drm/i915/perf: remove redundant power configuration register override
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gt/intel_engine_pm.h"
200 #include "gt/intel_engine_user.h"
201 #include "gt/intel_gt.h"
202 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
203 #include "gt/intel_ring.h"
204
205 #include "i915_drv.h"
206 #include "i915_perf.h"
207
208 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
209  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
210  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
211  */
212 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
213
214 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
215
216 /**
217  * DOC: OA Tail Pointer Race
218  *
219  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
220  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
221  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
222  * CPU).
223  *
224  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
225  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
226  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
227  * read() attempts.
228  *
229  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
230  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
231  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
232  *
233  * To manage this we actually track two tail pointers:
234  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
235  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
236  *     it is considered 'aged'.
237  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
238  *
239  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
240  *
241  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
242  * callback (the same callback that is used for delivering EPOLLIN events)
243  *
244  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
245  * indicates that an updated tail pointer is needed.
246  *
247  * Most of the implementation details for this workaround are in
248  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
249  *
250  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
251  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
252  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
253  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
254  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
255  * enabled without any periodic sampling.
256  */
257 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
258 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
259
260 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
261  * circular OA buffer...
262  */
263 #define POLL_FREQUENCY 200
264 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
265
266 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
267 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
268
269 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
270  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
271  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
272  *
273  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
274  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
275  * overflow in OA report timestamps.
276  */
277 #define OA_EXPONENT_MAX 31
278
279 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
280
281 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
282 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
283 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
284 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
285 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
286 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
287 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
288
289
290 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
291  *
292  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
293  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
294  *
295  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
296  */
297 static int oa_sample_rate_hard_limit;
298
299 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
300  * allow that by default unless root...
301  *
302  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
303  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
304  */
305 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
306
307 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
308  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
309  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
310  */
311 static const struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
312         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
313         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
314         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
315         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
316         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
317         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
318         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
319         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
320 };
321
322 static const struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
323         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
324         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
325         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
326         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
327 };
328
329 static const struct i915_oa_format gen12_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
330         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
331 };
332
333 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
334
335 /**
336  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
337  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
338  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
339  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
340  *                   context
341  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
342  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
343  * @oa_format: An OA unit HW report format
344  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
345  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
346  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
347  *
348  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
349  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
350  * which starts out zero initialized.
351  */
352 struct perf_open_properties {
353         u32 sample_flags;
354
355         u64 single_context:1;
356         u64 hold_preemption:1;
357         u64 ctx_handle;
358
359         /* OA sampling state */
360         int metrics_set;
361         int oa_format;
362         bool oa_periodic;
363         int oa_period_exponent;
364
365         struct intel_engine_cs *engine;
366 };
367
368 struct i915_oa_config_bo {
369         struct llist_node node;
370
371         struct i915_oa_config *oa_config;
372         struct i915_vma *vma;
373 };
374
375 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
376
377 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
378
379 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
380 {
381         struct i915_oa_config *oa_config =
382                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
383
384         kfree(oa_config->flex_regs);
385         kfree(oa_config->b_counter_regs);
386         kfree(oa_config->mux_regs);
387
388         kfree_rcu(oa_config, rcu);
389 }
390
391 struct i915_oa_config *
392 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
393 {
394         struct i915_oa_config *oa_config;
395
396         rcu_read_lock();
397         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
398         if (oa_config)
399                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
400         rcu_read_unlock();
401
402         return oa_config;
403 }
404
405 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
406 {
407         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
408         i915_vma_put(oa_bo->vma);
409         kfree(oa_bo);
410 }
411
412 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
413 {
414         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
415
416         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
417                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
418 }
419
420 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
421 {
422         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
423
424         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
425 }
426
427 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
428 {
429         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
430         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
431
432         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
433 }
434
435 /**
436  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
437  * @stream: i915 stream instance
438  *
439  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
440  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
441  * if there is data available for userspace to read.
442  *
443  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
444  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
445  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
446  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
447  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
448  *
449  * Besides returning true when there is data available to read() this function
450  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
451  * and .aged_tail_idx state used for reading.
452  *
453  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
454  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
455  * can't be modified.
456  *
457  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
458  */
459 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
460 {
461         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
462         unsigned long flags;
463         unsigned int aged_idx;
464         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
465         u64 now;
466
467         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
468          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
469          * tails[] and aged_tail state.
470          */
471         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
472
473         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
474          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
475          * a read() in progress.
476          */
477         head = stream->oa_buffer.head;
478
479         aged_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
480         aged_tail = stream->oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
481         aging_tail = stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
482
483         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
484
485         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
486          * not in report_size steps...
487          */
488         hw_tail &= ~(report_size - 1);
489
490         now = ktime_get_mono_fast_ns();
491
492         /* Update the aged tail
493          *
494          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
495          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
496          * the CPU...
497          *
498          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
499          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
500          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
501          */
502         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
503             ((now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) >
504              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
505
506                 aged_idx ^= 1;
507                 stream->oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
508
509                 aged_tail = aging_tail;
510
511                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
512                 stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
513                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
514         }
515
516         /* Update the aging tail
517          *
518          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
519          * represents >= one report more data than is already available for
520          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
521          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
522          * pointer time to age.
523          */
524         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
525             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
526              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
527                 struct i915_vma *vma = stream->oa_buffer.vma;
528                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
529
530                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
531                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
532                  * could put the tail out of bounds...
533                  */
534                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
535                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
536                         stream->oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
537                                 aging_tail = hw_tail;
538                         stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
539                 } else {
540                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
541                                 "Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %x\n",
542                                 hw_tail);
543                 }
544         }
545
546         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
547
548         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
549                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
550 }
551
552 /**
553  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
554  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
555  * @buf: destination buffer given by userspace
556  * @count: the number of bytes userspace wants to read
557  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
558  * @type: The kind of status to report to userspace
559  *
560  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
561  * into the userspace read() buffer.
562  *
563  * The @buf @offset will only be updated on success.
564  *
565  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
566  */
567 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
568                             char __user *buf,
569                             size_t count,
570                             size_t *offset,
571                             enum drm_i915_perf_record_type type)
572 {
573         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
574
575         if ((count - *offset) < header.size)
576                 return -ENOSPC;
577
578         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
579                 return -EFAULT;
580
581         (*offset) += header.size;
582
583         return 0;
584 }
585
586 /**
587  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
588  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
589  * @buf: destination buffer given by userspace
590  * @count: the number of bytes userspace wants to read
591  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
592  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
593  *
594  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
595  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
596  * function copies the requested components of a single sample to the given
597  * read() @buf.
598  *
599  * The @buf @offset will only be updated on success.
600  *
601  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
602  */
603 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
604                             char __user *buf,
605                             size_t count,
606                             size_t *offset,
607                             const u8 *report)
608 {
609         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
610         struct drm_i915_perf_record_header header;
611         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
612
613         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
614         header.pad = 0;
615         header.size = stream->sample_size;
616
617         if ((count - *offset) < header.size)
618                 return -ENOSPC;
619
620         buf += *offset;
621         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
622                 return -EFAULT;
623         buf += sizeof(header);
624
625         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
626                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
627                         return -EFAULT;
628         }
629
630         (*offset) += header.size;
631
632         return 0;
633 }
634
635 /**
636  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
637  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
638  * @buf: destination buffer given by userspace
639  * @count: the number of bytes userspace wants to read
640  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
641  *
642  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
643  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
644  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
645  * to decide if the error should be squashed before returning to
646  * userspace.
647  *
648  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
649  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
650  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
651  * Gen PRM naming convention.
652  *
653  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
654  */
655 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
656                                   char __user *buf,
657                                   size_t count,
658                                   size_t *offset)
659 {
660         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
661         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
662         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
663         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
664         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
665         size_t start_offset = *offset;
666         unsigned long flags;
667         unsigned int aged_tail_idx;
668         u32 head, tail;
669         u32 taken;
670         int ret = 0;
671
672         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
673                 return -EIO;
674
675         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
676
677         head = stream->oa_buffer.head;
678         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
679         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
680
681         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
682
683         /*
684          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
685          * hrtimer callback to give us a pointer
686          */
687         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
688                 return -EAGAIN;
689
690         /*
691          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
692          * while indexing relative to oa_buf_base.
693          */
694         head -= gtt_offset;
695         tail -= gtt_offset;
696
697         /*
698          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
699          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
700          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
701          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
702          * all a power of two).
703          */
704         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
705                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
706                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
707                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
708                           head, tail))
709                 return -EIO;
710
711
712         for (/* none */;
713              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
714              head = (head + report_size) & mask) {
715                 u8 *report = oa_buf_base + head;
716                 u32 *report32 = (void *)report;
717                 u32 ctx_id;
718                 u32 reason;
719
720                 /*
721                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
722                  * size so we never expect to see a report split
723                  * between the beginning and end of the buffer.
724                  *
725                  * Given the initial alignment check a misalignment
726                  * here would imply a driver bug that would result
727                  * in an overrun.
728                  */
729                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
730                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
731                         drm_err(&uncore->i915->drm,
732                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
733                         break;
734                 }
735
736                 /*
737                  * The reason field includes flags identifying what
738                  * triggered this specific report (mostly timer
739                  * triggered or e.g. due to a context switch).
740                  *
741                  * This field is never expected to be zero so we can
742                  * check that the report isn't invalid before copying
743                  * it to userspace...
744                  */
745                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
746                           (IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
747                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
748                            OAREPORT_REASON_MASK));
749                 if (reason == 0) {
750                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
751                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
752                         continue;
753                 }
754
755                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
756
757                 /*
758                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
759                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
760                  * filtering below...
761                  *
762                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
763                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
764                  */
765                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
766                     INTEL_GEN(stream->perf->i915) <= 11)
767                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
768
769                 /*
770                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
771                  * off for a specific context and the kernel can't securely
772                  * stop the counters from updating as system-wide / global
773                  * values.
