i915/perf: Fix NULL deref bugs with drm_dbg() calls
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/nospec.h>
196 #include <linux/sizes.h>
197 #include <linux/uuid.h>
198
199 #include "gem/i915_gem_context.h"
200 #include "gem/i915_gem_internal.h"
201 #include "gt/intel_engine_pm.h"
202 #include "gt/intel_engine_regs.h"
203 #include "gt/intel_engine_user.h"
204 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
205 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
206 #include "gt/intel_gt.h"
207 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
208 #include "gt/intel_gt_mcr.h"
209 #include "gt/intel_gt_print.h"
210 #include "gt/intel_gt_regs.h"
211 #include "gt/intel_lrc.h"
212 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
213 #include "gt/intel_rc6.h"
214 #include "gt/intel_ring.h"
215 #include "gt/uc/intel_guc_slpc.h"
216
217 #include "i915_drv.h"
218 #include "i915_file_private.h"
219 #include "i915_perf.h"
220 #include "i915_perf_oa_regs.h"
221 #include "i915_reg.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
242  * redundant read() attempts.
243  *
244  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
245  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
246  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
247  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
248  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
249  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
250  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
251  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
252  *
253  * Most of the implementation details for this workaround are in
254  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
255  *
256  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
257  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
258  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
259  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
260  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
261  * enabled without any periodic sampling.
262  */
263 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
264 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
265
266 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
267  * reports to the circular OA buffer...
268  */
269 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
270 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
271
272 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
273 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
274
275 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
276  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
277  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
278  *
279  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
280  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
281  * overflow in OA report timestamps.
282  */
283 #define OA_EXPONENT_MAX 31
284
285 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
286
287 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
288 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
289 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
290 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
291 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
292 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
293 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
294
295 #define HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) (GRAPHICS_VER_FULL(i915) >= IP_VER(12, 50))
296
297 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
298  *
299  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
300  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
301  *
302  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
303  */
304 static int oa_sample_rate_hard_limit;
305
306 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
307  * allow that by default unless root...
308  *
309  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
310  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
311  */
312 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
313
314 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
315  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
316  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
317  */
318 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
319         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
320         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
321         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
322         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
323         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
324         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
325         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
326         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
327         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
330         [I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
331         [I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
332         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8]        = { 1, 192, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
333         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8]        = { 2, 128, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
334 };
335
336 static const u32 mtl_oa_base[] = {
337         [PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0] = 0x393000,
338 };
339
340 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
341
342 /**
343  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
344  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
345  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
346  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
347  *                   context
348  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
349  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
350  * @oa_format: An OA unit HW report format
351  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
352  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
353  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
354  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
355  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
356  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
357  *        (see get_default_sseu_config())
358  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
359  * data availability
360  *
361  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
362  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
363  * which starts out zero initialized.
364  */
365 struct perf_open_properties {
366         u32 sample_flags;
367
368         u64 single_context:1;
369         u64 hold_preemption:1;
370         u64 ctx_handle;
371
372         /* OA sampling state */
373         int metrics_set;
374         int oa_format;
375         bool oa_periodic;
376         int oa_period_exponent;
377
378         struct intel_engine_cs *engine;
379
380         bool has_sseu;
381         struct intel_sseu sseu;
382
383         u64 poll_oa_period;
384 };
385
386 struct i915_oa_config_bo {
387         struct llist_node node;
388
389         struct i915_oa_config *oa_config;
390         struct i915_vma *vma;
391 };
392
393 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
394
395 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
396
397 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
398 {
399         struct i915_oa_config *oa_config =
400                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
401
402         kfree(oa_config->flex_regs);
403         kfree(oa_config->b_counter_regs);
404         kfree(oa_config->mux_regs);
405
406         kfree_rcu(oa_config, rcu);
407 }
408
409 struct i915_oa_config *
410 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
411 {
412         struct i915_oa_config *oa_config;
413
414         rcu_read_lock();
415         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
416         if (oa_config)
417                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
418         rcu_read_unlock();
419
420         return oa_config;
421 }
422
423 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
424 {
425         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
426         i915_vma_put(oa_bo->vma);
427         kfree(oa_bo);
428 }
429
430 static inline const
431 struct i915_perf_regs *__oa_regs(struct i915_perf_stream *stream)
432 {
433         return &stream->engine->oa_group->regs;
434 }
435
436 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
437 {
438         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
439
440         return intel_uncore_read(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr) &
441                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
442 }
443
444 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
445 {
446         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
447
448         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
449 }
450
451 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
452 {
453         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
454         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
455
456         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
457 }
458
459 #define oa_report_header_64bit(__s) \
460         ((__s)->oa_buffer.format->header == HDR_64_BIT)
461
462 static u64 oa_report_id(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
463 {
464         return oa_report_header_64bit(stream) ? *(u64 *)report : *(u32 *)report;
465 }
466
467 static u64 oa_report_reason(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
468 {
469         return (oa_report_id(stream, report) >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
470                (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
471                 OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
472                 OAREPORT_REASON_MASK);
473 }
474
475 static void oa_report_id_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
476 {
477         if (oa_report_header_64bit(stream))
478                 *(u64 *)report = 0;
479         else
480                 *report = 0;
481 }
482
483 static bool oa_report_ctx_invalid(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
484 {
485         return !(oa_report_id(stream, report) &
486                stream->perf->gen8_valid_ctx_bit);
487 }
488
489 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
490 {
491         return oa_report_header_64bit(stream) ?
492                 *((u64 *)report + 1) :
493                 *((u32 *)report + 1);
494 }
495
496 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
497 {
498         if (oa_report_header_64bit(stream))
499                 *(u64 *)&report[2] = 0;
500         else
501                 report[1] = 0;
502 }
503
504 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
505 {
506         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
507
508         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
509 }
510
511 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
512 {
513         if (oa_report_header_64bit(stream))
514                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
515         else
516                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
517 }
518
519 /**
520  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
521  * @stream: i915 stream instance
522  *
523  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
524  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
525  * if there is data available for userspace to read.
526  *
527  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
528  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
529  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
530  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
531  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
532  *
533  * Besides returning true when there is data available to read() this function
534  * also updates the tail in the oa_buffer object.
535  *
536  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
537  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
538  * can't be modified.
539  *
540  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
541  */
542 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
543 {
544         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
545         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
546         u32 tail, hw_tail;
547         unsigned long flags;
548         bool pollin;
549         u32 partial_report_size;
550
551         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
552          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
553          * tail state.
554          */
555         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
556
557         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
558         hw_tail -= gtt_offset;
559
560         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
561          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
562          * potentially partially landed report in the OA buffer
563          */
564         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
565         partial_report_size %= report_size;
566
567         /* Subtract partial amount off the tail */
568         hw_tail = OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
569
570         tail = hw_tail;
571
572         /* Walk the stream backward until we find a report with report
573          * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
574          * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
575          * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
576          * landed in memory before the report id and timestamp of the
577          * following report have effectively landed.
578          *
579          * This is assuming that the writes of the OA unit land in
580          * memory in the order they were written to.
581          * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
582          */
583         while (OA_TAKEN(tail, stream->oa_buffer.tail) >= report_size) {
584                 void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
585
586                 if (oa_report_id(stream, report) ||
587                     oa_timestamp(stream, report))
588                         break;
589
590                 tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
591         }
592
593         if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
594             __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
595                 drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
596                            "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
597                  stream->oa_buffer.head, tail, hw_tail);
598
599         stream->oa_buffer.tail = tail;
600
601         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail,
602                           stream->oa_buffer.head) >= report_size;
603
604         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
605
606         return pollin;
607 }
608
609 /**
610  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
611  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
612  * @buf: destination buffer given by userspace
613  * @count: the number of bytes userspace wants to read
614  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
615  * @type: The kind of status to report to userspace
616  *
617  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
618  * into the userspace read() buffer.
619  *
620  * The @buf @offset will only be updated on success.
621  *
622  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
623  */
624 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
625                             char __user *buf,
626                             size_t count,
627                             size_t *offset,
628                             enum drm_i915_perf_record_type type)
629 {
630         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
631
632         if ((count - *offset) < header.size)
633                 return -ENOSPC;
634
635         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
636                 return -EFAULT;
637
638         (*offset) += header.size;
639
640         return 0;
641 }
642
643 /**
644  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
645  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
646  * @buf: destination buffer given by userspace
647  * @count: the number of bytes userspace wants to read
648  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
649  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
650  *
651  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
652  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
653  * function copies the requested components of a single sample to the given
654  * read() @buf.
655  *
656  * The @buf @offset will only be updated on success.
657  *
658  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
659  */
660 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
661                             char __user *buf,
662                             size_t count,
663                             size_t *offset,
664                             const u8 *report)
665 {
666         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
667         struct drm_i915_perf_record_header header;
668         int report_size_partial;
669         u8 *oa_buf_end;
670
671         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
672         header.pad = 0;
673         header.size = stream->sample_size;
674
675         if ((count - *offset) < header.size)
676                 return -ENOSPC;
677
678         buf += *offset;
679         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
680                 return -EFAULT;
681         buf += sizeof(header);
682
683         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
684         report_size_partial = oa_buf_end - report;
685
686         if (report_size_partial < report_size) {
687                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
688                         return -EFAULT;
689                 buf += report_size_partial;
690
691                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
692                                  report_size - report_size_partial))
693                         return -EFAULT;
694         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
695                 return -EFAULT;
696         }
697
698         (*offset) += header.size;
699
700         return 0;
701 }
702
703 /**
704  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
705  *                          userspace read() buffer.
