380         int i;
4381
4382         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4383                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4384                         return true;
4385         }
4386         return false;
4387 }
4388
4389 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4390 {
4391         while (table->start || table->end) {
4392                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4393                         return true;
4394
4395                 table++;
4396         }
4397
4398         return false;
4399 }
4400
4401 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4402         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4403
4404 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4405         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4406         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4407         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4408         {}
4409 };
4410
4411 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4412         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4413         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4414         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4415         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4416         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4417         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4418         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4419         {}
4420 };
4421
4422 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4423         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4424         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4425         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4426         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4427         {}
4428 };
4429
4430 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4431         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4432         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4433         {}
4434 };
4435
4436 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4437         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4438         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4439         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4440         {}
4441 };
4442
4443 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4444         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4445         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4446         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4447         {}
4448 };
4449
4450 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4451         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4452         {}
4453 };
4454
4455 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4456         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4457         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4458         {}
4459 };
4460
4461 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4462         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4463         {}
4464 };
4465
4466 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4467         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4468         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4469         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4470         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4471         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4472         {}
4473 };
4474
4475 /*
4476  * Ref: 14010536224:
4477  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4478  */
4479 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4480         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4481         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4482         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4483         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4484         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4485         {}
4486 };
4487
4488 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4489 {
4490         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4491 }
4492
4493 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4494 {
4495         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4496                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4497 }
4498
4499 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4500 {
4501         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4502                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4503                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4504 }
4505
4506 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4507 {
4508         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4509                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4510 }
4511
4512 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4513 {
4514         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4515                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4516 }
4517
4518 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4519 {
4520         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4521 }
4522
4523 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4524 {
4525         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4526             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4527                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4528
4529         return false;
4530 }
4531
4532 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4533 {
4534         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4535                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4536                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4537 }
4538
4539 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4540 {
4541         if (IS_METEORLAKE(perf->i915))
4542                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4543         else
4544                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4545 }
4546
4547 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4548 {
4549         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4550          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4551          * programmed by userspace doesn't change this.
4552          */
4553         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4554                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4555
4556         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4557          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4558          * configs.
4559          */
4560         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4561                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4562
4563         return val;
4564 }
4565
4566 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4567                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4568                                          u32 __user *regs,
4569                                          u32 n_regs)
4570 {
4571         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4572         int err;
4573         u32 i;
4574
4575         if (!n_regs)
4576                 return NULL;
4577
4578         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4579         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4580         if (!is_valid)
4581                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4582
4583         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4584         if (!oa_regs)
4585                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4586
4587         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4588                 u32 addr, value;
4589
4590                 err = get_user(addr, regs);
4591                 if (err)
4592                         goto addr_err;
4593
4594                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4595                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4596                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4597                         err = -EINVAL;
4598                         goto addr_err;
4599                 }
4600
4601                 err = get_user(value, regs + 1);
4602                 if (err)
4603                         goto addr_err;
4604
4605                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4606                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4607
4608                 regs += 2;
4609         }
4610
4611         return oa_regs;
4612
4613 addr_err:
4614         kfree(oa_regs);
4615         return ERR_PTR(err);
4616 }
4617
4618 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4619                                struct kobj_attribute *attr,
4620                                char *buf)
4621 {
4622         struct i915_oa_config *oa_config =
4623                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4624
4625         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4626 }
4627
4628 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4629                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4630 {
4631         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4632         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4633         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4634         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4635         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4636
4637         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4638         oa_config->attrs[1] = NULL;
4639
4640         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4641         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4642
4643         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4644                                   &oa_config->sysfs_metric);
4645 }
4646
4647 /**
4648  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4649  * @dev: drm device
4650  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4651  *        userspace (unvalidated)
4652  * @file: drm file
4653  *
4654  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4655  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4656  *
4657  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4658  * or a negative error code on failure.