774                  *
775                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
776                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
777                  * automatically subtract/hide counter progress for other
778                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
779                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
780                  * provide a side-band view of the real values.
781                  *
782                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
783                  * to normalize counters for a single filtered context then it
784                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
785                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
786                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
787                  * associated with other contexts. Note that the hardware
788                  * automatically triggers reports when switching to a new
789                  * context which are tagged with the ID of the newly active
790                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
791                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
792                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
793                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
794                  * all.
795                  *
796                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
797                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
798                  * identify a switch before any 'context switch' report.
799                  */
800                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
801                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
802                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
803                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
804
805                         /*
806                          * While filtering for a single context we avoid
807                          * leaking the IDs of other contexts.
808                          */
809                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
810                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
811                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
812                         }
813
814                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
815                                                report);
816                         if (ret)
817                                 break;
818
819                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
820                 }
821
822                 /*
823                  * The above reason field sanity check is based on
824                  * the assumption that the OA buffer is initially
825                  * zeroed and we reset the field after copying so the
826                  * check is still meaningful once old reports start
827                  * being overwritten.
828                  */
829                 report32[0] = 0;
830         }
831
832         if (start_offset != *offset) {
833                 i915_reg_t oaheadptr;
834
835                 oaheadptr = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
836                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
837
838                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
839
840                 /*
841                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
842                  * relative to oa_buf_base so put back here...
843                  */
844                 head += gtt_offset;
845                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
846                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
847                 stream->oa_buffer.head = head;
848
849                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
850         }
851
852         return ret;
853 }
854
855 /**
856  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
857  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
858  * @buf: destination buffer given by userspace
859  * @count: the number of bytes userspace wants to read
860  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
861  *
862  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
863  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
864  * initiate appending any buffered OA reports.
865  *
866  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
867  * the userspace buffer.
868  *
869  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
870  * even if an error is returned, and this is reflected in the
871  * updated @offset.
872  *
873  * Returns: zero on success or a negative error code
874  */
875 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
876                         char __user *buf,
877                         size_t count,
878                         size_t *offset)
879 {
880         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
881         u32 oastatus;
882         i915_reg_t oastatus_reg;
883         int ret;
884
885         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
886                 return -EIO;
887
888         oastatus_reg = IS_GEN(stream->perf->i915, 12) ?
889                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
890
891         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
892
893         /*
894          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
895          *
896          * Although theoretically we could handle this more gracefully
897          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
898          * automatically triggered reports in this condition and so we
899          * have to assume that old reports are now being trampled
900          * over.
901          *
902          * Considering how we don't currently give userspace control
903          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
904          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
905          * that something has gone quite badly wrong.
906          */
907         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
908                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
909                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
910                 if (ret)
911                         return ret;
912
913                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
914                           stream->period_exponent);
915
916                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
917                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
918
919                 /*
920                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
921                  * reset GEN8_OASTATUS for us
922                  */
923                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
924         }
925
926         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
927                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
928                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
929                 if (ret)
930                         return ret;
931                 intel_uncore_write(uncore, oastatus_reg,
932                                    oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
933         }
934
935         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
936 }
937
938 /**
939  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
940  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
941  * @buf: destination buffer given by userspace
942  * @count: the number of bytes userspace wants to read
943  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
944  *
945  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
946  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
947  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
948  * to decide if the error should be squashed before returning to
949  * userspace.
950  *
951  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
952  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
953  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
954  * Gen PRM naming convention.
955  *
956  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
957  */
958 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
959                                   char __user *buf,
960                                   size_t count,
961                                   size_t *offset)
962 {
963         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
964         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
965         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
966         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
967         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
968         size_t start_offset = *offset;
969         unsigned long flags;
970         unsigned int aged_tail_idx;
971         u32 head, tail;
972         u32 taken;
973         int ret = 0;
974
975         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
976                 return -EIO;
977
978         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
979
980         head = stream->oa_buffer.head;
981         aged_tail_idx = stream->oa_buffer.aged_tail_idx;
982         tail = stream->oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
983
984         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
985
986         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
987          * hrtimer callback to give us a pointer
988          */
989         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
990                 return -EAGAIN;
991
992         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
993          * while indexing relative to oa_buf_base.
994          */
995         head -= gtt_offset;
996         tail -= gtt_offset;
997
998         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
999          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1000          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1001          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1002          * all a power of two).
1003          */
1004         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1005                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1006                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1007                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1008                           head, tail))
1009                 return -EIO;
1010
1011
1012         for (/* none */;
1013              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
1014              head = (head + report_size) & mask) {
1015                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1016                 u32 *report32 = (void *)report;
1017
1018                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1019                  * size so we never expect to see a report split
1020                  * between the beginning and end of the buffer.
1021                  *
1022                  * Given the initial alignment check a misalignment
1023                  * here would imply a driver bug that would result
1024                  * in an overrun.
1025                  */
1026                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1027                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1028                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1029                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1030                         break;
1031                 }
1032
1033                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1034                  * some undocumented flags related to what triggered
1035                  * the report and is never expected to be zero so we
1036                  * can check that the report isn't invalid before
1037                  * copying it to userspace...
1038                  */
1039                 if (report32[0] == 0) {
1040                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1041                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1042                         continue;
1043                 }
1044
1045                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1046                 if (ret)
1047                         break;
1048
1049                 /* The above report-id field sanity check is based on
1050                  * the assumption that the OA buffer is initially
1051                  * zeroed and we reset the field after copying so the
1052                  * check is still meaningful once old reports start
1053                  * being overwritten.
1054                  */
1055                 report32[0] = 0;
1056         }
1057
1058         if (start_offset != *offset) {
1059                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1060
1061                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1062                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1063                  */
1064                 head += gtt_offset;
1065
1066                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1067                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1068                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1069                 stream->oa_buffer.head = head;
1070
1071                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1072         }
1073
1074         return ret;
1075 }
1076
1077 /**
1078  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1079  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1080  * @buf: destination buffer given by userspace
1081  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1082  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1083  *
1084  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1085  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1086  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1087  *
1088  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1089  * the userspace buffer.
1090  *
1091  * Returns: zero on success or a negative error code
1092  */
1093 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1094                         char __user *buf,
1095                         size_t count,
1096                         size_t *offset)
1097 {
1098         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1099         u32 oastatus1;
1100         int ret;
1101
1102         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1103                 return -EIO;
1104
1105         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1106
1107         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1108          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1109          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1110          * that have already been reported to userspace.
1111          */
1112         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1113
1114         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1115          *
1116          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1117          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1118          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1119          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1120          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1121          *   the state again.
1122          *
1123          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1124          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1125          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1126          *   are being written to cleared memory.
1127          *
1128          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1129          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1130          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1131          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1132          *   now.
1133          */
1134         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1135                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1136                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1137                 if (ret)
1138                         return ret;
1139
1140                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1141                           stream->period_exponent);
1142
1143                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1144                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1145
1146                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1147         }
1148
1149         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1150                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1151                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1152                 if (ret)
1153                         return ret;
1154                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1155                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1156         }
1157
1158         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1159 }
1160
1161 /**
1162  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1163  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1164  *
1165  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1166  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1167  * OA buffer and wakes us.
1168  *
1169  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1170  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1171  * really data ready for userspace yet.
1172  *
1173  * Returns: zero on success or a negative error code
1174  */
1175 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1176 {
1177         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1178         if (!stream->periodic)
1179                 return -EIO;
1180
1181         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1182                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1183 }
1184
1185 /**
1186  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1187  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1188  * @file: An i915 perf stream file
1189  * @wait: poll() state table
1190  *
1191  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1192  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1193  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1194  */
1195 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1196                               struct file *file,
1197                               poll_table *wait)
1198 {
1199         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1200 }
1201
1202 /**
1203  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1204  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1205  * @buf: destination buffer given by userspace
1206  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1207  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1208  *
1209  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1210  * the userspace buffer.
1211  *
1212  * Returns: zero on success or a negative error code
1213  */
1214 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1215                         char __user *buf,
1216                         size_t count,
1217                         size_t *offset)
1218 {
1219         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1220 }
1221
1222 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1223 {
1224         struct i915_gem_engines_iter it;
1225         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1226         struct intel_context *ce;
1227         int err;
1228
1229         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1230                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1231                         continue;
1232
1233                 /*
1234                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1235                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1236                  */
1237                 err = intel_context_pin(ce);
1238                 if (err == 0) {
1239                         stream->pinned_ctx = ce;
1240                         break;
1241                 }
1242         }
1243         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1244
1245         return stream->pinned_ctx;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1250  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1251  *
1252  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1253  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1254  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1255  *
1256  * Returns: zero on success or a negative error code
1257  */
1258 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1259 {
1260         struct intel_context *ce;
1261
1262         ce = oa_pin_context(stream);
1263         if (IS_ERR(ce))
1264                 return PTR_ERR(ce);
1265
1266         switch (INTEL_GEN(ce->engine->i915)) {
1267         case 7: {
1268                 /*
1269                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1270                  * and don't need to use the mask.
1271                  */
1272                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1273                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1274                 break;
1275         }
1276
1277         case 8:
1278         case 9:
1279         case 10:
1280                 if (intel_engine_in_execlists_submission_mode(ce->engine)) {
1281                         stream->specific_ctx_id_mask =
1282                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1283                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1284                 } else {
1285                         /*
1286                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1287                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1288                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1289                          * what is put into the context id field of the
1290                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1291                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1292                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1293                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1294                          */
1295                         stream->specific_ctx_id =
1296                                 lower_32_bits(ce->lrc_desc) >> 12;
1297
1298                         /*
1299                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1300                          * ignore that bit.