706  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
707  * @buf: destination buffer given by userspace
708  * @count: the number of bytes userspace wants to read
709  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
710  *
711  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
712  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
713  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
714  * to decide if the error should be squashed before returning to
715  * userspace.
716  *
717  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
718  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
719  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
720  * Gen PRM naming convention.
721  *
722  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
723  */
724 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
725                                   char __user *buf,
726                                   size_t count,
727                                   size_t *offset)
728 {
729         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
730         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
731         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
732         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
733         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
734         size_t start_offset = *offset;
735         unsigned long flags;
736         u32 head, tail;
737         int ret = 0;
738
739         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
740                 return -EIO;
741
742         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
743
744         head = stream->oa_buffer.head;
745         tail = stream->oa_buffer.tail;
746
747         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
748
749         /*
750          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
751          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
752          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
753          * only be incremented by multiples of the report size.
754          */
755         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
756                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
757                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
758                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
759                           head, tail))
760                 return -EIO;
761
762
763         for (/* none */;
764              OA_TAKEN(tail, head);
765              head = (head + report_size) & mask) {
766                 u8 *report = oa_buf_base + head;
767                 u32 *report32 = (void *)report;
768                 u32 ctx_id;
769                 u64 reason;
770
771                 /*
772                  * The reason field includes flags identifying what
773                  * triggered this specific report (mostly timer
774                  * triggered or e.g. due to a context switch).
775                  *
776                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
777                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
778                  * field of zero.
779                  */
780                 reason = oa_report_reason(stream, report);
781                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
782
783                 /*
784                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
785                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
786                  * filtering below...
787                  *
788                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
789                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
790                  */
791                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
792                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
793                         oa_context_id_squash(stream, report32);
794                 }
795
796                 /*
797                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
798                  * off for a specific context and the kernel can't securely
799                  * stop the counters from updating as system-wide / global
800                  * values.
801                  *
802                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
803                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
804                  * automatically subtract/hide counter progress for other
805                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
806                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
807                  * provide a side-band view of the real values.
808                  *
809                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
810                  * to normalize counters for a single filtered context then it
811                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
812                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
813                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
814                  * associated with other contexts. Note that the hardware
815                  * automatically triggers reports when switching to a new
816                  * context which are tagged with the ID of the newly active
817                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
818                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
819                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
820                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
821                  * all.
822                  *
823                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
824                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
825                  * identify a switch before any 'context switch' report.
826                  */
827                 if (!stream->ctx ||
828                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
829                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
830                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
831
832                         /*
833                          * While filtering for a single context we avoid
834                          * leaking the IDs of other contexts.
835                          */
836                         if (stream->ctx &&
837                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
838                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
839                         }
840
841                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
842                                                report);
843                         if (ret)
844                                 break;
845
846                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
847                 }
848
849                 if (is_power_of_2(report_size)) {
850                         /*
851                          * Clear out the report id and timestamp as a means
852                          * to detect unlanded reports.
853                          */
854                         oa_report_id_clear(stream, report32);
855                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
856                 } else {
857                         u8 *oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr +
858                                          OA_BUFFER_SIZE;
859                         u32 part = oa_buf_end - (u8 *)report32;
860
861                         /* Zero out the entire report */
862                         if (report_size <= part) {
863                                 memset(report32, 0, report_size);
864                         } else {
865                                 memset(report32, 0, part);
866                                 memset(oa_buf_base, 0, report_size - part);
867                         }
868                 }
869         }
870
871         if (start_offset != *offset) {
872                 i915_reg_t oaheadptr;
873
874                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
875                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
876                             GEN8_OAHEADPTR;
877
878                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
879
880                 /*
881                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
882                  * relative to oa_buf_base so put back here...
883                  */
884                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
885                                    (head + gtt_offset) & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
886                 stream->oa_buffer.head = head;
887
888                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
889         }
890
891         return ret;
892 }
893
894 /**
895  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
896  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
897  * @buf: destination buffer given by userspace
898  * @count: the number of bytes userspace wants to read
899  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
900  *
901  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
902  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
903  * initiate appending any buffered OA reports.
904  *
905  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
906  * the userspace buffer.
907  *
908  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
909  * even if an error is returned, and this is reflected in the
910  * updated @offset.
911  *
912  * Returns: zero on success or a negative error code
913  */
914 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
915                         char __user *buf,
916                         size_t count,
917                         size_t *offset)
918 {
919         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
920         u32 oastatus;
921         i915_reg_t oastatus_reg;
922         int ret;
923
924         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
925                 return -EIO;
926
927         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
928                        __oa_regs(stream)->oa_status :
929                        GEN8_OASTATUS;
930
931         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
932
933         /*
934          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
935          *
936          * Although theoretically we could handle this more gracefully
937          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
938          * automatically triggered reports in this condition and so we
939          * have to assume that old reports are now being trampled
940          * over.
941          *
942          * Considering how we don't currently give userspace control
943          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
944          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
945          * that something has gone quite badly wrong.
946          */
947         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
948                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
949                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
950                 if (ret)
951                         return ret;
952
953                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
954                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
955                         stream->period_exponent);
956
957                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
958                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
959
960                 /*
961                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
962                  * reset GEN8_OASTATUS for us
963                  */
964                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
965         }
966
967         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
968                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
969                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
970                 if (ret)
971                         return ret;
972
973                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
974                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
975                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
976                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
977                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
978                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
979         }
980
981         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
982 }
983
984 /**
985  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
986  *                          userspace read() buffer.
987  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
988  * @buf: destination buffer given by userspace
989  * @count: the number of bytes userspace wants to read
990  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
991  *
992  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
993  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
994  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
995  * to decide if the error should be squashed before returning to
996  * userspace.
997  *
998  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
999  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1000  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1001  * Gen PRM naming convention.
1002  *
1003  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1004  */
1005 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1006                                   char __user *buf,
1007                                   size_t count,
1008                                   size_t *offset)
1009 {
1010         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1011         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1012         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1013         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1014         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1015         size_t start_offset = *offset;
1016         unsigned long flags;
1017         u32 head, tail;
1018         int ret = 0;
1019
1020         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1021                 return -EIO;
1022
1023         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1024
1025         head = stream->oa_buffer.head;
1026         tail = stream->oa_buffer.tail;
1027
1028         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1029
1030         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1031          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1032          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1033          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1034          * all a power of two).
1035          */
1036         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1037                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1038                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1039                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1040                           head, tail))
1041                 return -EIO;
1042
1043
1044         for (/* none */;
1045              OA_TAKEN(tail, head);
1046              head = (head + report_size) & mask) {
1047                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1048                 u32 *report32 = (void *)report;
1049
1050                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1051                  * size so we never expect to see a report split
1052                  * between the beginning and end of the buffer.
1053                  *
1054                  * Given the initial alignment check a misalignment
1055                  * here would imply a driver bug that would result
1056                  * in an overrun.
1057                  */
1058                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1059                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1060                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1061                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1062                         break;
1063                 }
1064
1065                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1066                  * some undocumented flags related to what triggered
1067                  * the report and is never expected to be zero so we
1068                  * can check that the report isn't invalid before
1069                  * copying it to userspace...
1070                  */
1071                 if (report32[0] == 0) {
1072                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1073                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1074                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1075                         continue;
1076                 }
1077
1078                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1079                 if (ret)
1080                         break;
1081
1082                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1083                  * reports.
1084                  */
1085                 report32[0] = 0;
1086                 report32[1] = 0;
1087         }
1088
1089         if (start_offset != *offset) {
1090                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1091
1092                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1093                                    ((head + gtt_offset) & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1094                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1095                 stream->oa_buffer.head = head;
1096
1097                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1098         }
1099
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 /**
1104  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1105  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1106  * @buf: destination buffer given by userspace
1107  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1108  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1109  *
1110  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1111  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1112  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1113  *
1114  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1115  * the userspace buffer.
1116  *
1117  * Returns: zero on success or a negative error code
1118  */
1119 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1120                         char __user *buf,
1121                         size_t count,
1122                         size_t *offset)
1123 {
1124         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1125         u32 oastatus1;
1126         int ret;
1127
1128         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1129                 return -EIO;
1130
1131         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1132
1133         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1134          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1135          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1136          * that have already been reported to userspace.
1137          */
1138         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1139
1140         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1141          *
1142          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1143          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1144          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1145          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1146          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1147          *   the state again.
1148          *
1149          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1150          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1151          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1152          *   are being written to cleared memory.
1153          *
1154          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1155          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1156          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1157          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1158          *   now.
1159          */
1160         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1161                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1162                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1163                 if (ret)
1164                         return ret;
1165
1166                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1167                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1168                         stream->period_exponent);
1169
1170                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1171                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1172
1173                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1174         }
1175
1176         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1177                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1178                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1179                 if (ret)
1180                         return ret;
1181                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1182                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1183         }
1184
1185         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1186 }
1187
1188 /**
1189  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1190  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1191  *
1192  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1193  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1194  * OA buffer and wakes us.
1195  *
1196  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1197  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1198  * really data ready for userspace yet.
1199  *
1200  * Returns: zero on success or a negative error code
1201  */
1202 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1203 {
1204         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1205         if (!stream->periodic)
1206                 return -EIO;
1207
1208         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1209                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1210 }
1211
1212 /**
1213  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1214  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1215  * @file: An i915 perf stream file
1216  * @wait: poll() state table
1217  *
1218  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1219  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1220  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1221  */
1222 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1223                               struct file *file,
1224                               poll_table *wait)
1225 {
1226         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1231  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1232  * @buf: destination buffer given by userspace
1233  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1234  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1235  *
1236  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1237  * the userspace buffer.