4659  */
4660 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4661                                struct drm_file *file)
4662 {
4663         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4664         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4665         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4666         struct i915_oa_reg *regs;
4667         int err, id;
4668
4669         if (!perf->i915) {
4670                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4671                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4672                 return -ENOTSUPP;
4673         }
4674
4675         if (!perf->metrics_kobj) {
4676                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4677                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4678                 return -EINVAL;
4679         }
4680
4681         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4682                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4683                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4684                 return -EACCES;
4685         }
4686
4687         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4688             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4689             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4690                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4691                         "No OA registers given\n");
4692                 return -EINVAL;
4693         }
4694
4695         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4696         if (!oa_config) {
4697                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4698                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4699                 return -ENOMEM;
4700         }
4701
4702         oa_config->perf = perf;
4703         kref_init(&oa_config->ref);
4704
4705         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4706                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4707                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4708                 err = -EINVAL;
4709                 goto reg_err;
4710         }
4711
4712         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4713          * kzalloc.
4714          */
4715         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4716
4717         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4718         regs = alloc_oa_regs(perf,
4719                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4720                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4721                              args->n_mux_regs);
4722
4723         if (IS_ERR(regs)) {
4724                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4725                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4726                 err = PTR_ERR(regs);
4727                 goto reg_err;
4728         }
4729         oa_config->mux_regs = regs;
4730
4731         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4732         regs = alloc_oa_regs(perf,
4733                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4734                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4735                              args->n_boolean_regs);
4736
4737         if (IS_ERR(regs)) {
4738                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4739                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4740                 err = PTR_ERR(regs);
4741                 goto reg_err;
4742         }
4743         oa_config->b_counter_regs = regs;
4744
4745         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4746                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4747                         err = -EINVAL;
4748                         goto reg_err;
4749                 }
4750         } else {
4751                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4752                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4753                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4754                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4755                                      args->n_flex_regs);
4756
4757                 if (IS_ERR(regs)) {
4758                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4759                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4760                         err = PTR_ERR(regs);
4761                         goto reg_err;
4762                 }
4763                 oa_config->flex_regs = regs;
4764         }
4765
4766         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4767         if (err)
4768                 goto reg_err;
4769
4770         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4771          * too costly.
4772          */
4773         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4774                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4775                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4776                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4777                         err = -EADDRINUSE;
4778                         goto sysfs_err;
4779                 }
4780         }
4781
4782         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4783         if (err) {
4784                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4785                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4786                 goto sysfs_err;
4787         }
4788
4789         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4790         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4791                                   oa_config, 2,
4792                                   0, GFP_KERNEL);
4793         if (oa_config->id < 0) {
4794                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4795                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4796                 err = oa_config->id;
4797                 goto sysfs_err;
4798         }
4799         id = oa_config->id;
4800
4801         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4802                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4803         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4804
4805         return id;
4806
4807 sysfs_err:
4808         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4809 reg_err:
4810         i915_oa_config_put(oa_config);
4811         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4812                 "Failed to add new OA config\n");
4813         return err;
4814 }
4815
4816 /**
4817  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4818  * @dev: drm device
4819  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4820  * @file: drm file
4821  *
4822  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4823  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4824  *
4825  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4826  */
4827 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4828                                   struct drm_file *file)
4829 {
4830         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4831         u64 *arg = data;
4832         struct i915_oa_config *oa_config;
4833         int ret;
4834
4835         if (!perf->i915) {
4836                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4837                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4838                 return -ENOTSUPP;
4839         }
4840
4841         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4842                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4843                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4848         if (ret)
4849                 return ret;
4850
4851         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4852         if (!oa_config) {
4853                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4854                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4855                 ret = -ENOENT;
4856                 goto err_unlock;
4857         }
4858
4859         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4860
4861         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4862
4863         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4864
4865         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4866
4867         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4868                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4869
4870         i915_oa_config_put(oa_config);
4871
4872         return 0;
4873
4874 err_unlock:
4875         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4876         return ret;
4877 }
4878
4879 static struct ctl_table oa_table[] = {
4880         {
4881          .procname = "perf_stream_paranoid",
4882          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4883          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4884          .mode = 0644,
4885          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4886          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4887          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4888          },
4889         {
4890          .procname = "oa_max_sample_rate",
4891          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4892          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4893          .mode = 0644,
4894          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4895          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4896          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4897          },
4898         {}
4899 };
4900
4901 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4902 {
4903         return 1;
4904 }
4905
4906 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4907 {
4908         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4909                 /*