1301                          */
1302                         stream->specific_ctx_id_mask =
1303                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1304                 }
1305                 break;
1306
1307         case 11:
1308         case 12: {
1309                 stream->specific_ctx_id_mask =
1310                         ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1311                 /*
1312                  * Pick an unused context id
1313                  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG - 1) are used by other contexts
1314                  * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1315                  */
1316                 stream->specific_ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1317                 BUILD_BUG_ON((GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) < NUM_CONTEXT_TAG);
1318                 break;
1319         }
1320
1321         default:
1322                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(ce->engine->i915));
1323         }
1324
1325         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1326
1327         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1328                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1329                 stream->specific_ctx_id,
1330                 stream->specific_ctx_id_mask);
1331
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 /**
1336  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1337  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1338  *
1339  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1340  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1341  */
1342 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1343 {
1344         struct intel_context *ce;
1345
1346         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1347         if (ce) {
1348                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1349                 intel_context_unpin(ce);
1350         }
1351
1352         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1353         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1354 }
1355
1356 static void
1357 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1358 {
1359         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1360                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1361
1362         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1363 }
1364
1365 static void
1366 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1367 {
1368         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1369
1370         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1371         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1372                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1373 }
1374
1375 static void
1376 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1377 {
1378         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1379 }
1380
1381 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1382 {
1383         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1384
1385         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1386
1387         /*
1388          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1389          * the metric set on gen8+.
1390          *
1391          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1392          */
1393         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1394         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1395
1396         free_oa_buffer(stream);
1397
1398         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1399         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1400
1401         if (stream->ctx)
1402                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1403
1404         free_oa_configs(stream);
1405         free_noa_wait(stream);
1406
1407         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1408                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1409                          perf->spurious_report_rs.missed);
1410         }
1411 }
1412
1413 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1414 {
1415         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1416         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1417         unsigned long flags;
1418
1419         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1420
1421         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1422          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1423          */
1424         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1425                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1426         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1427
1428         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1429
1430         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1431                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1432
1433         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1434         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1435         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1436
1437         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1438
1439         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1440          * already seen since they can't be cleared while periodic
1441          * sampling is enabled.
1442          */
1443         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1444
1445         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1446          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1447          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1448          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1449          *
1450          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1451          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1452          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1453          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1454          * memory...
1455          */
1456         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1457
1458         stream->pollin = false;
1459 }
1460
1461 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1462 {
1463         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1464         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1465         unsigned long flags;
1466
1467         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1468
1469         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1470         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1471         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1472
1473         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1474
1475         /*
1476          * PRM says:
1477          *
1478          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1479          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1480          *  to enable proper functionality of the overflow
1481          *  bit."
1482          */
1483         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1484                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1485         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1486
1487         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1488         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1489         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1490
1491         /*
1492          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1493          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1494          * context.
1495          */
1496         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1497
1498         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1499
1500         /*
1501          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1502          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1503          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1504          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1505          *
1506          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1507          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1508          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1509          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1510          * memory...
1511          */
1512         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1513
1514         stream->pollin = false;
1515 }
1516
1517 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1518 {
1519         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1520         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1521         unsigned long flags;
1522
1523         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1524
1525         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1526         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1527                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1528         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1529
1530         /*
1531          * PRM says:
1532          *
1533          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1534          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1535          *  to enable proper functionality of the overflow
1536          *  bit."
1537          */
1538         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1539                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1540         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1541                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1542
1543         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1544         stream->oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1545         stream->oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1546
1547         /*
1548          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1549          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1550          * context.
1551          */
1552         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1553
1554         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1555
1556         /*
1557          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1558          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1559          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1560          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1561          *
1562          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1563          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1564          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1565          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1566          * memory...
1567          */
1568         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1569                stream->oa_buffer.vma->size);
1570
1571         stream->pollin = false;
1572 }
1573
1574 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1575 {
1576         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1577         struct drm_i915_gem_object *bo;
1578         struct i915_vma *vma;
1579         int ret;
1580
1581         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1582                 return -ENODEV;
1583
1584         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1585         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1586
1587         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1588         if (IS_ERR(bo)) {
1589                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1590                 return PTR_ERR(bo);
1591         }
1592
1593         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1594
1595         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1596         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1597         if (IS_ERR(vma)) {
1598                 ret = PTR_ERR(vma);
1599                 goto err_unref;
1600         }
1601         stream->oa_buffer.vma = vma;
1602
1603         stream->oa_buffer.vaddr =
1604                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1605         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1606                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1607                 goto err_unpin;
1608         }
1609
1610         return 0;
1611
1612 err_unpin:
1613         __i915_vma_unpin(vma);
1614
1615 err_unref:
1616         i915_gem_object_put(bo);
1617
1618         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1619         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1620
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1625                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1626                                   u32 dword_count)
1627 {
1628         u32 cmd;
1629         u32 d;
1630
1631         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1632         if (INTEL_GEN(stream->perf->i915) >= 8)
1633                 cmd++;
1634
1635         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1636                 *cs++ = cmd;
1637                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1638                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1639                                                 offset) + 4 * d;
1640                 *cs++ = 0;
1641         }
1642
1643         return cs;
1644 }
1645
1646 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1647 {
1648         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1649         struct drm_i915_gem_object *bo;
1650         struct i915_vma *vma;
1651         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1652                 DIV64_U64_ROUND_UP(
1653                         atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay) *
1654                         RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz,
1655                         1000000ull);
1656         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1657 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1658         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1659         int ret, i;
1660         enum {
1661                 START_TS,
1662                 NOW_TS,
1663                 DELTA_TS,
1664                 JUMP_PREDICATE,
1665                 DELTA_TARGET,
1666                 N_CS_GPR
1667         };
1668
1669         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1670         if (IS_ERR(bo)) {
1671                 drm_err(&i915->drm,
1672                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1673                 return PTR_ERR(bo);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1678          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1679          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1680          */
1681         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1682         if (IS_ERR(vma)) {
1683                 ret = PTR_ERR(vma);
1684                 goto err_unref;
1685         }
1686
1687         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1688         if (IS_ERR(batch)) {
1689                 ret = PTR_ERR(batch);
1690                 goto err_unpin;
1691         }
1692
1693         /* Save registers. */
1694         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1695                 cs = save_restore_register(
1696                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1697                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1698         cs = save_restore_register(
1699                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1700                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1701
1702         /* First timestamp snapshot location. */
1703         ts0 = cs;
1704
1705         /*
1706          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1707          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1708          * register because the ALU works 64bits.
1709          */
1710         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1711         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1712         *cs++ = 0;
1713         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1714         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1715         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1716
1717         /*
1718          * This is the location we're going to jump back into until the
1719          * required amount of time has passed.
1720          */
1721         jump = cs;
1722
1723         /*
1724          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1725          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1726          * operations below.
1727          */
1728         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1729         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1730         *cs++ = 0;
1731         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1732         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1733         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1734
1735         /*
1736          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1737          * CS_GPR(1).
1738          */
1739         *cs++ = MI_MATH(5);
1740         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1741         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1742         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1743         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1744         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1745
1746         /*
1747          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1748          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1749          * to be used for the predicated jump.
1750          */
1751         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1752         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1753         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1754
1755         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1756         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1757                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1758                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1759                 MI_BATCH_PREDICATE;
1760         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1761         *cs++ = 0;
1762
1763         /*
1764          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1765          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1766          *
1767          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1768          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1769          */
1770         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1771         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1772         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1773         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1774         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1775
1776         *cs++ = MI_MATH(4);
1777         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1778         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1779         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1780         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1781
1782         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1783
1784         /*
1785          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1786          * predicated jump.
1787          */
1788         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1789         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1790         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1);
1791
1792         /* Predicate the jump.  */
1793         *cs++ = (INTEL_GEN(i915) < 8 ?
1794                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1795                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1796                 MI_BATCH_PREDICATE;
1797         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1798         *cs++ = 0;
1799
1800         /* Restore registers. */
1801         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1802                 cs = save_restore_register(
1803                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1804                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1805         cs = save_restore_register(
1806                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1,
1807                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1808
1809         /* And return to the ring. */
1810         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1811
1812         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1813
1814         i915_gem_object_flush_map(bo);
1815         i915_gem_object_unpin_map(bo);
1816
1817         stream->noa_wait = vma;
1818         return 0;
1819
1820 err_unpin:
1821         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1822 err_unref:
1823         i915_gem_object_put(bo);
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1828                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1829                             u32 n_regs)
1830 {
1831         u32 i;
1832
1833         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1834                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1835                         u32 n_lri = min_t(u32,
1836                                           n_regs - i,
1837                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1838
1839                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1840                 }
1841                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1842                 *cs++ = reg_data[i].value;
1843         }
1844
1845         return cs;
1846 }
1847
1848 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1849 {
1850         int count = 0;
1851
1852         if (num_regs > 0) {
1853                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1854                 count += num_regs * 2;
1855         }
1856
1857         return count;
1858 }
1859
1860 static struct i915_oa_config_bo *
1861 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1862                        struct i915_oa_config *oa_config)
1863 {
1864         struct drm_i915_gem_object *obj;
1865         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1866         size_t config_length = 0;
1867         u32 *cs;
1868         int err;
1869
1870         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1871         if (!oa_bo)
1872                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1873
1874         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1875         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1876         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1877         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1878         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1879
1880         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1881         if (IS_ERR(obj)) {
1882                 err = PTR_ERR(obj);
1883                 goto err_free;
1884         }
1885
1886         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1887         if (IS_ERR(cs)) {
1888                 err = PTR_ERR(cs);
1889                 goto err_oa_bo;
1890         }
1891
1892         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1893                              oa_config->mux_regs,
1894                              oa_config->mux_regs_len);
1895         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1896                              oa_config->b_counter_regs,
1897                              oa_config->b_counter_regs_len);
1898         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1899                              oa_config->flex_regs,
1900                              oa_config->flex_regs_len);
1901
1902         /* Jump into the active wait. */
1903         *cs++ = (INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 8 ?