1238  *
1239  * Returns: zero on success or a negative error code
1240  */
1241 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1242                         char __user *buf,
1243                         size_t count,
1244                         size_t *offset)
1245 {
1246         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1247 }
1248
1249 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1250 {
1251         struct i915_gem_engines_iter it;
1252         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1253         struct intel_context *ce;
1254         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1255         int err = -ENODEV;
1256
1257         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1258                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1259                         continue;
1260
1261                 err = 0;
1262                 break;
1263         }
1264         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1265
1266         if (err)
1267                 return ERR_PTR(err);
1268
1269         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1270 retry:
1271         /*
1272          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1273          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1274          */
1275         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1276         if (err == -EDEADLK) {
1277                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1278                 if (!err)
1279                         goto retry;
1280         }
1281         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1282
1283         if (err)
1284                 return ERR_PTR(err);
1285
1286         stream->pinned_ctx = ce;
1287         return stream->pinned_ctx;
1288 }
1289
1290 static int
1291 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1292 {
1293         u32 *cs, cmd;
1294
1295         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1296         if (GRAPHICS_VER(rq->i915) >= 8)
1297                 cmd++;
1298
1299         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1300         if (IS_ERR(cs))
1301                 return PTR_ERR(cs);
1302
1303         *cs++ = cmd;
1304         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1305         *cs++ = ggtt_offset;
1306         *cs++ = 0;
1307
1308         intel_ring_advance(rq, cs);
1309
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 static int
1314 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1315 {
1316         struct i915_request *rq;
1317         int err;
1318
1319         rq = i915_request_create(ce);
1320         if (IS_ERR(rq))
1321                 return PTR_ERR(rq);
1322
1323         i915_request_get(rq);
1324
1325         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1326
1327         i915_request_add(rq);
1328         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1329                 err = -ETIME;
1330
1331         i915_request_put(rq);
1332
1333         return err;
1334 }
1335
1336 static int
1337 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1338 {
1339         struct i915_vma *scratch;
1340         u32 *val;
1341         int err;
1342
1343         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1344         if (IS_ERR(scratch))
1345                 return PTR_ERR(scratch);
1346
1347         err = i915_vma_sync(scratch);
1348         if (err)
1349                 goto err_scratch;
1350
1351         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1352                          i915_ggtt_offset(scratch));
1353         if (err)
1354                 goto err_scratch;
1355
1356         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1357         if (IS_ERR(val)) {
1358                 err = PTR_ERR(val);
1359                 goto err_scratch;
1360         }
1361
1362         *ctx_id = *val;
1363         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1364
1365 err_scratch:
1366         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1367         return err;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1372  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1373  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1374  *
1375  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1376  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1377  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1378  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1379  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1380  */
1381 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1382 {
1383         u32 ctx_id, mask;
1384         int ret;
1385
1386         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1387                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1388                 if (ret)
1389                         return ret;
1390
1391                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1392                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1393         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1394                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1395                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1396
1397                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1398                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1399         } else {
1400                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1401                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1402
1403                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1404                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1405         }
1406         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1407         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1408
1409         return 0;
1410 }
1411
1412 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1413 {
1414         u32 idx = *offset;
1415         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1416         bool found = false;
1417
1418         idx++;
1419         for (; idx < len; idx += 2) {
1420                 if (state[idx] == reg) {
1421                         found = true;
1422                         break;
1423                 }
1424         }
1425
1426         *offset = idx;
1427         return found;
1428 }
1429
1430 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1431 {
1432         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1433         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1434
1435         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1436                 return U32_MAX;
1437
1438         for (offset = 0; offset < len; ) {
1439                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1440                         /*
1441                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1442                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1443                          */
1444                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1445                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1446
1447                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1448                                 break;
1449                 } else {
1450                         offset++;
1451                 }
1452         }
1453
1454         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1455 }
1456
1457 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1458 {
1459         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1460         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1461         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1462
1463         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1464         if (offset)
1465                 goto exit;
1466
1467         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1468         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1469
1470         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1471                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1472                 ce->engine->name, offset);
1473
1474 exit:
1475         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1476 }
1477
1478 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1479 {
1480         return engine->class == RENDER_CLASS;
1481 }
1482
1483 /**
1484  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1485  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1486  *
1487  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1488  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1489  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1490  *
1491  * Returns: zero on success or a negative error code
1492  */
1493 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1494 {
1495         struct intel_context *ce;
1496         int ret = 0;
1497
1498         ce = oa_pin_context(stream);
1499         if (IS_ERR(ce))
1500                 return PTR_ERR(ce);
1501
1502         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1503             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1504                 /*
1505                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1506                  * offset here, just return an error.
1507                  */
1508                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1509                 if (ret) {
1510                         intel_context_unpin(ce);
1511                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1512                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1513                                 stream->engine->name);
1514                         return ret;
1515                 }
1516         }
1517
1518         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1519         case 7: {
1520                 /*
1521                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1522                  * and don't need to use the mask.
1523                  */
1524                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1525                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1526                 break;
1527         }
1528
1529         case 8:
1530         case 9:
1531                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1532                         /*
1533                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1534                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1535                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1536                          * what is put into the context id field of the
1537                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1538                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1539                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1540                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1541                          */
1542                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1543
1544                         /*
1545                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1546                          * ignore that bit.
1547                          */
1548                         stream->specific_ctx_id_mask =
1549                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1550                 } else {
1551                         stream->specific_ctx_id_mask =
1552                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1553                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1554                 }
1555                 break;
1556
1557         case 11:
1558         case 12:
1559                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1560                 break;
1561
1562         default:
1563                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1564         }
1565
1566         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1567
1568         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1569                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1570                 stream->specific_ctx_id,
1571                 stream->specific_ctx_id_mask);
1572
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 /**
1577  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1578  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1579  *
1580  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1581  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1582  */
1583 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1584 {
1585         struct intel_context *ce;
1586
1587         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1588         if (ce) {
1589                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1590                 intel_context_unpin(ce);
1591         }
1592
1593         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1594         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1595 }
1596
1597 static void
1598 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1599 {
1600         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1601                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1602
1603         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1604 }
1605
1606 static void
1607 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1608 {
1609         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1610
1611         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1612         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1613                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1614 }
1615
1616 static void
1617 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1618 {
1619         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1620 }
1621
1622 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1623 {
1624         return engine->oa_group;
1625 }
1626
1627 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1628 {
1629         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1630 }
1631
1632 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1633 {
1634         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1635         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1636         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1637
1638         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1639                 return;
1640
1641         /*
1642          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1643          * the metric set on gen8+.
1644          *
1645          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1646          */
1647         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1648         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1649
1650         free_oa_buffer(stream);
1651
1652         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1653         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1654
1655         if (stream->ctx)
1656                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1657
1658         free_oa_configs(stream);
1659         free_noa_wait(stream);
1660
1661         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1662                 gt_notice(gt, "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1663                           perf->spurious_report_rs.missed);
1664         }
1665 }
1666
1667 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1668 {
1669         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1670         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1671         unsigned long flags;
1672
1673         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1674
1675         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1676          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1677          */
1678         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1679                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1680         stream->oa_buffer.head = 0;
1681
1682         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1683
1684         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1685                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1686
1687         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1688         stream->oa_buffer.tail = 0;
1689
1690         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1691
1692         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1693          * already seen since they can't be cleared while periodic
1694          * sampling is enabled.
1695          */
1696         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1697
1698         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1699          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1700          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1701          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1702          *
1703          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1704          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1705          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1706          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1707          * memory...
1708          */
1709         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1710 }
1711
1712 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1713 {
1714         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1715         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1716         unsigned long flags;
1717
1718         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1719
1720         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1721         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1722         stream->oa_buffer.head = 0;
1723
1724         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1725
1726         /*
1727          * PRM says:
1728          *
1729          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1730          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1731          *  to enable proper functionality of the overflow
1732          *  bit."
1733          */
1734         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1735                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1736         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1737
1738         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1739         stream->oa_buffer.tail = 0;
1740
1741         /*
1742          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1743          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1744          * context.
1745          */
1746         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1747
1748         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1749
1750         /*
1751          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1752          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1753          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1754          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1755          *
1756          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1757          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1758          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1759          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1760          * memory...
1761          */
1762         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1763 }
1764
1765 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1766 {
1767         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1768         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1769         unsigned long flags;
1770
1771         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1772
1773         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1774         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1775                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1776         stream->oa_buffer.head = 0;
1777
1778         /*
1779          * PRM says:
1780          *
1781          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1782          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1783          *  to enable proper functionality of the overflow
1784          *  bit."
1785          */
1786         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1787                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1788         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1789                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1790
1791         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1792         stream->oa_buffer.tail = 0;
1793
1794         /*
1795          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1796          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1797          * context.
1798          */
1799         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1800
1801         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1802
1803         /*
1804          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1805          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1806          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1807          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1808          *
1809          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1810          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1811          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1812          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1813          * memory...
1814          */
1815         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1816                stream->oa_buffer.vma->size);
1817 }
1818
1819 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1820 {
1821         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1822         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1823         struct drm_i915_gem_object *bo;
1824         struct i915_vma *vma;
1825         int ret;
1826
1827         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1828                 return -ENODEV;
1829
1830         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1831         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1832
1833         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1834         if (IS_ERR(bo)) {
1835                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1836                 return PTR_ERR(bo);
1837         }
1838
1839         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1840
1841         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1842         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1843         if (IS_ERR(vma)) {
1844                 ret = PTR_ERR(vma);
1845                 goto err_unref;
1846         }
1847
1848         /*
1849          * PreHSW required 512K alignment.