4910                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4911                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4912                  */
4913                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4914                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4915
4916                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4917         }
4918
4919         return PERF_GROUP_INVALID;
4920 }
4921
4922 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4923 {
4924         switch (engine->class) {
4925         case RENDER_CLASS:
4926                 return PERF_GROUP_OAG;
4927
4928         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4929         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4930                 return __oam_engine_group(engine);
4931
4932         default:
4933                 return PERF_GROUP_INVALID;
4934         }
4935 }
4936
4937 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4938 {
4939         return (struct i915_perf_regs) {
4940                 base,
4941                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4942                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4943                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4944                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4945                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4946                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4947                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4948                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4949         };
4950 }
4951
4952 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4953 {
4954         return (struct i915_perf_regs) {
4955                 0,
4956                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4957                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4958                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4959                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4960                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4961                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4962                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4963                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4964         };
4965 }
4966
4967 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4968 {
4969         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4970
4971         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4972                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4973
4974                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4975                 if (g->num_engines == 0)
4976                         continue;
4977
4978                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4979                         g->regs = __oag_regs();
4980                         g->type = TYPE_OAG;
4981                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4982                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4983                         g->type = TYPE_OAM;
4984                 }
4985         }
4986 }
4987
4988 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4989 {
4990         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4991         struct intel_engine_cs *engine;
4992         struct i915_perf_group *g;
4993         intel_engine_mask_t tmp;
4994
4995         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4996         if (!g)
4997                 return -ENOMEM;
4998
4999         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
5000                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
5001
5002                 engine->oa_group = NULL;
5003                 if (index < num_groups) {
5004                         g[index].num_engines++;
5005                         engine->oa_group = &g[index];
5006                 }
5007         }
5008
5009         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
5010         gt->perf.group = g;
5011
5012         oa_init_groups(gt);
5013
5014         return 0;
5015 }
5016
5017 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
5018 {
5019         struct intel_gt *gt;
5020         int i, ret;
5021
5022         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
5023                 ret = oa_init_gt(gt);
5024                 if (ret)
5025                         return ret;
5026         }
5027
5028         return 0;
5029 }
5030
5031 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
5032 {
5033         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
5034         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
5035
5036         switch (platform) {
5037         case INTEL_HASWELL:
5038                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5039                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5040                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5041                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5042                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5043                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5044                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5045                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5046                 break;
5047
5048         case INTEL_BROADWELL:
5049         case INTEL_CHERRYVIEW:
5050         case INTEL_SKYLAKE:
5051         case INTEL_BROXTON:
5052         case INTEL_KABYLAKE:
5053         case INTEL_GEMINILAKE:
5054         case INTEL_COFFEELAKE:
5055         case INTEL_COMETLAKE:
5056         case INTEL_ICELAKE:
5057         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5058         case INTEL_JASPERLAKE:
5059         case INTEL_TIGERLAKE:
5060         case INTEL_ROCKETLAKE:
5061         case INTEL_DG1:
5062         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5063         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5064                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5065                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5066                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5067                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5068                 break;
5069
5070         case INTEL_DG2:
5071                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5072                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5073                 break;
5074
5075         case INTEL_METEORLAKE:
5076                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5077                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5078                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5079                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5080                 break;
5081
5082         default:
5083                 MISSING_CASE(platform);
5084         }
5085 }
5086
5087 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5088 {
5089         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5090
5091         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5092         case 8:
5093                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5094                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5095                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5096                 break;
5097         case 9:
5098                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5099                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5100                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5101                 break;
5102         case 11:
5103                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5104                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5105                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5106                 break;
5107         case 12:
5108                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5109                 /*
5110                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5111                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5112                  */
5113                 break;
5114         default:
5115                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5116         }
5117 }
5118
5119 /**
5120  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5121  * @i915: i915 device instance
5122  *
5123  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5124  *
5125  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5126  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5127  */
5128 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5129 {
5130         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5131
5132         perf->oa_formats = oa_formats;
5133         if (IS_HASWELL(i915)) {
5134                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5135                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5136                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5137                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5138                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5139                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5140                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5141                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5142                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5143         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5144                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5145                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5146                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5147                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5148                  * execlist mode by default.