1904                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1905                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1906         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1907         *cs++ = 0;
1908
1909         i915_gem_object_flush_map(obj);
1910         i915_gem_object_unpin_map(obj);
1911
1912         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1913                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1914                                        NULL);
1915         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1916                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1917                 goto err_oa_bo;
1918         }
1919
1920         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1921         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1922
1923         return oa_bo;
1924
1925 err_oa_bo:
1926         i915_gem_object_put(obj);
1927 err_free:
1928         kfree(oa_bo);
1929         return ERR_PTR(err);
1930 }
1931
1932 static struct i915_vma *
1933 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1934 {
1935         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1936
1937         /*
1938          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1939          * to the stream.
1940          */
1941         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1942                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1943                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1944                            oa_config->uuid,
1945                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1946                         goto out;
1947         }
1948
1949         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1950         if (IS_ERR(oa_bo))
1951                 return ERR_CAST(oa_bo);
1952
1953 out:
1954         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1955 }
1956
1957 static struct i915_request *
1958 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1959                struct i915_oa_config *oa_config,
1960                struct intel_context *ce)
1961 {
1962         struct i915_request *rq;
1963         struct i915_vma *vma;
1964         int err;
1965
1966         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1967         if (IS_ERR(vma))
1968                 return ERR_CAST(vma);
1969
1970         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1971         if (err)
1972                 goto err_vma_put;
1973
1974         intel_engine_pm_get(ce->engine);
1975         rq = i915_request_create(ce);
1976         intel_engine_pm_put(ce->engine);
1977         if (IS_ERR(rq)) {
1978                 err = PTR_ERR(rq);
1979                 goto err_vma_unpin;
1980         }
1981
1982         i915_vma_lock(vma);
1983         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
1984         if (!err)
1985                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
1986         i915_vma_unlock(vma);
1987         if (err)
1988                 goto err_add_request;
1989
1990         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
1991                                         vma->node.start, 0,
1992                                         I915_DISPATCH_SECURE);
1993         if (err)
1994                 goto err_add_request;
1995
1996         i915_request_get(rq);
1997 err_add_request:
1998         i915_request_add(rq);
1999 err_vma_unpin:
2000         i915_vma_unpin(vma);
2001 err_vma_put:
2002         i915_vma_put(vma);
2003         return err ? ERR_PTR(err) : rq;
2004 }
2005
2006 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2007 {
2008         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2009 }
2010
2011 static struct i915_request *
2012 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2013 {
2014         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2015
2016         /*
2017          * PRM:
2018          *
2019          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2020          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2021          * unable to count the events from non-render clock domain.
2022          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2023          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2024          * gating for RCS should also be disabled.
2025          */
2026         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2027                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2028         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2029                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2030
2031         return emit_oa_config(stream, stream->oa_config, oa_context(stream));
2032 }
2033
2034 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2035 {
2036         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2037
2038         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2039                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2040         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2041                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2042
2043         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2044 }
2045
2046 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2047                               i915_reg_t reg)
2048 {
2049         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2050         int i;
2051
2052         /*
2053          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2054          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2055          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2056          */
2057         if (!oa_config)
2058                 return 0;
2059
2060         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2061                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2062                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2063         }
2064
2065         return 0;
2066 }
2067 /*
2068  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2069  * has been disabled.
2070  *
2071  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2072  * in the case that the OA unit has been disabled.
2073  */
2074 static void
2075 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2076                                const struct i915_perf_stream *stream)
2077 {
2078         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2079         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2080         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2081         i915_reg_t flex_regs[] = {
2082                 EU_PERF_CNTL0,
2083                 EU_PERF_CNTL1,
2084                 EU_PERF_CNTL2,
2085                 EU_PERF_CNTL3,
2086                 EU_PERF_CNTL4,
2087                 EU_PERF_CNTL5,
2088                 EU_PERF_CNTL6,
2089         };
2090         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2091         int i;
2092
2093         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2094                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2095                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2096                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2097
2098         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2099                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2100                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2101 }
2102
2103 struct flex {
2104         i915_reg_t reg;
2105         u32 offset;
2106         u32 value;
2107 };
2108
2109 static int
2110 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2111                 struct intel_context *ce,
2112                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2113 {
2114         u32 offset;
2115         u32 *cs;
2116
2117         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2118         if (IS_ERR(cs))
2119                 return PTR_ERR(cs);
2120
2121         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2122         do {
2123                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2124                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2125                 *cs++ = 0;
2126                 *cs++ = flex->value;
2127         } while (flex++, --count);
2128
2129         intel_ring_advance(rq, cs);
2130
2131         return 0;
2132 }
2133
2134 static int
2135 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2136                struct intel_context *ce,
2137                const struct flex *flex, unsigned int count)
2138 {
2139         u32 *cs;
2140
2141         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2142
2143         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2144         if (IS_ERR(cs))
2145                 return PTR_ERR(cs);
2146
2147         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2148         do {
2149                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2150                 *cs++ = flex->value;
2151         } while (flex++, --count);
2152         *cs++ = MI_NOOP;
2153
2154         intel_ring_advance(rq, cs);
2155
2156         return 0;
2157 }
2158
2159 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2160                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2161 {
2162         struct i915_request *rq;
2163         int err;
2164
2165         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2166         if (IS_ERR(rq))
2167                 return PTR_ERR(rq);
2168
2169         /* Serialise with the remote context */
2170         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2171         if (err == 0)
2172                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2173
2174         i915_request_add(rq);
2175         return err;
2176 }
2177
2178 static int gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2179                             const struct flex *flex, unsigned int count)
2180 {
2181         struct i915_request *rq;
2182         int err;
2183
2184         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2185         rq = i915_request_create(ce);
2186         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2187         if (IS_ERR(rq))
2188                 return PTR_ERR(rq);
2189
2190         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2191
2192         i915_request_add(rq);
2193         return err;
2194 }
2195
2196 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2197                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2198 {
2199         struct i915_gem_engines_iter it;
2200         struct intel_context *ce;
2201         int err = 0;
2202
2203         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2204                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2205
2206                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2207                         continue;
2208
2209                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2210                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2211                         continue;
2212
2213                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ctx->i915, &ce->sseu);
2214                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2215
2216                 intel_context_unpin(ce);
2217                 if (err)
2218                         break;
2219         }
2220         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2221
2222         return err;
2223 }
2224
2225 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream, bool enable)
2226 {
2227         int err;
2228         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2229         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2230         struct flex regs_context[] = {
2231                 {
2232                         GEN8_OACTXCONTROL,
2233                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2234                         enable ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2235                 },
2236         };
2237         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2238          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2239          */
2240 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2241         struct flex regs_lri[] = {
2242                 {
2243                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2244                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2245                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2246                         (enable ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2247                 },
2248                 {
2249                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2250                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2251                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2252                                       enable ?
2253                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2254                                       0)
2255                 },
2256         };
2257
2258         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2259         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2260         if (err)
2261                 return err;
2262
2263         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2264         intel_context_unlock_pinned(ce);
2265         if (err)
2266                 return err;
2267
2268         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2269         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri));
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2274  * configuration across all contexts.
2275  *
2276  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2277  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2278  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2279  * the face of context switches.
2280  *
2281  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2282  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2283  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2284  * transiently before a WA BB could be parsed.
2285  *
2286  * This function needs to:
2287  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2288  *   updated
2289  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2290  *   OA state if they are scheduled for use.
2291  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2292  *   per-context OA state.
2293  *
2294  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2295  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2296  */
2297 static int oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2298                                      struct flex *regs,
2299                                      size_t num_regs)
2300 {
2301         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2302         struct intel_engine_cs *engine;
2303         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2304         int err;
2305
2306         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2307
2308         /*
2309          * The OA register config is setup through the context image. This image
2310          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2311          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2312          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2313          *
2314          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2315          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2316          * configured at an invalid sampling period.
2317          *
2318          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2319          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2320          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2321          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2322          * trapped behind the barrier.
2323          */
2324         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2325         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2326                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2327                         continue;
2328
2329                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2330
2331                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2332                 if (err) {
2333                         i915_gem_context_put(ctx);
2334                         return err;
2335                 }
2336
2337                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2338                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2339                 i915_gem_context_put(ctx);
2340         }
2341         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2342
2343         /*
2344          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2345          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2346          * idle.
2347          */
2348         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2349                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2350
2351                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2352                         continue;
2353
2354                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(i915, &ce->sseu);
2355
2356                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs);
2357                 if (err)
2358                         return err;
2359         }
2360
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 static int gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2365                                         const struct i915_oa_config *oa_config)
2366 {
2367         struct flex regs[] = {
2368                 {
2369                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2370                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2371                 },
2372         };
2373
2374         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2375 }
2376
2377 static int lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2378                                       const struct i915_oa_config *oa_config)
2379 {
2380         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2381         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2382 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2383         struct flex regs[] = {
2384                 {
2385                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2386                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2387                 },
2388                 {
2389                         GEN8_OACTXCONTROL,
2390                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2391                 },
2392                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2393                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2394                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2395                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2396                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2397                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2398                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2399         };
2400 #undef ctx_flexeuN
2401         int i;
2402
2403         regs[1].value =
2404                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2405                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2406                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2407
2408         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2409                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2410
2411         return oa_configure_all_contexts(stream, regs, ARRAY_SIZE(regs));
2412 }
2413
2414 static struct i915_request *
2415 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2416 {
2417         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2418         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2419         int ret;
2420
2421         /*
2422          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2423          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2424          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2425          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2426          * overruns.