1850          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1851          */
1852         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1853         if (ret) {
1854                 gt_err(gt, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1855                 goto err_unref;
1856         }
1857
1858         stream->oa_buffer.vma = vma;
1859
1860         stream->oa_buffer.vaddr =
1861                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1862         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1863                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1864                 goto err_unpin;
1865         }
1866
1867         return 0;
1868
1869 err_unpin:
1870         __i915_vma_unpin(vma);
1871
1872 err_unref:
1873         i915_gem_object_put(bo);
1874
1875         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1876         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1877
1878         return ret;
1879 }
1880
1881 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1882                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1883                                   u32 dword_count)
1884 {
1885         u32 cmd;
1886         u32 d;
1887
1888         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1889         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1890         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1891                 cmd++;
1892
1893         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1894                 *cs++ = cmd;
1895                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1896                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1897                 *cs++ = 0;
1898         }
1899
1900         return cs;
1901 }
1902
1903 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1904 {
1905         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1906         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1907         struct drm_i915_gem_object *bo;
1908         struct i915_vma *vma;
1909         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1910                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1911                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1912         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1913 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1914         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1915         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1916         int ret, i;
1917         enum {
1918                 START_TS,
1919                 NOW_TS,
1920                 DELTA_TS,
1921                 JUMP_PREDICATE,
1922                 DELTA_TARGET,
1923                 N_CS_GPR
1924         };
1925         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1926                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1927                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1928
1929         /*
1930          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1931          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1932          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1933          * save/restore GPR registers
1934          */
1935         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1936         if (IS_ERR(bo)) {
1937                 drm_err(&i915->drm,
1938                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1939                 return PTR_ERR(bo);
1940         }
1941
1942         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1943 retry:
1944         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1945         if (ret)
1946                 goto out_ww;
1947
1948         /*
1949          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1950          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1951          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1952          */
1953         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1954         if (IS_ERR(vma)) {
1955                 ret = PTR_ERR(vma);
1956                 goto out_ww;
1957         }
1958
1959         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1960         if (ret)
1961                 goto out_ww;
1962
1963         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1964         if (IS_ERR(batch)) {
1965                 ret = PTR_ERR(batch);
1966                 goto err_unpin;
1967         }
1968
1969         stream->noa_wait = vma;
1970
1971 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
1972 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
1973
1974         /* Save registers. */
1975         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1976                 cs = save_restore_register(
1977                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1978                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
1979         cs = save_restore_register(
1980                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
1981                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
1982
1983         /* First timestamp snapshot location. */
1984         ts0 = cs;
1985
1986         /*
1987          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1988          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1989          * register because the ALU works 64bits.
1990          */
1991         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1992         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1993         *cs++ = 0;
1994         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1995         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1996         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1997
1998         /*
1999          * This is the location we're going to jump back into until the
2000          * required amount of time has passed.
2001          */
2002         jump = cs;
2003
2004         /*
2005          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2006          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2007          * operations below.
2008          */
2009         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2010         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2011         *cs++ = 0;
2012         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2013         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2014         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2015
2016         /*
2017          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2018          * CS_GPR(1).
2019          */
2020         *cs++ = MI_MATH(5);
2021         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2022         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2023         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2024         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2025         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2026
2027         /*
2028          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2029          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2030          * to be used for the predicated jump.
2031          */
2032         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2033         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2034         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2035
2036         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2037                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2038
2039         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2040         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2041                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2042                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2043                 MI_BATCH_PREDICATE;
2044         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2045         *cs++ = 0;
2046
2047         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2048                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2049
2050         /*
2051          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2052          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2053          *
2054          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2055          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2056          */
2057         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2058         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2059         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2060         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2061         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2062
2063         *cs++ = MI_MATH(4);
2064         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2065         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2066         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2067         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2068
2069         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2070
2071         /*
2072          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2073          * predicated jump.
2074          */
2075         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2076         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2077         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2078
2079         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2080                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2081
2082         /* Predicate the jump.  */
2083         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2084                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2085                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2086                 MI_BATCH_PREDICATE;
2087         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2088         *cs++ = 0;
2089
2090         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2091                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2092
2093         /* Restore registers. */
2094         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2095                 cs = save_restore_register(
2096                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2097                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2098         cs = save_restore_register(
2099                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2100                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2101
2102         /* And return to the ring. */
2103         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2104
2105         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2106
2107         i915_gem_object_flush_map(bo);
2108         __i915_gem_object_release_map(bo);
2109
2110         goto out_ww;
2111
2112 err_unpin:
2113         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2114 out_ww:
2115         if (ret == -EDEADLK) {
2116                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2117                 if (!ret)
2118                         goto retry;
2119         }
2120         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2121         if (ret)
2122                 i915_gem_object_put(bo);
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2127                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2128                             u32 n_regs)
2129 {
2130         u32 i;
2131
2132         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2133                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2134                         u32 n_lri = min_t(u32,
2135                                           n_regs - i,
2136                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2137
2138                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2139                 }
2140                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2141                 *cs++ = reg_data[i].value;
2142         }
2143
2144         return cs;
2145 }
2146
2147 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2148 {
2149         int count = 0;
2150
2151         if (num_regs > 0) {
2152                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2153                 count += num_regs * 2;
2154         }
2155
2156         return count;
2157 }
2158
2159 static struct i915_oa_config_bo *
2160 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2161                        struct i915_oa_config *oa_config)
2162 {
2163         struct drm_i915_gem_object *obj;
2164         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2165         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2166         size_t config_length = 0;
2167         u32 *cs;
2168         int err;
2169
2170         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2171         if (!oa_bo)
2172                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2173
2174         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2175         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2176         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2177         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2178         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2179
2180         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2181         if (IS_ERR(obj)) {
2182                 err = PTR_ERR(obj);
2183                 goto err_free;
2184         }
2185
2186         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2187 retry:
2188         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2189         if (err)
2190                 goto out_ww;
2191
2192         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2193         if (IS_ERR(cs)) {
2194                 err = PTR_ERR(cs);
2195                 goto out_ww;
2196         }
2197
2198         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2199                              oa_config->mux_regs,
2200                              oa_config->mux_regs_len);
2201         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2202                              oa_config->b_counter_regs,
2203                              oa_config->b_counter_regs_len);
2204         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2205                              oa_config->flex_regs,
2206                              oa_config->flex_regs_len);
2207
2208         /* Jump into the active wait. */
2209         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2210                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2211                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2212         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2213         *cs++ = 0;
2214
2215         i915_gem_object_flush_map(obj);
2216         __i915_gem_object_release_map(obj);
2217
2218         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2219                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2220                                        NULL);
2221         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2222                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2223                 goto out_ww;
2224         }
2225
2226         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2227         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2228
2229 out_ww:
2230         if (err == -EDEADLK) {
2231                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2232                 if (!err)
2233                         goto retry;
2234         }
2235         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2236
2237         if (err)
2238                 i915_gem_object_put(obj);
2239 err_free:
2240         if (err) {
2241                 kfree(oa_bo);
2242                 return ERR_PTR(err);
2243         }
2244         return oa_bo;
2245 }
2246
2247 static struct i915_vma *
2248 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2249 {
2250         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2251
2252         /*
2253          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2254          * to the stream.
2255          */
2256         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2257                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2258                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2259                            oa_config->uuid,
2260                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2261                         goto out;
2262         }
2263
2264         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2265         if (IS_ERR(oa_bo))
2266                 return ERR_CAST(oa_bo);
2267
2268 out:
2269         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2270 }
2271
2272 static int
2273 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2274                struct i915_oa_config *oa_config,
2275                struct intel_context *ce,
2276                struct i915_active *active)
2277 {
2278         struct i915_request *rq;
2279         struct i915_vma *vma;
2280         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2281         int err;
2282
2283         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2284         if (IS_ERR(vma))
2285                 return PTR_ERR(vma);
2286
2287         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2288 retry:
2289         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2290         if (err)
2291                 goto err;
2292
2293         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2294         if (err)
2295                 goto err;
2296
2297         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2298         rq = i915_request_create(ce);
2299         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2300         if (IS_ERR(rq)) {
2301                 err = PTR_ERR(rq);
2302                 goto err_vma_unpin;
2303         }
2304
2305         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2306                 /* After all individual context modifications */
2307                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2308                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2309                 if (err)
2310                         goto err_add_request;
2311
2312                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2313                 if (err)
2314                         goto err_add_request;
2315         }
2316
2317         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2318         if (err)
2319                 goto err_add_request;
2320
2321         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2322                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2323                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2324         if (err)
2325                 goto err_add_request;
2326
2327 err_add_request:
2328         i915_request_add(rq);
2329 err_vma_unpin:
2330         i915_vma_unpin(vma);
2331 err:
2332         if (err == -EDEADLK) {
2333                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2334                 if (!err)
2335                         goto retry;
2336         }
2337
2338         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2339         i915_vma_put(vma);
2340         return err;
2341 }
2342
2343 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2344 {
2345         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2346 }
2347
2348 static int
2349 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2350                       struct i915_active *active)
2351 {
2352         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2353
2354         /*
2355          * PRM:
2356          *
2357          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2358          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2359          * unable to count the events from non-render clock domain.
2360          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2361          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2362          * gating for RCS should also be disabled.