5149                  */
5150                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5151                 i915_perf_init_info(i915);
5152
5153                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5154                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5155                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5156                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5157                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5158                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5159                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5160
5161                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5162                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5163                                         chv_is_valid_mux_addr;
5164                         }
5165
5166                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5167                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5168                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5169                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5170                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5171                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5172                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5173                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5174                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5175                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5176                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5177                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5178
5179                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5180                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5181                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5182                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5183                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5184                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5185                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5186                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5187                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5188                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5189                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5190                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5191                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5192                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5193
5194                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5195                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5196                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5197                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5198                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5199                 }
5200         }
5201
5202         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5203                 struct intel_gt *gt;
5204                 int i, ret;
5205
5206                 for_each_gt(gt, i915, i)
5207                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5208
5209                 /* Choose a representative limit */
5210                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5211
5212                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5213                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5214
5215                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5216                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5217                  * forward to userspace.
5218                  *
5219                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5220                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5221                  * would ever see.
5222                  *
5223                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5224                  */
5225                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5226                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5227                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5228                  * warning for throttling.
5229                  */
5230                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5231                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5232
5233                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5234                                      5 * HZ, 10);
5235                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5236                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5237
5238                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5239                              500 * 1000 /* 500us */);
5240
5241                 perf->i915 = i915;
5242
5243                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5244                 if (ret) {
5245                         drm_err(&i915->drm,
5246                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5247                         return ret;
5248                 }
5249
5250                 oa_init_supported_formats(perf);
5251         }
5252
5253         return 0;
5254 }
5255
5256 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5257 {
5258         i915_oa_config_put(p);
5259         return 0;
5260 }
5261
5262 int i915_perf_sysctl_register(void)
5263 {
5264         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5265         return 0;
5266 }
5267
5268 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5269 {
5270         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5271 }
5272
5273 /**
5274  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5275  * @i915: i915 device instance
5276  */
5277 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5278 {
5279         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5280         struct intel_gt *gt;
5281         int i;
5282
5283         if (!perf->i915)
5284                 return;
5285
5286         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5287                 kfree(gt->perf.group);
5288
5289         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5290         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5291
5292         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5293         perf->i915 = NULL;
5294 }
5295
5296 /**
5297  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5298  * @i915: The i915 device
5299  *
5300  * This version number is used by userspace to detect available features.
5301  */
5302 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5303 {
5304         /*
5305          * 1: Initial version
5306          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5307          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5308          *
5309          * 2: Added runtime modification of OA config.
5310          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5311          *
5312          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5313          *    preemption on a particular context so that performance data is
5314          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5315          *    OA buffer.
5316          *
5317          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5318          *    be run for the duration of the performance recording based on
5319          *    their SSEU configuration.
5320          *
5321          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5322          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5323          *
5324          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5325          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5326          *
5327          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5328          */
5329
5330         /*
5331          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5332          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5333          * to indicate that OA media is not supported.
5334          */
5335         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(i915, STEP_A0, STEP_C0)) {
5336                 struct intel_gt *gt;
5337                 int i;
5338
5339                 for_each_gt(gt, i915, i) {
5340                         if (gt->type == GT_MEDIA &&
5341                             intel_check_bios_c6_setup(&gt->rc6))
5342                                 return 6;
5343                 }
5344         }
5345
5346         return 7;
5347 }
5348
5349 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5350 #include "selftests/i915_perf.c"
5351 #endif