2427          *
2428          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2429          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2430          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2431          * correctly block these reports.
2432          *
2433          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2434          * this ratio to normalize.
2435          *
2436          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2437          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2438          * enabled.
2439          *
2440          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2441          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2442          * RPT_ID field.
2443          */
2444         if (IS_GEN_RANGE(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2445                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2446                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2447                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2448         }
2449
2450         /*
2451          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2452          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2453          * registers.
2454          */
2455         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2456         if (ret)
2457                 return ERR_PTR(ret);
2458
2459         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2460 }
2461
2462 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2463 {
2464         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2465                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2466                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2467 }
2468
2469 static struct i915_request *
2470 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2471 {
2472         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2473         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2474         bool periodic = stream->periodic;
2475         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2476         int ret;
2477
2478         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2479                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2480                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2481                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2482                            /*
2483                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2484                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2485                             */
2486                            oag_report_ctx_switches(stream));
2487
2488         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2489                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2490                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2491                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2492                             : 0);
2493
2494         /*
2495          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2496          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2497          * registers.
2498          */
2499         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config);
2500         if (ret)
2501                 return ERR_PTR(ret);
2502
2503         /*
2504          * For Gen12, performance counters are context
2505          * saved/restored. Only enable it for the context that
2506          * requested this.
2507          */
2508         if (stream->ctx) {
2509                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, true);
2510                 if (ret)
2511                         return ERR_PTR(ret);
2512         }
2513
2514         return emit_oa_config(stream, oa_config, oa_context(stream));
2515 }
2516
2517 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2518 {
2519         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2520
2521         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2522         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2523
2524         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2525 }
2526
2527 static void gen10_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2528 {
2529         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2530
2531         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2532         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL);
2533
2534         /* Make sure we disable noa to save power. */
2535         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2536 }
2537
2538 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2539 {
2540         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2541
2542         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2543         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL);
2544
2545         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2546         if (stream->ctx)
2547                 gen12_configure_oar_context(stream, false);
2548
2549         /* Make sure we disable noa to save power. */
2550         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2551 }
2552
2553 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2554 {
2555         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2556         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2557         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2558         bool periodic = stream->periodic;
2559         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2560         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2561
2562         /*
2563          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2564          *
2565          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2566          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2567          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2568          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2569          * memory which this helps maintains.
2570          */
2571         gen7_init_oa_buffer(stream);
2572
2573         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2574                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2575                            (period_exponent <<
2576                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2577                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2578                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2579                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2580                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2581 }
2582
2583 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2584 {
2585         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2586         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2587
2588         /*
2589          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2590          *
2591          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2592          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2593          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2594          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2595          * memory which this helps maintains.
2596          */
2597         gen8_init_oa_buffer(stream);
2598
2599         /*
2600          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2601          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2602          * field of reports
2603          */
2604         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2605                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2606                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2607 }
2608
2609 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2610 {
2611         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2612         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2613
2614         /*
2615          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2616          * need to program the OAG unit.
2617          */
2618         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2619                 return;
2620
2621         gen12_init_oa_buffer(stream);
2622
2623         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2624                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2625                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2626 }
2627
2628 /**
2629  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2630  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2631  *
2632  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2633  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2634  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2635  * during a read() or poll()).
2636  */
2637 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2638 {
2639         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2640
2641         if (stream->periodic)
2642                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2643                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
2644                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2645 }
2646
2647 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2648 {
2649         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2650
2651         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2652         if (intel_wait_for_register(uncore,
2653                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2654                                     50))
2655                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2656                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2657 }
2658
2659 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2660 {
2661         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2662
2663         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2664         if (intel_wait_for_register(uncore,
2665                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2666                                     50))
2667                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2668                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2669 }
2670
2671 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2672 {
2673         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2674
2675         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2676         if (intel_wait_for_register(uncore,
2677                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2678                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2679                                     50))
2680                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2681                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2682 }
2683
2684 /**
2685  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2686  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2687  *
2688  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2689  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2690  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2691  */
2692 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2693 {
2694         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2695
2696         if (stream->periodic)
2697                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2698 }
2699
2700 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2701         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2702         .enable = i915_oa_stream_enable,
2703         .disable = i915_oa_stream_disable,
2704         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2705         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2706         .read = i915_oa_read,
2707 };
2708
2709 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2710 {
2711         struct i915_request *rq;
2712
2713         rq = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream);
2714         if (IS_ERR(rq))
2715                 return PTR_ERR(rq);
2716
2717         i915_request_wait(rq, 0, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2718         i915_request_put(rq);
2719
2720         return 0;
2721 }
2722
2723 /**
2724  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2725  * @stream: An i915 perf stream
2726  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2727  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2728  *
2729  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2730  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2731  *
2732  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2733  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2734  * properties are OK.
2735  *
2736  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2737  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2738  *
2739  * Returns: zero on success or a negative error code.
2740  */
2741 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2742                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2743                                struct perf_open_properties *props)
2744 {
2745         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2746         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2747         int format_size;
2748         int ret;
2749
2750         if (!props->engine) {
2751                 DRM_DEBUG("OA engine not specified\n");
2752                 return -EINVAL;
2753         }
2754
2755         /*
2756          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2757          * reason then don't let userspace try their luck with config
2758          * IDs
2759          */
2760         if (!perf->metrics_kobj) {
2761                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2762                 return -EINVAL;
2763         }
2764
2765         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2766             (INTEL_GEN(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2767                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2768                 return -EINVAL;
2769         }
2770
2771         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2772                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2773                 return -ENODEV;
2774         }
2775
2776         /*
2777          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2778          * counter reports and marshal to the appropriate client
2779          * we currently only allow exclusive access
2780          */
2781         if (perf->exclusive_stream) {
2782                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2783                 return -EBUSY;
2784         }
2785
2786         if (!props->oa_format) {
2787                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2788                 return -EINVAL;
2789         }
2790
2791         stream->engine = props->engine;
2792         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2793
2794         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2795
2796         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2797
2798         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2799         stream->sample_size += format_size;
2800
2801         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2802         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2803                 return -EINVAL;
2804
2805         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2806
2807         stream->oa_buffer.format =
2808                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2809
2810         stream->periodic = props->oa_periodic;
2811         if (stream->periodic)
2812                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2813
2814         if (stream->ctx) {
2815                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2816                 if (ret) {
2817                         DRM_DEBUG("Invalid context id to filter with\n");
2818                         return ret;
2819                 }
2820         }
2821
2822         ret = alloc_noa_wait(stream);
2823         if (ret) {
2824                 DRM_DEBUG("Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2825                 goto err_noa_wait_alloc;
2826         }
2827
2828         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2829         if (!stream->oa_config) {
2830                 DRM_DEBUG("Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2831                 ret = -EINVAL;
2832                 goto err_config;
2833         }
2834
2835         /* PRM - observability performance counters:
2836          *
2837          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2838          *
2839          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2840          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2841          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2842          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2843          *
2844          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2845          *   references will effectively disable RC6.
2846          */
2847         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2848         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2849
2850         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2851         if (ret)
2852                 goto err_oa_buf_alloc;
2853
2854         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2855         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2856
2857         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2858         if (ret) {
2859                 DRM_DEBUG("Unable to enable metric set\n");
2860                 goto err_enable;
2861         }
2862
2863         DRM_DEBUG("opening stream oa config uuid=%s\n",
2864                   stream->oa_config->uuid);
2865
2866         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2867                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2868         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2869         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
2870         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
2871
2872         return 0;
2873
2874 err_enable:
2875         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
2876         perf->ops.disable_metric_set(stream);
2877
2878         free_oa_buffer(stream);
2879
2880 err_oa_buf_alloc:
2881         free_oa_configs(stream);
2882
2883         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2884         intel_engine_pm_put(stream->engine);
2885
2886 err_config:
2887         free_noa_wait(stream);
2888
2889 err_noa_wait_alloc:
2890         if (stream->ctx)
2891                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2892
2893         return ret;
2894 }
2895
2896 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
2897                             const struct intel_engine_cs *engine)
2898 {
2899         struct i915_perf_stream *stream;
2900
2901         if (engine->class != RENDER_CLASS)
2902                 return;
2903
2904         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
2905         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
2906         if (stream && INTEL_GEN(stream->perf->i915) < 12)
2907                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
2908 }
2909
2910 /**
2911  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2912  * @stream: An i915 perf stream
2913  * @file: An i915 perf stream file
2914  * @buf: destination buffer given by userspace
2915  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2916  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2917  *
2918  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2919  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2920  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2921  *
2922  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2923  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2924  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2925  * receive a single record (and we never split records).
2926  *
2927  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2928  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2929  * knows best:
2930  *
2931  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2932  *
2933  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2934  */
2935 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2936                                      struct file *file,
2937                                      char __user *buf,
2938                                      size_t count,
2939                                      loff_t *ppos)
2940 {
2941         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2942          * error status so that the final check for whether we return
2943          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2944          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2945          * stream->ops->read() implementations.
2946          */
2947         size_t offset = 0;
2948         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2949
2950         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2951 }
2952
2953 /**
2954  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2955  * @file: An i915 perf stream file
2956  * @buf: destination buffer given by userspace
2957  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2958  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2959  *
2960  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2961  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2962  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2963  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2964  *
2965  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2966  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2967  * while reading.
2968  *
2969  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2970  */
2971 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2972                               char __user *buf,
2973                               size_t count,
2974                               loff_t *ppos)
2975 {
2976         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2977         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2978         ssize_t ret;
2979
2980         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2981          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2982          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2983          */
2984         if (!stream->enabled)
2985                 return -EIO;
2986
2987         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2988                 /* There's the small chance of false positives from
2989                  * stream->ops->wait_unlocked.