2363          */
2364         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2365                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2366         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2367                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2368
2369         return emit_oa_config(stream,
2370                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2371                               active);
2372 }
2373
2374 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2375 {
2376         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2377
2378         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2379                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2380         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2381                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2382
2383         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2384 }
2385
2386 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2387                               i915_reg_t reg)
2388 {
2389         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2390         int i;
2391
2392         /*
2393          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2394          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2395          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2396          */
2397         if (!oa_config)
2398                 return 0;
2399
2400         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2401                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2402                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2403         }
2404
2405         return 0;
2406 }
2407 /*
2408  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2409  * has been disabled.
2410  *
2411  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2412  * in the case that the OA unit has been disabled.
2413  */
2414 static void
2415 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2416                                const struct i915_perf_stream *stream)
2417 {
2418         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2419         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2420         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2421         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2422                 EU_PERF_CNTL0,
2423                 EU_PERF_CNTL1,
2424                 EU_PERF_CNTL2,
2425                 EU_PERF_CNTL3,
2426                 EU_PERF_CNTL4,
2427                 EU_PERF_CNTL5,
2428                 EU_PERF_CNTL6,
2429         };
2430         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2431         int i;
2432
2433         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2434                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2435                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2436                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2437
2438         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2439                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2440                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2441 }
2442
2443 struct flex {
2444         i915_reg_t reg;
2445         u32 offset;
2446         u32 value;
2447 };
2448
2449 static int
2450 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2451                 struct intel_context *ce,
2452                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2453 {
2454         u32 offset;
2455         u32 *cs;
2456
2457         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2458         if (IS_ERR(cs))
2459                 return PTR_ERR(cs);
2460
2461         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2462         do {
2463                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2464                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2465                 *cs++ = 0;
2466                 *cs++ = flex->value;
2467         } while (flex++, --count);
2468
2469         intel_ring_advance(rq, cs);
2470
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 static int
2475 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2476                struct intel_context *ce,
2477                const struct flex *flex, unsigned int count)
2478 {
2479         u32 *cs;
2480
2481         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2482
2483         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2484         if (IS_ERR(cs))
2485                 return PTR_ERR(cs);
2486
2487         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2488         do {
2489                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2490                 *cs++ = flex->value;
2491         } while (flex++, --count);
2492         *cs++ = MI_NOOP;
2493
2494         intel_ring_advance(rq, cs);
2495
2496         return 0;
2497 }
2498
2499 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2500                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2501 {
2502         struct i915_request *rq;
2503         int err;
2504
2505         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2506         if (IS_ERR(rq))
2507                 return PTR_ERR(rq);
2508
2509         /* Serialise with the remote context */
2510         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2511         if (err == 0)
2512                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2513
2514         i915_request_add(rq);
2515         return err;
2516 }
2517
2518 static int
2519 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2520                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2521                  struct i915_active *active)
2522 {
2523         struct i915_request *rq;
2524         int err;
2525
2526         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2527         rq = i915_request_create(ce);
2528         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2529         if (IS_ERR(rq))
2530                 return PTR_ERR(rq);
2531
2532         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2533                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2534                 if (err)
2535                         goto err_add_request;
2536         }
2537
2538         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2539         if (err)
2540                 goto err_add_request;
2541
2542 err_add_request:
2543         i915_request_add(rq);
2544         return err;
2545 }
2546
2547 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2548                                   struct i915_gem_context *ctx,
2549                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2550 {
2551         struct i915_gem_engines_iter it;
2552         struct intel_context *ce;
2553         int err = 0;
2554
2555         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2556                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2557
2558                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2559                         continue;
2560
2561                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2562                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2563                         continue;
2564
2565                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2566                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2567
2568                 intel_context_unpin(ce);
2569                 if (err)
2570                         break;
2571         }
2572         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2573
2574         return err;
2575 }
2576
2577 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2578                                        struct i915_active *active)
2579 {
2580         int err;
2581         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2582         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2583         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2584         struct flex regs_context[] = {
2585                 {
2586                         GEN8_OACTXCONTROL,
2587                         offset + 1,
2588                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2589                 },
2590         };
2591         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2592          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2593          */
2594 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2595         struct flex regs_lri[] = {
2596                 {
2597                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2598                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2599                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2600                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2601                 },
2602                 {
2603                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2604                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2605                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2606                                       active ?
2607                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2608                                       0)
2609                 },
2610         };
2611
2612         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2613         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2614         if (err)
2615                 return err;
2616
2617         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2618                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2619         intel_context_unlock_pinned(ce);
2620         if (err)
2621                 return err;
2622
2623         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2624         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2629  * configuration across all contexts.
2630  *
2631  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2632  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2633  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2634  * the face of context switches.
2635  *
2636  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2637  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2638  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2639  * transiently before a WA BB could be parsed.
2640  *
2641  * This function needs to:
2642  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2643  *   updated
2644  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2645  *   OA state if they are scheduled for use.
2646  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2647  *   per-context OA state.
2648  *
2649  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2650  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2651  */
2652 static int
2653 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2654                           struct flex *regs,
2655                           size_t num_regs,
2656                           struct i915_active *active)
2657 {
2658         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2659         struct intel_engine_cs *engine;
2660         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2661         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2662         int err;
2663
2664         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2665
2666         /*
2667          * The OA register config is setup through the context image. This image
2668          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2669          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2670          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2671          *
2672          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2673          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2674          * configured at an invalid sampling period.
2675          *
2676          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2677          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2678          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2679          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2680          * trapped behind the barrier.
2681          */
2682         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2683         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2684                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2685                         continue;
2686
2687                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2688
2689                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2690                 if (err) {
2691                         i915_gem_context_put(ctx);
2692                         return err;
2693                 }
2694
2695                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2696                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2697                 i915_gem_context_put(ctx);
2698         }
2699         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2700
2701         /*
2702          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2703          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2704          * idle.
2705          */
2706         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2707                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2708
2709                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2710                         continue;
2711
2712                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2713
2714                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2715                 if (err)
2716                         return err;
2717         }
2718
2719         return 0;
2720 }
2721
2722 static int
2723 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2724                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2725                              struct i915_active *active)
2726 {
2727         struct flex regs[] = {
2728                 {
2729                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2730                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2731                 },
2732         };
2733
2734         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2735                 return 0;
2736
2737         return oa_configure_all_contexts(stream,
2738                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2739                                          active);
2740 }
2741
2742 static int
2743 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2744                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2745                            struct i915_active *active)
2746 {
2747         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2748         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2749         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2750 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2751         struct flex regs[] = {
2752                 {
2753                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2754                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2755                 },
2756                 {
2757                         GEN8_OACTXCONTROL,
2758                         ctx_oactxctrl + 1,
2759                 },
2760                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2761                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2762                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2763                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2764                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2765                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2766                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2767         };
2768 #undef ctx_flexeuN
2769         int i;
2770
2771         regs[1].value =
2772                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2773                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2774                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2775
2776         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2777                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2778
2779         return oa_configure_all_contexts(stream,
2780                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2781                                          active);
2782 }
2783
2784 static int
2785 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2786                        struct i915_active *active)
2787 {
2788         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2789         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2790         int ret;
2791
2792         /*
2793          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2794          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2795          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2796          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2797          * overruns.
2798          *
2799          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2800          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2801          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2802          * correctly block these reports.
2803          *
2804          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2805          * this ratio to normalize.
2806          *
2807          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2808          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2809          * enabled.
2810          *
2811          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2812          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2813          * RPT_ID field.
2814          */
2815         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2816                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2817                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2818                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2819         }
2820
2821         /*
2822          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2823          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2824          * registers.
2825          */
2826         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2827         if (ret)
2828                 return ret;
2829
2830         return emit_oa_config(stream,
2831                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2832                               active);
2833 }
2834
2835 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2836 {
2837         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2838                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2839                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2840 }
2841
2842 static int
2843 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2844                         struct i915_active *active)
2845 {
2846         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2847         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2848         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2849         bool periodic = stream->periodic;
2850         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2851         u32 sqcnt1;
2852         int ret;
2853
2854         /*
2855          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2856          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2857          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2858          */
2859         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2860                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2861                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2862                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2863                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2864         }
2865
2866         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2867                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2868                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2869                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2870                            /*
2871                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2872                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2873                             */
2874                            oag_report_ctx_switches(stream));
2875
2876         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2877                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2878                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2879                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2880                             : 0);
2881
2882         /*
2883          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2884          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2885          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2886          */
2887         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2888                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2889
2890         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2891
2892         /*
2893          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2894          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2895          * registers.
2896          */
2897         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2898         if (ret)
2899                 return ret;
2900
2901         /*
2902          * For Gen12, performance counters are context
2903          * saved/restored. Only enable it for the context that
2904          * requested this.
2905          */
2906         if (stream->ctx) {
2907                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2908                 if (ret)
2909                         return ret;
2910         }
2911
2912         return emit_oa_config(stream,
2913                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2914                               active);
2915 }
2916
2917 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2918 {
2919         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2920
2921         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2922         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2923
2924         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2925 }
2926
2927 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2928 {
2929         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2930
2931         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2932         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2933
2934         /* Make sure we disable noa to save power. */
2935         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2936 }
2937
2938 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2939 {
2940         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2941         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2942         u32 sqcnt1;
2943
2944         /*
2945          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2946          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2947          */
2948         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2949                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2950                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2951                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2952                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2953         }
2954
2955         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2956         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2957
2958         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2959         if (stream->ctx)
2960                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2961
2962         /* Make sure we disable noa to save power. */
2963         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2964
2965         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2966                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2967
2968         /* Reset PMON Enable to save power. */
2969         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
2970 }
2971
2972 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2973 {
2974         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2975         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2976         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2977         bool periodic = stream->periodic;
2978         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2979         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
2980
2981         /*
2982          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2983          *
2984          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2985          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2986          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2987          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2988          * memory which this helps maintains.