2990                  *
2991                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2992                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2993                  * any reports really belong to the current context
2994                  */
2995                 do {
2996                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2997                         if (ret)
2998                                 return ret;
2999
3000                         mutex_lock(&perf->lock);
3001                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
3002                                                     buf, count, ppos);
3003                         mutex_unlock(&perf->lock);
3004                 } while (ret == -EAGAIN);
3005         } else {
3006                 mutex_lock(&perf->lock);
3007                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
3008                 mutex_unlock(&perf->lock);
3009         }
3010
3011         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3012          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3013          * not really any data available. In this situation though we don't
3014          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3015          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3016          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3017          * before reporting another EPOLLIN event.
3018          */
3019         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
3020                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
3021                  * concurrent streams in the future.
3022                  */
3023                 stream->pollin = false;
3024         }
3025
3026         return ret;
3027 }
3028
3029 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3030 {
3031         struct i915_perf_stream *stream =
3032                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3033
3034         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3035                 stream->pollin = true;
3036                 wake_up(&stream->poll_wq);
3037         }
3038
3039         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
3040
3041         return HRTIMER_RESTART;
3042 }
3043
3044 /**
3045  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3046  * @stream: An i915 perf stream
3047  * @file: An i915 perf stream file
3048  * @wait: poll() state table
3049  *
3050  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3051  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3052  * will be woken for new stream data.
3053  *
3054  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3055  * with any non-file-operation driver hooks.
3056  *
3057  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3058  */
3059 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3060                                       struct file *file,
3061                                       poll_table *wait)
3062 {
3063         __poll_t events = 0;
3064
3065         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3066
3067         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3068          * here since this path may be very hot depending on what else
3069          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3070          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3071          * samples to read.
3072          */
3073         if (stream->pollin)
3074                 events |= EPOLLIN;
3075
3076         return events;
3077 }
3078
3079 /**
3080  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3081  * @file: An i915 perf stream file
3082  * @wait: poll() state table
3083  *
3084  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3085  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3086  * data.
3087  *
3088  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3089  *
3090  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3091  */
3092 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3093 {
3094         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3095         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3096         __poll_t ret;
3097
3098         mutex_lock(&perf->lock);
3099         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3100         mutex_unlock(&perf->lock);
3101
3102         return ret;
3103 }
3104
3105 /**
3106  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3107  * @stream: A disabled i915 perf stream
3108  *
3109  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3110  *
3111  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3112  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3113  * buffered data.
3114  */
3115 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3116 {
3117         if (stream->enabled)
3118                 return;
3119
3120         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3121         stream->enabled = true;
3122
3123         if (stream->ops->enable)
3124                 stream->ops->enable(stream);
3125
3126         if (stream->hold_preemption)
3127                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3128 }
3129
3130 /**
3131  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3132  * @stream: An enabled i915 perf stream
3133  *
3134  * Disables the associated capture of data for this stream.
3135  *
3136  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3137  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3138  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3139  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3140  *
3141  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3142  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3143  */
3144 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3145 {
3146         if (!stream->enabled)
3147                 return;
3148
3149         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3150         stream->enabled = false;
3151
3152         if (stream->hold_preemption)
3153                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3154
3155         if (stream->ops->disable)
3156                 stream->ops->disable(stream);
3157 }
3158
3159 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3160                                     unsigned long metrics_set)
3161 {
3162         struct i915_oa_config *config;
3163         long ret = stream->oa_config->id;
3164
3165         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3166         if (!config)
3167                 return -EINVAL;
3168
3169         if (config != stream->oa_config) {
3170                 struct i915_request *rq;
3171
3172                 /*
3173                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3174                  * reconfiguration inline from that context. The update
3175                  * will then be ordered with respect to submission on that
3176                  * context.
3177                  *
3178                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3179                  * so it will effectively take effect when idle.
3180                  */
3181                 rq = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream));
3182                 if (!IS_ERR(rq)) {
3183                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3184                         i915_request_put(rq);
3185                 } else {
3186                         ret = PTR_ERR(rq);
3187                 }
3188         }
3189
3190         i915_oa_config_put(config);
3191
3192         return ret;
3193 }
3194
3195 /**
3196  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3197  * @stream: An i915 perf stream
3198  * @cmd: the ioctl request
3199  * @arg: the ioctl data
3200  *
3201  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3202  * with any non-file-operation driver hooks.
3203  *
3204  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3205  * an unknown ioctl request.
3206  */
3207 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3208                                    unsigned int cmd,
3209                                    unsigned long arg)
3210 {
3211         switch (cmd) {
3212         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3213                 i915_perf_enable_locked(stream);
3214                 return 0;
3215         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3216                 i915_perf_disable_locked(stream);
3217                 return 0;
3218         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3219                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3220         }
3221
3222         return -EINVAL;
3223 }
3224
3225 /**
3226  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3227  * @file: An i915 perf stream file
3228  * @cmd: the ioctl request
3229  * @arg: the ioctl data
3230  *
3231  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3232  *
3233  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3234  * an unknown ioctl request.
3235  */
3236 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3237                             unsigned int cmd,
3238                             unsigned long arg)
3239 {
3240         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3241         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3242         long ret;
3243
3244         mutex_lock(&perf->lock);
3245         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3246         mutex_unlock(&perf->lock);
3247
3248         return ret;
3249 }
3250
3251 /**
3252  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3253  * @stream: An i915 perf stream
3254  *
3255  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3256  * any associated data capture in the process.
3257  *
3258  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3259  * with any non-file-operation driver hooks.
3260  */
3261 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3262 {
3263         if (stream->enabled)
3264                 i915_perf_disable_locked(stream);
3265
3266         if (stream->ops->destroy)
3267                 stream->ops->destroy(stream);
3268
3269         if (stream->ctx)
3270                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3271
3272         kfree(stream);
3273 }
3274
3275 /**
3276  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3277  * @inode: anonymous inode associated with file
3278  * @file: An i915 perf stream file
3279  *
3280  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3281  *
3282  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3283  *
3284  * Returns: zero on success or a negative error code.
3285  */
3286 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3287 {
3288         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3289         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3290
3291         mutex_lock(&perf->lock);
3292         i915_perf_destroy_locked(stream);
3293         mutex_unlock(&perf->lock);
3294
3295         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3296         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3297
3298         return 0;
3299 }
3300
3301
3302 static const struct file_operations fops = {
3303         .owner          = THIS_MODULE,
3304         .llseek         = no_llseek,
3305         .release        = i915_perf_release,
3306         .poll           = i915_perf_poll,
3307         .read           = i915_perf_read,
3308         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3309         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3310          * to handle 32bits compatibility.
3311          */
3312         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3313 };
3314
3315
3316 /**
3317  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3318  * @perf: i915 perf instance
3319  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3320  * @props: individually validated u64 property value pairs
3321  * @file: drm file
3322  *
3323  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3324  *
3325  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3326  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3327  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3328  *
3329  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3330  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3331  * sense.
3332  *
3333  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3334  * config validation and stream initialization details will be handled by
3335  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3336  * will be relevant to all stream types / backends.
3337  *
3338  * Returns: zero on success or a negative error code.
3339  */
3340 static int
3341 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3342                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3343                             struct perf_open_properties *props,
3344                             struct drm_file *file)
3345 {
3346         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3347         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3348         unsigned long f_flags = 0;
3349         bool privileged_op = true;
3350         int stream_fd;
3351         int ret;
3352
3353         if (props->single_context) {
3354                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3355                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3356
3357                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3358                 if (!specific_ctx) {
3359                         DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3360                                   ctx_handle);
3361                         ret = -ENOENT;
3362                         goto err;
3363                 }
3364         }
3365
3366         /*
3367          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3368          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3369          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3370          * non-privileged client.
3371          *
3372          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3373          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3374          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3375          * filter reports based on the included context ID we can't block
3376          * clients from seeing the raw / global counter values via
3377          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3378          * enable the OA unit by default.
3379          *
3380          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3381          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3382          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3383          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3384          */
3385         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3386                 privileged_op = false;
3387         else if (IS_GEN(perf->i915, 12) && specific_ctx &&
3388                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3389                 privileged_op = false;
3390
3391         if (props->hold_preemption) {
3392                 if (!props->single_context) {
3393                         DRM_DEBUG("preemption disable with no context\n");
3394                         ret = -EINVAL;
3395                         goto err;
3396                 }
3397                 privileged_op = true;
3398         }
3399
3400         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3401          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3402          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3403          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
3404          */
3405         if (privileged_op &&
3406             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3407                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3408                 ret = -EACCES;
3409                 goto err_ctx;
3410         }
3411
3412         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3413         if (!stream) {
3414                 ret = -ENOMEM;
3415                 goto err_ctx;
3416         }
3417
3418         stream->perf = perf;
3419         stream->ctx = specific_ctx;
3420
3421         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3422         if (ret)
3423                 goto err_alloc;
3424
3425         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3426          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3427          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3428          */
3429         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3430                 ret = -ENODEV;
3431                 goto err_flags;
3432         }
3433
3434         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3435                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3436         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3437                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3438
3439         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3440         if (stream_fd < 0) {
3441                 ret = stream_fd;
3442                 goto err_flags;
3443         }
3444
3445         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3446                 i915_perf_enable_locked(stream);
3447
3448         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3449          * until its release.
3450          */
3451         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3452
3453         return stream_fd;
3454
3455 err_flags:
3456         if (stream->ops->destroy)
3457                 stream->ops->destroy(stream);
3458 err_alloc:
3459         kfree(stream);
3460 err_ctx:
3461         if (specific_ctx)
3462                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3463 err:
3464         return ret;
3465 }
3466
3467 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3468 {
3469         return div64_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
3470                          1000ULL * RUNTIME_INFO(perf->i915)->cs_timestamp_frequency_khz);
3471 }
3472
3473 /**
3474  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3475  * @perf: i915 perf instance
3476  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3477  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3478  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3479  *
3480  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3481  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3482  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3483  *
3484  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3485  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3486  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3487  */
3488 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3489                                     u64 __user *uprops,
3490                                     u32 n_props,
3491                                     struct perf_open_properties *props)
3492 {
3493         u64 __user *uprop = uprops;
3494         u32 i;
3495
3496         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3497
3498         if (!n_props) {
3499                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
3500                 return -EINVAL;
3501         }
3502
3503         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3504         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3505                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3506                                                  0);
3507         if (!props->engine) {
3508                 DRM_DEBUG("No RENDER-capable engines\n");
3509                 return -EINVAL;
3510         }
3511
3512         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3513          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3514          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3515          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3516          * from userspace.
3517          */
3518         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3519                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
3520                 return -EINVAL;
3521         }
3522
3523         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3524                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3525                 u64 id, value;
3526                 int ret;
3527
3528                 ret = get_user(id, uprop);
3529                 if (ret)
3530                         return ret;
3531
3532                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3533                 if (ret)
3534                         return ret;
3535
3536                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3537                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
3538                         return -EINVAL;
3539                 }
3540
3541                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3542                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3543                         props->single_context = 1;
3544                         props->ctx_handle = value;
3545                         break;
3546                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3547                         if (value)
3548                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3549                         break;
3550                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3551                         if (value == 0) {
3552                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
3553                                 return -EINVAL;
3554                         }
3555                         props->metrics_set = value;
3556                         break;
3557                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3558                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3559                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
3560                                           value);
3561                                 return -EINVAL;
3562                         }
3563                         if (!perf->oa_formats[value].size) {
3564                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
3565                                           value);
3566                                 return -EINVAL;
3567                         }
3568                         props->oa_format = value;
3569                         break;
3570                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3571                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3572                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
3573                                          OA_EXPONENT_MAX);
3574                                 return -EINVAL;
3575                         }
3576
3577                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3578                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3579                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3580                          * frequencies by default unless root.
3581                          */
3582
3583                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3584                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3585
3586                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3587                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3588                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3589                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3590                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3591                          */
3592                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3593                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3594                                 do_div(tmp, oa_period);
3595                                 oa_freq_hz = tmp;
3596                         } else
3597                                 oa_freq_hz = 0;
3598
3599                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
3600                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3601                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
3602                                           i915_oa_max_sample_rate);
3603                                 return -EACCES;
3604                         }
3605
3606                         props->oa_periodic = true;
3607                         props->oa_period_exponent = value;
3608                         break;
3609                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3610                         props->hold_preemption = !!value;
3611                         break;
3612                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3613                         MISSING_CASE(id);
3614                         return -EINVAL;
3615                 }
3616
3617                 uprop += 2;
3618         }
3619
3620         return 0;
3621 }
3622
3623 /**
3624  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3625  * @dev: drm device
3626  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3627  * @file: drm file
3628  *
3629  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3630  * and an array of u64 key, value pair properties.
3631  *
3632  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3633  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3634  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3635  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3636  *
3637  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3638  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
3639  *
3640  * Most of the implementation details are handled by
3641  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3642  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3643  *
3644  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3645  * error code on failure.
3646  */
3647 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3648                          struct drm_file *file)
3649 {
3650         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3651         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3652         struct perf_open_properties props;
3653         u32 known_open_flags;
3654         int ret;
3655
3656         if (!perf->i915) {
3657                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3658                 return -ENOTSUPP;
3659         }
3660
3661         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3662                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3663                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3664         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3665                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3666                 return -EINVAL;
3667         }
3668
3669         ret = read_properties_unlocked(perf,
3670                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3671                                        param->num_properties,
3672                                        &props);
3673         if (ret)
3674                 return ret;
3675
3676         mutex_lock(&perf->lock);
3677         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3678         mutex_unlock(&perf->lock);
3679
3680         return ret;
3681 }
3682
3683 /**
3684  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3685  * @i915: i915 device instance
3686  *
3687  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3688  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3689  * used to open an i915-perf stream.
3690  */
3691 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3692 {
3693         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3694
3695         if (!perf->i915)
3696                 return;
3697
3698         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3699          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3700          * being exposed to userspace.
3701          */
3702         mutex_lock(&perf->lock);
3703
3704         perf->metrics_kobj =
3705                 kobject_create_and_add("metrics",
3706                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3707
3708         mutex_unlock(&perf->lock);
3709 }
3710
3711 /**
3712  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3713  * @i915: i915 device instance
3714  *
3715  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3716  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3717  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3718  * remaining state in i915_perf_fini().
3719  */
3720 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3721 {
3722         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3723
3724         if (!perf->metrics_kobj)
3725                 return;
3726
3727         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3728         perf->metrics_kobj = NULL;
3729 }
3730
3731 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3732 {
3733         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3734                 EU_PERF_CNTL0,
3735                 EU_PERF_CNTL1,
3736                 EU_PERF_CNTL2,
3737                 EU_PERF_CNTL3,
3738                 EU_PERF_CNTL4,
3739                 EU_PERF_CNTL5,
3740                 EU_PERF_CNTL6,
3741         };
3742         int i;
3743
3744         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3745                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3746                         return true;
3747         }
3748         return false;
3749 }
3750
3751 #define ADDR_IN_RANGE(addr, start, end) \
3752         ((addr) >= (start) && \
3753          (addr) <= (end))
3754
3755 #define REG_IN_RANGE(addr, start, end) \
3756         ((addr) >= i915_mmio_reg_offset(start) && \
3757          (addr) <= i915_mmio_reg_offset(end))
3758
3759 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3760         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3761
3762 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3763 {
3764         return REG_IN_RANGE(addr, OASTARTTRIG1, OASTARTTRIG8) ||
3765                REG_IN_RANGE(addr, OAREPORTTRIG1, OAREPORTTRIG8) ||
3766                REG_IN_RANGE(addr, OACEC0_0, OACEC7_1);
3767 }
3768
3769 static bool gen7_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3770 {
3771         return REG_EQUAL(addr, HALF_SLICE_CHICKEN2) ||
3772                REG_IN_RANGE(addr, MICRO_BP0_0, NOA_WRITE) ||
3773                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT1_LO, OA_PERFCNT2_HI) ||
3774                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFMATRIX_LO, OA_PERFMATRIX_HI);
3775 }
3776
3777 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3778 {
3779         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3780                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3781                REG_IN_RANGE(addr, RPM_CONFIG0, NOA_CONFIG(8));
3782 }
3783
3784 static bool gen10_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3785 {
3786         return gen8_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3787                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3788                REG_IN_RANGE(addr, OA_PERFCNT3_LO, OA_PERFCNT4_HI);
3789 }
3790
3791 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3792 {
3793         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3794                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x25100, 0x2FF90) ||
3795                REG_IN_RANGE(addr, HSW_MBVID2_NOA0, HSW_MBVID2_NOA9) ||
3796                REG_EQUAL(addr, HSW_MBVID2_MISR0);
3797 }
3798
3799 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3800 {
3801         return gen7_is_valid_mux_addr(perf, addr) ||
3802                ADDR_IN_RANGE(addr, 0x182300, 0x1823A4);
3803 }
3804
3805 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3806 {
3807         return REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OASTARTTRIG1, GEN12_OAG_OASTARTTRIG8) ||
3808                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1, GEN12_OAG_OAREPORTTRIG8) ||
3809                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_CEC0_0, GEN12_OAG_CEC7_1) ||
3810                REG_IN_RANGE(addr, GEN12_OAG_SCEC0_0, GEN12_OAG_SCEC7_1) ||
3811                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAA_DBG_REG) ||
3812                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_OA_PESS) ||
3813                REG_EQUAL(addr, GEN12_OAG_SPCTR_CNF);
3814 }
3815
3816 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3817 {
3818         return REG_EQUAL(addr, NOA_WRITE) ||
3819                REG_EQUAL(addr, GEN10_NOA_WRITE_HIGH) ||
3820                REG_EQUAL(addr, GDT_CHICKEN_BITS) ||
3821                REG_EQUAL(addr, WAIT_FOR_RC6_EXIT) ||
3822                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG0) ||
3823                REG_EQUAL(addr, RPM_CONFIG1) ||
3824                REG_IN_RANGE(addr, NOA_CONFIG(0), NOA_CONFIG(8));
3825 }
3826
3827 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
3828 {
3829         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
3830          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
3831          * programmed by userspace doesn't change this.
3832          */
3833         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
3834                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
3835
3836         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
3837          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
3838          * configs.
3839          */
3840         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
3841                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
3842
3843         return val;
3844 }
3845
3846 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
3847                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
3848                                          u32 __user *regs,
3849                                          u32 n_regs)
3850 {
3851         struct i915_oa_reg *oa_regs;
3852         int err;
3853         u32 i;
3854
3855         if (!n_regs)
3856                 return NULL;
3857
3858         if (!access_ok(regs, n_regs * sizeof(u32) * 2))
3859                 return ERR_PTR(-EFAULT);
3860
3861         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
3862         GEM_BUG_ON(!is_valid);
3863         if (!is_valid)
3864                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3865
3866         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
3867         if (!oa_regs)
3868                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3869
3870         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
3871                 u32 addr, value;
3872
3873                 err = get_user(addr, regs);
3874                 if (err)
3875                         goto addr_err;
3876
3877                 if (!is_valid(perf, addr)) {
3878                         DRM_DEBUG("Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
3879                         err = -EINVAL;
3880                         goto addr_err;
3881                 }
3882
3883                 err = get_user(value, regs + 1);
3884                 if (err)
3885                         goto addr_err;
3886
3887                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
3888                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
3889
3890                 regs += 2;
3891         }
3892
3893         return oa_regs;
3894
3895 addr_err:
3896         kfree(oa_regs);
3897         return ERR_PTR(err);
3898 }
3899
3900 static ssize_t show_dynamic_id(struct device *dev,
3901                                struct device_attribute *attr,
3902                                char *buf)
3903 {
3904         struct i915_oa_config *oa_config =
3905                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
3906
3907         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
3908 }
3909
3910 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
3911                                          struct i915_oa_config *oa_config)
3912 {
3913         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
3914         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
3915         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
3916         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
3917         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
3918
3919         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
3920         oa_config->attrs[1] = NULL;
3921
3922         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
3923         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
3924
3925         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
3926                                   &oa_config->sysfs_metric);
3927 }
3928
3929 /**
3930  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
3931  * @dev: drm device
3932  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
3933  *        userspace (unvalidated)
3934  * @file: drm file
3935  *
3936  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
3937  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
3938  *
3939  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
3940  * or a negative error code on failure.