2989          */
2990         gen7_init_oa_buffer(stream);
2991
2992         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2993                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2994                            (period_exponent <<
2995                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2996                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2997                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2998                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2999                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3000 }
3001
3002 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3003 {
3004         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3005         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3006
3007         /*
3008          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3009          *
3010          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3011          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3012          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3013          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3014          * memory which this helps maintains.
3015          */
3016         gen8_init_oa_buffer(stream);
3017
3018         /*
3019          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3020          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3021          * field of reports
3022          */
3023         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3024                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3025                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3026 }
3027
3028 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3029 {
3030         const struct i915_perf_regs *regs;
3031         u32 val;
3032
3033         /*
3034          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3035          * need to program the OAG unit.
3036          */
3037         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3038                 return;
3039
3040         gen12_init_oa_buffer(stream);
3041
3042         regs = __oa_regs(stream);
3043         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3044               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3045
3046         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3047 }
3048
3049 /**
3050  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3051  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3052  *
3053  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3054  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3055  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3056  * during a read() or poll()).
3057  */
3058 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3059 {
3060         stream->pollin = false;
3061
3062         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3063
3064         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3065                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3066                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3067                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3068 }
3069
3070 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3071 {
3072         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3073
3074         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3075         if (intel_wait_for_register(uncore,
3076                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3077                                     50))
3078                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3079                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3080 }
3081
3082 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3083 {
3084         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3085
3086         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3087         if (intel_wait_for_register(uncore,
3088                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3089                                     50))
3090                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3091                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3092 }
3093
3094 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3095 {
3096         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3097
3098         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3099         if (intel_wait_for_register(uncore,
3100                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3101                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3102                                     50))
3103                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3104                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3105
3106         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3107         if (intel_wait_for_register(uncore,
3108                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3109                                     1, 0,
3110                                     50))
3111                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3112                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3113 }
3114
3115 /**
3116  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3117  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3118  *
3119  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3120  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3121  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3122  */
3123 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3124 {
3125         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3126
3127         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3128                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3129 }
3130
3131 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3132         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3133         .enable = i915_oa_stream_enable,
3134         .disable = i915_oa_stream_disable,
3135         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3136         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3137         .read = i915_oa_read,
3138 };
3139
3140 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3141 {
3142         struct i915_active *active;
3143         int err;
3144
3145         active = i915_active_create();
3146         if (!active)
3147                 return -ENOMEM;
3148
3149         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3150         if (err == 0)
3151                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3152
3153         i915_active_put(active);
3154         return err;
3155 }
3156
3157 static void
3158 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3159                         struct intel_engine_cs *engine)
3160 {
3161         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3162
3163         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3164
3165         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3166                 /*
3167                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3168                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3169                  * all available subslices per slice.
3170                  */
3171                 out_sseu->subslice_mask =
3172                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3173                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3174         }
3175 }
3176
3177 static int
3178 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3179                 struct intel_engine_cs *engine,
3180                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3181 {
3182         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3183             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3184                 return -EINVAL;
3185
3186         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3187 }
3188
3189 /*
3190  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3191  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3192  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3193  */
3194 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3195 {
3196         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
3197
3198         /* Wa_18013179988 */
3199         if (IS_DG2(i915) || IS_GFX_GT_IP_RANGE(gt, IP_VER(12, 70), IP_VER(12, 71))) {
3200                 intel_wakeref_t wakeref;
3201                 u32 reg, shift;
3202
3203                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3204                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3205
3206                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3207                                       reg);
3208
3209                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3210         }
3211
3212         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3213 }
3214
3215 /**
3216  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3217  * @stream: An i915 perf stream
3218  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3219  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3220  *
3221  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3222  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3223  *
3224  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3225  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3226  * properties are OK.
3227  *
3228  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3229  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3230  *
3231  * Returns: zero on success or a negative error code.
3232  */
3233 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3234                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3235                                struct perf_open_properties *props)
3236 {
3237         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3238         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3239         struct i915_perf_group *g;
3240         int ret;
3241
3242         if (!props->engine) {
3243                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3244                         "OA engine not specified\n");
3245                 return -EINVAL;
3246         }
3247         g = props->engine->oa_group;
3248
3249         /*
3250          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3251          * reason then don't let userspace try their luck with config
3252          * IDs
3253          */
3254         if (!perf->metrics_kobj) {
3255                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3256                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3257                 return -EINVAL;
3258         }
3259
3260         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3261             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3262                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3263                         "Only OA report sampling supported\n");
3264                 return -EINVAL;
3265         }
3266
3267         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3268                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3269                         "OA unit not supported\n");
3270                 return -ENODEV;
3271         }
3272
3273         /*
3274          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3275          * counter reports and marshal to the appropriate client
3276          * we currently only allow exclusive access
3277          */
3278         if (g->exclusive_stream) {
3279                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3280                         "OA unit already in use\n");
3281                 return -EBUSY;
3282         }
3283
3284         if (!props->oa_format) {
3285                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3286                         "OA report format not specified\n");
3287                 return -EINVAL;
3288         }
3289
3290         stream->engine = props->engine;
3291         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3292
3293         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3294
3295         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3296         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3297                 return -EINVAL;
3298
3299         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3300         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3301
3302         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3303
3304         stream->periodic = props->oa_periodic;
3305         if (stream->periodic)
3306                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3307
3308         if (stream->ctx) {
3309                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3310                 if (ret) {
3311                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3312                                 "Invalid context id to filter with\n");
3313                         return ret;
3314                 }
3315         }
3316
3317         ret = alloc_noa_wait(stream);
3318         if (ret) {
3319                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3320                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3321                 goto err_noa_wait_alloc;
3322         }
3323
3324         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3325         if (!stream->oa_config) {
3326                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3327                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3328                 ret = -EINVAL;
3329                 goto err_config;
3330         }
3331
3332         /* PRM - observability performance counters:
3333          *
3334          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3335          *
3336          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3337          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3338          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3339          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3340          *
3341          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3342          *   references will effectively disable RC6.
3343          */
3344         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3345         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3346
3347         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3348         if (ret)
3349                 goto err_oa_buf_alloc;
3350
3351         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3352
3353         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3354         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3355
3356         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3357         if (ret) {
3358                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3359                         "Unable to enable metric set\n");
3360                 goto err_enable;
3361         }
3362
3363         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3364                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3365                   stream->oa_config->uuid);
3366
3367         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3368                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3369         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3370         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3371         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3372         mutex_init(&stream->lock);
3373
3374         return 0;
3375
3376 err_enable:
3377         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3378         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3379
3380         free_oa_buffer(stream);
3381
3382 err_oa_buf_alloc:
3383         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3384         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3385
3386         free_oa_configs(stream);
3387
3388 err_config:
3389         free_noa_wait(stream);
3390
3391 err_noa_wait_alloc:
3392         if (stream->ctx)
3393                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3394
3395         return ret;
3396 }
3397
3398 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3399                             const struct intel_engine_cs *engine)
3400 {
3401         struct i915_perf_stream *stream;
3402
3403         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3404                 return;
3405
3406         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3407         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3408         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3409                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3410 }
3411
3412 /**
3413  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3414  * @file: An i915 perf stream file
3415  * @buf: destination buffer given by userspace
3416  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3417  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3418  *
3419  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3420  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3421  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3422  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3423  *
3424  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3425  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3426  * while reading.
3427  *
3428  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3429  */
3430 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3431                               char __user *buf,
3432                               size_t count,
3433                               loff_t *ppos)
3434 {
3435         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3436         size_t offset = 0;
3437         int ret;
3438
3439         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3440          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3441          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3442          */
3443         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3444                 return -EIO;
3445
3446         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3447                 /* There's the small chance of false positives from
3448                  * stream->ops->wait_unlocked.
3449                  *
3450                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3451                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3452                  * any reports really belong to the current context
3453                  */
3454                 do {
3455                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3456                         if (ret)
3457                                 return ret;
3458
3459                         mutex_lock(&stream->lock);
3460                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3461                         mutex_unlock(&stream->lock);
3462                 } while (!offset && !ret);
3463         } else {
3464                 mutex_lock(&stream->lock);
3465                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3466                 mutex_unlock(&stream->lock);
3467         }
3468
3469         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3470          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3471          * not really any data available. In this situation though we don't
3472          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3473          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3474          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3475          * before reporting another EPOLLIN event.
3476          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3477          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3478          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3479          */
3480         if (ret != -ENOSPC)
3481                 stream->pollin = false;
3482
3483         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3484         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3485 }
3486
3487 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3488 {
3489         struct i915_perf_stream *stream =
3490                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3491
3492         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3493                 stream->pollin = true;
3494                 wake_up(&stream->poll_wq);
3495         }
3496
3497         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3498                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3499
3500         return HRTIMER_RESTART;
3501 }
3502
3503 /**
3504  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3505  * @stream: An i915 perf stream
3506  * @file: An i915 perf stream file
3507  * @wait: poll() state table
3508  *
3509  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3510  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3511  * will be woken for new stream data.
3512  *
3513  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3514  */
3515 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3516                                       struct file *file,
3517                                       poll_table *wait)
3518 {
3519         __poll_t events = 0;
3520
3521         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3522
3523         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3524          * here since this path may be very hot depending on what else
3525          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3526          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3527          * samples to read.
3528          */
3529         if (stream->pollin)
3530                 events |= EPOLLIN;
3531
3532         return events;
3533 }
3534
3535 /**
3536  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3537  * @file: An i915 perf stream file
3538  * @wait: poll() state table
3539  *
3540  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3541  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3542  * data.