3941  */
3942 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3943                                struct drm_file *file)
3944 {
3945         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3946         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
3947         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
3948         struct i915_oa_reg *regs;
3949         int err, id;
3950
3951         if (!perf->i915) {
3952                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
3953                 return -ENOTSUPP;
3954         }
3955
3956         if (!perf->metrics_kobj) {
3957                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3958                 return -EINVAL;
3959         }
3960
3961         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
3962                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
3963                 return -EACCES;
3964         }
3965
3966         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
3967             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
3968             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
3969                 DRM_DEBUG("No OA registers given\n");
3970                 return -EINVAL;
3971         }
3972
3973         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
3974         if (!oa_config) {
3975                 DRM_DEBUG("Failed to allocate memory for the OA config\n");
3976                 return -ENOMEM;
3977         }
3978
3979         oa_config->perf = perf;
3980         kref_init(&oa_config->ref);
3981
3982         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
3983                 DRM_DEBUG("Invalid uuid format for OA config\n");
3984                 err = -EINVAL;
3985                 goto reg_err;
3986         }
3987
3988         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
3989          * kzalloc.
3990          */
3991         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
3992
3993         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
3994         regs = alloc_oa_regs(perf,
3995                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
3996                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
3997                              args->n_mux_regs);
3998
3999         if (IS_ERR(regs)) {
4000                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for mux_regs\n");
4001                 err = PTR_ERR(regs);
4002                 goto reg_err;
4003         }
4004         oa_config->mux_regs = regs;
4005
4006         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4007         regs = alloc_oa_regs(perf,
4008                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4009                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4010                              args->n_boolean_regs);
4011
4012         if (IS_ERR(regs)) {
4013                 DRM_DEBUG("Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4014                 err = PTR_ERR(regs);
4015                 goto reg_err;
4016         }
4017         oa_config->b_counter_regs = regs;
4018
4019         if (INTEL_GEN(perf->i915) < 8) {
4020                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4021                         err = -EINVAL;
4022                         goto reg_err;
4023                 }
4024         } else {
4025                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4026                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4027                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4028                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4029                                      args->n_flex_regs);
4030
4031                 if (IS_ERR(regs)) {
4032                         DRM_DEBUG("Failed to create OA config for flex_regs\n");
4033                         err = PTR_ERR(regs);
4034                         goto reg_err;
4035                 }
4036                 oa_config->flex_regs = regs;
4037         }
4038
4039         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4040         if (err)
4041                 goto reg_err;
4042
4043         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4044          * too costly.
4045          */
4046         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4047                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4048                         DRM_DEBUG("OA config already exists with this uuid\n");
4049                         err = -EADDRINUSE;
4050                         goto sysfs_err;
4051                 }
4052         }
4053
4054         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4055         if (err) {
4056                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4057                 goto sysfs_err;
4058         }
4059
4060         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4061         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4062                                   oa_config, 2,
4063                                   0, GFP_KERNEL);
4064         if (oa_config->id < 0) {
4065                 DRM_DEBUG("Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4066                 err = oa_config->id;
4067                 goto sysfs_err;
4068         }
4069
4070         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4071
4072         DRM_DEBUG("Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4073
4074         return oa_config->id;
4075
4076 sysfs_err:
4077         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4078 reg_err:
4079         i915_oa_config_put(oa_config);
4080         DRM_DEBUG("Failed to add new OA config\n");
4081         return err;
4082 }
4083
4084 /**
4085  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4086  * @dev: drm device
4087  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4088  * @file: drm file
4089  *
4090  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4091  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4092  *
4093  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4094  */
4095 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4096                                   struct drm_file *file)
4097 {
4098         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4099         u64 *arg = data;
4100         struct i915_oa_config *oa_config;
4101         int ret;
4102
4103         if (!perf->i915) {
4104                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
4105                 return -ENOTSUPP;
4106         }
4107
4108         if (i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
4109                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4110                 return -EACCES;
4111         }
4112
4113         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4114         if (ret)
4115                 return ret;
4116
4117         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4118         if (!oa_config) {
4119                 DRM_DEBUG("Failed to remove unknown OA config\n");
4120                 ret = -ENOENT;
4121                 goto err_unlock;
4122         }
4123
4124         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4125
4126         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4127
4128         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4129
4130         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4131
4132         DRM_DEBUG("Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4133
4134         i915_oa_config_put(oa_config);
4135
4136         return 0;
4137
4138 err_unlock:
4139         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4140         return ret;
4141 }
4142
4143 static struct ctl_table oa_table[] = {
4144         {
4145          .procname = "perf_stream_paranoid",
4146          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4147          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4148          .mode = 0644,
4149          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4150          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4151          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4152          },
4153         {
4154          .procname = "oa_max_sample_rate",
4155          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4156          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4157          .mode = 0644,
4158          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4159          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4160          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4161          },
4162         {}
4163 };
4164
4165 static struct ctl_table i915_root[] = {
4166         {
4167          .procname = "i915",
4168          .maxlen = 0,
4169          .mode = 0555,
4170          .child = oa_table,
4171          },
4172         {}
4173 };
4174
4175 static struct ctl_table dev_root[] = {
4176         {
4177          .procname = "dev",
4178          .maxlen = 0,
4179          .mode = 0555,
4180          .child = i915_root,
4181          },
4182         {}
4183 };
4184
4185 /**
4186  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4187  * @i915: i915 device instance
4188  *
4189  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4190  *
4191  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4192  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4193  */
4194 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4195 {
4196         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4197
4198         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4199
4200         if (IS_HASWELL(i915)) {
4201                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4202                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4203                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4204                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4205                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4206                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4207                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4208                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4209                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4210
4211                 perf->oa_formats = hsw_oa_formats;
4212         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4213                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4214                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4215                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4216                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4217                  * execlist mode by default.
4218                  */
4219                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4220
4221                 if (IS_GEN_RANGE(i915, 8, 9)) {
4222                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4223
4224                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4225                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4226                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4227                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4228                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4229                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4230
4231                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4232                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4233                                         chv_is_valid_mux_addr;
4234                         }
4235
4236                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4237                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4238                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4239                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4240                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4241
4242                         if (IS_GEN(i915, 8)) {
4243                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4244                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4245
4246                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4247                         } else {
4248                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4249                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4250
4251                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4252                         }
4253                 } else if (IS_GEN_RANGE(i915, 10, 11)) {
4254                         perf->oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
4255
4256                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4257                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4258                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4259                                 gen10_is_valid_mux_addr;
4260                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4261                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4262
4263                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4264                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4265                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4266                         perf->ops.disable_metric_set = gen10_disable_metric_set;
4267                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4268
4269                         if (IS_GEN(i915, 10)) {
4270                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4271                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4272                         } else {
4273                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4274                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4275                         }
4276                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4277                 } else if (IS_GEN(i915, 12)) {
4278                         perf->oa_formats = gen12_oa_formats;
4279
4280                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4281                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4282                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4283                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4284                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4285                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4286
4287                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4288                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4289                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4290                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4291                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4292
4293                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4294                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4295                 }
4296         }
4297
4298         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4299                 mutex_init(&perf->lock);
4300
4301                 oa_sample_rate_hard_limit = 1000 *
4302                         (RUNTIME_INFO(i915)->cs_timestamp_frequency_khz / 2);
4303
4304                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4305                 idr_init(&perf->metrics_idr);
4306
4307                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4308                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4309                  * forward to userspace.
4310                  *
4311                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4312                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4313                  * would ever see.
4314                  *
4315                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4316                  */
4317                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4318                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4319                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4320                  * warning for throttling.
4321                  */
4322                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4323                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4324
4325                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4326                              500 * 1000 /* 500us */);
4327
4328                 perf->i915 = i915;
4329         }
4330 }
4331
4332 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4333 {
4334         i915_oa_config_put(p);
4335         return 0;
4336 }
4337
4338 void i915_perf_sysctl_register(void)
4339 {
4340         sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
4341 }
4342
4343 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4344 {
4345         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4346 }
4347
4348 /**
4349  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4350  * @i915: i915 device instance
4351  */
4352 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4353 {
4354         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4355
4356         if (!perf->i915)
4357                 return;
4358
4359         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4360         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4361
4362         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4363         perf->i915 = NULL;
4364 }
4365
4366 /**
4367  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4368  *
4369  * This version number is used by userspace to detect available features.
4370  */
4371 int i915_perf_ioctl_version(void)
4372 {
4373         /*
4374          * 1: Initial version
4375          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4376          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4377          *
4378          * 2: Added runtime modification of OA config.
4379          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4380          *
4381          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4382          *    preemption on a particular context so that performance data is
4383          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4384          *    OA buffer.
4385          */
4386         return 3;
4387 }
4388
4389 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4390 #include "selftests/i915_perf.c"
4391 #endif