3543  *
3544  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3545  *
3546  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3547  */
3548 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3549 {
3550         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3551         __poll_t ret;
3552
3553         mutex_lock(&stream->lock);
3554         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3555         mutex_unlock(&stream->lock);
3556
3557         return ret;
3558 }
3559
3560 /**
3561  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3562  * @stream: A disabled i915 perf stream
3563  *
3564  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3565  *
3566  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3567  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3568  * buffered data.
3569  */
3570 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3571 {
3572         if (stream->enabled)
3573                 return;
3574
3575         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3576         stream->enabled = true;
3577
3578         if (stream->ops->enable)
3579                 stream->ops->enable(stream);
3580
3581         if (stream->hold_preemption)
3582                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3583 }
3584
3585 /**
3586  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3587  * @stream: An enabled i915 perf stream
3588  *
3589  * Disables the associated capture of data for this stream.
3590  *
3591  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3592  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3593  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3594  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3595  *
3596  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3597  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3598  */
3599 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3600 {
3601         if (!stream->enabled)
3602                 return;
3603
3604         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3605         stream->enabled = false;
3606
3607         if (stream->hold_preemption)
3608                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3609
3610         if (stream->ops->disable)
3611                 stream->ops->disable(stream);
3612 }
3613
3614 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3615                                     unsigned long metrics_set)
3616 {
3617         struct i915_oa_config *config;
3618         long ret = stream->oa_config->id;
3619
3620         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3621         if (!config)
3622                 return -EINVAL;
3623
3624         if (config != stream->oa_config) {
3625                 int err;
3626
3627                 /*
3628                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3629                  * reconfiguration inline from that context. The update
3630                  * will then be ordered with respect to submission on that
3631                  * context.
3632                  *
3633                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3634                  * so it will effectively take effect when idle.
3635                  */
3636                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3637                 if (!err)
3638                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3639                 else
3640                         ret = err;
3641         }
3642
3643         i915_oa_config_put(config);
3644
3645         return ret;
3646 }
3647
3648 /**
3649  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3650  * @stream: An i915 perf stream
3651  * @cmd: the ioctl request
3652  * @arg: the ioctl data
3653  *
3654  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3655  * an unknown ioctl request.
3656  */
3657 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3658                                    unsigned int cmd,
3659                                    unsigned long arg)
3660 {
3661         switch (cmd) {
3662         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3663                 i915_perf_enable_locked(stream);
3664                 return 0;
3665         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3666                 i915_perf_disable_locked(stream);
3667                 return 0;
3668         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3669                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3670         }
3671
3672         return -EINVAL;
3673 }
3674
3675 /**
3676  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3677  * @file: An i915 perf stream file
3678  * @cmd: the ioctl request
3679  * @arg: the ioctl data
3680  *
3681  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3682  *
3683  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3684  * an unknown ioctl request.
3685  */
3686 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3687                             unsigned int cmd,
3688                             unsigned long arg)
3689 {
3690         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3691         long ret;
3692
3693         mutex_lock(&stream->lock);
3694         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3695         mutex_unlock(&stream->lock);
3696
3697         return ret;
3698 }
3699
3700 /**
3701  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3702  * @stream: An i915 perf stream
3703  *
3704  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3705  * any associated data capture in the process.
3706  *
3707  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3708  * with any non-file-operation driver hooks.
3709  */
3710 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3711 {
3712         if (stream->enabled)
3713                 i915_perf_disable_locked(stream);
3714
3715         if (stream->ops->destroy)
3716                 stream->ops->destroy(stream);
3717
3718         if (stream->ctx)
3719                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3720
3721         kfree(stream);
3722 }
3723
3724 /**
3725  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3726  * @inode: anonymous inode associated with file
3727  * @file: An i915 perf stream file
3728  *
3729  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3730  *
3731  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3732  *
3733  * Returns: zero on success or a negative error code.
3734  */
3735 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3736 {
3737         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3738         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3739         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3740
3741         /*
3742          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3743          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3744          * here.
3745          */
3746         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3747         i915_perf_destroy_locked(stream);
3748         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3749
3750         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3751         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3752
3753         return 0;
3754 }
3755
3756
3757 static const struct file_operations fops = {
3758         .owner          = THIS_MODULE,
3759         .llseek         = no_llseek,
3760         .release        = i915_perf_release,
3761         .poll           = i915_perf_poll,
3762         .read           = i915_perf_read,
3763         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3764         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3765          * to handle 32bits compatibility.
3766          */
3767         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3768 };
3769
3770
3771 /**
3772  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3773  * @perf: i915 perf instance
3774  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3775  * @props: individually validated u64 property value pairs
3776  * @file: drm file
3777  *
3778  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3779  *
3780  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3781  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3782  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3783  *
3784  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3785  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3786  * sense.
3787  *
3788  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3789  * config validation and stream initialization details will be handled by
3790  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3791  * will be relevant to all stream types / backends.
3792  *
3793  * Returns: zero on success or a negative error code.
3794  */
3795 static int
3796 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3797                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3798                             struct perf_open_properties *props,
3799                             struct drm_file *file)
3800 {
3801         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3802         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3803         unsigned long f_flags = 0;
3804         bool privileged_op = true;
3805         int stream_fd;
3806         int ret;
3807
3808         if (props->single_context) {
3809                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3810                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3811
3812                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3813                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3814                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3815                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3816                                   ctx_handle);
3817                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3818                         goto err;
3819                 }
3820         }
3821
3822         /*
3823          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3824          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3825          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3826          * non-privileged client.
3827          *
3828          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3829          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3830          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3831          * filter reports based on the included context ID we can't block
3832          * clients from seeing the raw / global counter values via
3833          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3834          * enable the OA unit by default.
3835          *
3836          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3837          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3838          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3839          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3840          */
3841         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3842                 privileged_op = false;
3843         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3844                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3845                 privileged_op = false;
3846
3847         if (props->hold_preemption) {
3848                 if (!props->single_context) {
3849                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3850                                 "preemption disable with no context\n");
3851                         ret = -EINVAL;
3852                         goto err;
3853                 }
3854                 privileged_op = true;
3855         }
3856
3857         /*
3858          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3859          */
3860         if (props->has_sseu)
3861                 privileged_op = true;
3862         else
3863                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3864
3865         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3866          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3867          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3868          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3869          */
3870         if (privileged_op &&
3871             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3872                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3873                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3874                 ret = -EACCES;
3875                 goto err_ctx;
3876         }
3877
3878         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3879         if (!stream) {
3880                 ret = -ENOMEM;
3881                 goto err_ctx;
3882         }
3883
3884         stream->perf = perf;
3885         stream->ctx = specific_ctx;
3886         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3887
3888         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3889         if (ret)
3890                 goto err_alloc;
3891
3892         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3893          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3894          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3895          */
3896         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3897                 ret = -ENODEV;
3898                 goto err_flags;
3899         }
3900
3901         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3902                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3903         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3904                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3905
3906         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3907         if (stream_fd < 0) {
3908                 ret = stream_fd;
3909                 goto err_flags;
3910         }
3911
3912         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3913                 i915_perf_enable_locked(stream);
3914
3915         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3916          * until its release.
3917          */
3918         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3919
3920         return stream_fd;
3921
3922 err_flags:
3923         if (stream->ops->destroy)
3924                 stream->ops->destroy(stream);
3925 err_alloc:
3926         kfree(stream);
3927 err_ctx:
3928         if (specific_ctx)
3929                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3930 err:
3931         return ret;
3932 }
3933
3934 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3935 {
3936         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
3937         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
3938
3939         return div_u64(nom + den - 1, den);
3940 }
3941
3942 static __always_inline bool
3943 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3944 {
3945         return test_bit(format, perf->format_mask);
3946 }
3947
3948 static __always_inline void
3949 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3950 {
3951         __set_bit(format, perf->format_mask);
3952 }
3953
3954 /**
3955  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3956  * @perf: i915 perf instance
3957  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3958  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3959  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3960  *
3961  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3962  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3963  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3964  *
3965  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3966  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3967  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3968  */
3969 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3970                                     u64 __user *uprops,
3971                                     u32 n_props,
3972                                     struct perf_open_properties *props)
3973 {
3974         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3975         const struct i915_oa_format *f;
3976         u64 __user *uprop = uprops;
3977         bool config_instance = false;
3978         bool config_class = false;
3979         bool config_sseu = false;
3980         u8 class, instance;
3981         u32 i;
3982         int ret;
3983
3984         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3985         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3986
3987         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3988          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3989          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3990          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3991          * from userspace.
3992          */
3993         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3994                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3995                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
3996                 return -EINVAL;
3997         }
3998
3999         /* Defaults when class:instance is not passed */
4000         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4001         instance = 0;
4002
4003         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4004                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4005                 u64 id, value;
4006
4007                 ret = get_user(id, uprop);
4008                 if (ret)
4009                         return ret;
4010
4011                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4012                 if (ret)
4013                         return ret;
4014
4015                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4016                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4017                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4018                         return -EINVAL;
4019                 }
4020
4021                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4022                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4023                         props->single_context = 1;
4024                         props->ctx_handle = value;
4025                         break;
4026                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4027                         if (value)
4028                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4029                         break;
4030                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4031                         if (value == 0) {
4032                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4033                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4034                                 return -EINVAL;
4035                         }
4036                         props->metrics_set = value;
4037                         break;
4038                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4039                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4040                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4041                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4042                                           value);
4043                                 return -EINVAL;
4044                         }
4045                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4046                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4047                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4048                                           value);
4049                                 return -EINVAL;
4050                         }
4051                         props->oa_format = value;
4052                         break;
4053                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4054                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4055                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4056                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4057                                          OA_EXPONENT_MAX);
4058                                 return -EINVAL;
4059                         }
4060
4061                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4062                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4063                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4064                          * frequencies by default unless root.
4065                          */
4066
4067                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4068                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4069
4070                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4071                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4072                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4073                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4074                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4075                          */
4076                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4077                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4078                                 do_div(tmp, oa_period);
4079                                 oa_freq_hz = tmp;
4080                         } else
4081                                 oa_freq_hz = 0;
4082
4083                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4084                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4085                                         "OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges\n",
4086                                           i915_oa_max_sample_rate);
4087                                 return -EACCES;
4088                         }
4089
4090                         props->oa_periodic = true;
4091                         props->oa_period_exponent = value;
4092                         break;
4093                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4094                         props->hold_preemption = !!value;
4095                         break;
4096                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4097                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4098                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4099                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4100                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4101                                 return -ENODEV;
4102                         }
4103
4104                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4105                                            u64_to_user_ptr(value),
4106                                            sizeof(user_sseu))) {
4107                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4108                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4109                                 return -EFAULT;
4110                         }
4111                         config_sseu = true;
4112                         break;
4113                 }
4114                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4115                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4116                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4117                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4118                                           value);
4119                                 return -EINVAL;
4120                         }
4121                         props->poll_oa_period = value;
4122                         break;
4123                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4124                         class = (u8)value;
4125                         config_class = true;
4126                         break;
4127                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4128                         instance = (u8)value;
4129                         config_instance = true;
4130                         break;
4131                 default:
4132                         MISSING_CASE(id);
4133                         return -EINVAL;
4134                 }
4135
4136                 uprop += 2;
4137         }
4138
4139         if ((config_class && !config_instance) ||
4140             (config_instance && !config_class)) {
4141                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4142                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4143                 return -EINVAL;
4144         }
4145
4146         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4147         if (!props->engine) {
4148                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4149                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4150                         class, instance);
4151                 return -EINVAL;
4152         }
4153
4154         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4155                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4156                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4157                         class, instance);
4158                 return -EINVAL;
4159         }
4160
4161         /*
4162          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4163          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4164          * does not work as expected.
4165          */
4166         if (IS_MEDIA_GT_IP_STEP(props->engine->gt, IP_VER(13, 0), STEP_A0, STEP_C0) &&
4167             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4168             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4169                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4170                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4171                 return -EINVAL;
4172         }
4173
4174         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4175         f = &perf->oa_formats[i];
4176         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4177                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4178                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4179                         f->type, props->engine->class);
4180                 return -EINVAL;
4181         }
4182
4183         if (config_sseu) {
4184                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4185                 if (ret) {
4186                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4187                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4188                         return ret;
4189                 }
4190                 props->has_sseu = true;
4191         }
4192
4193         return 0;
4194 }
4195
4196 /**
4197  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4198  * @dev: drm device
4199  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4200  * @file: drm file
4201  *
4202  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4203  * and an array of u64 key, value pair properties.
4204  *
4205  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4206  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4207  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4208  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4209  *
4210  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4211  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4212  *
4213  * Most of the implementation details are handled by
4214  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4215  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4216  *
4217  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4218  * error code on failure.
4219  */
4220 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4221                          struct drm_file *file)
4222 {
4223         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4224         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4225         struct intel_gt *gt;
4226         struct perf_open_properties props;
4227         u32 known_open_flags;
4228         int ret;
4229
4230         if (!perf->i915)
4231                 return -ENOTSUPP;
4232
4233         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4234                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4235                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4236         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4237                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4238                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4239                 return -EINVAL;
4240         }
4241
4242         ret = read_properties_unlocked(perf,
4243                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4244                                        param->num_properties,
4245                                        &props);
4246         if (ret)
4247                 return ret;
4248
4249         gt = props.engine->gt;
4250
4251         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4252         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4253         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4254
4255         return ret;
4256 }
4257
4258 /**
4259  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4260  * @i915: i915 device instance
4261  *
4262  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4263  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4264  * used to open an i915-perf stream.
4265  */
4266 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4267 {
4268         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4269         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4270
4271         if (!perf->i915)
4272                 return;
4273
4274         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4275          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4276          * being exposed to userspace.
4277          */
4278         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4279
4280         perf->metrics_kobj =
4281                 kobject_create_and_add("metrics",
4282                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4283
4284         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4285 }
4286
4287 /**
4288  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4289  * @i915: i915 device instance
4290  *
4291  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4292  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4293  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4294  * remaining state in i915_perf_fini().
4295  */
4296 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4297 {
4298         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4299
4300         if (!perf->metrics_kobj)
4301                 return;
4302
4303         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4304         perf->metrics_kobj = NULL;
4305 }
4306
4307 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4308 {
4309         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4310                 EU_PERF_CNTL0,
4311                 EU_PERF_CNTL1,
4312                 EU_PERF_CNTL2,
4313                 EU_PERF_CNTL3,
4314                 EU_PERF_CNTL4,
4315                 EU_PERF_CNTL5,
4316                 EU_PERF_CNTL6,
4317         };
4318         int i;
4319
4320         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4321                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4322                         return true;
4323         }
4324         return false;
4325 }
4326
4327 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4328 {
4329         while (table->start || table->end) {
4330                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4331                         return true;
4332
4333                 table++;
4334         }
4335
4336         return false;
4337 }
4338
4339 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4340         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4341
4342 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4343         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4344         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4345         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4346         {}
4347 };
4348
4349 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4350         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4351         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4352         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4353         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4354         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4355         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4356         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4357         {}
4358 };
4359
4360 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4361         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4362         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4363         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4364         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4365         {}
4366 };
4367
4368 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4369         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4370         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4371         {}
4372 };
4373
4374 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4375         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4376         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4377         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4378         {}
4379 };
4380
4381 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4382         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4383         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4384         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4385         {}
4386 };
4387
4388 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4389         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4390         {}
4391 };
4392
4393 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4394         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4395         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4396         {}
4397 };
4398
4399 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4400         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4401         {}
4402 };
4403
4404 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4405         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4406         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4407         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4408         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4409         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4410         {}
4411 };
4412
4413 /*
4414  * Ref: 14010536224:
4415  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4416  */
4417 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4418         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4419         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4420         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4421         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4422         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4423         {}
4424 };
4425
4426 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4427 {
4428         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4429 }
4430
4431 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4432 {
4433         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4434                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4435 }
4436
4437 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4438 {
4439         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4440                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4441                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4442 }
4443
4444 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4445 {
4446         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4447                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4448 }
4449
4450 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4451 {
4452         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4453                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4454 }
4455
4456 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4457 {
4458         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4459 }
4460
4461 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4462 {
4463         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4464             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4465                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4466
4467         return false;
4468 }
4469
4470 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4471 {
4472         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4473                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4474                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4475 }
4476
4477 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4478 {
4479         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4480                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4481         else
4482                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4483 }
4484
4485 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4486 {
4487         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4488          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4489          * programmed by userspace doesn't change this.
4490          */
4491         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4492                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4493
4494         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4495          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4496          * configs.
4497          */
4498         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4499                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4500
4501         return val;
4502 }
4503
4504 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4505                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4506                                          u32 __user *regs,
4507                                          u32 n_regs)
4508 {
4509         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4510         int err;
4511         u32 i;
4512
4513         if (!n_regs)
4514                 return NULL;
4515
4516         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4517         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4518         if (!is_valid)
4519                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4520
4521         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4522         if (!oa_regs)
4523                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4524
4525         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4526                 u32 addr, value;
4527
4528                 err = get_user(addr, regs);
4529                 if (err)
4530                         goto addr_err;
4531
4532                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4533                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4534                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4535                         err = -EINVAL;
4536                         goto addr_err;
4537                 }
4538
4539                 err = get_user(value, regs + 1);
4540                 if (err)
4541                         goto addr_err;
4542
4543                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4544                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4545
4546                 regs += 2;
4547         }
4548
4549         return oa_regs;
4550
4551 addr_err:
4552         kfree(oa_regs);
4553         return ERR_PTR(err);
4554 }
4555
4556 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4557                                struct kobj_attribute *attr,
4558                                char *buf)
4559 {
4560         struct i915_oa_config *oa_config =
4561                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4562
4563         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4564 }
4565
4566 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4567                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4568 {
4569         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4570         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4571         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4572         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4573         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4574
4575         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4576         oa_config->attrs[1] = NULL;
4577
4578         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4579         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4580
4581         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4582                                   &oa_config->sysfs_metric);
4583 }
4584
4585 /**
4586  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4587  * @dev: drm device
4588  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4589  *        userspace (unvalidated)
4590  * @file: drm file
4591  *
4592  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4593  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4594  *
4595  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4596  * or a negative error code on failure.
4597  */
4598 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4599                                struct drm_file *file)
4600 {
4601         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4602         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4603         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4604         struct i915_oa_reg *regs;
4605         int err, id;
4606
4607         if (!perf->i915)
4608                 return -ENOTSUPP;
4609
4610         if (!perf->metrics_kobj) {
4611                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4612                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4613                 return -EINVAL;
4614         }
4615
4616         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4617                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4618                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4619                 return -EACCES;
4620         }
4621
4622         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4623             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4624             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4625                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4626                         "No OA registers given\n");
4627                 return -EINVAL;
4628         }
4629
4630         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4631         if (!oa_config) {
4632                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4633                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4634                 return -ENOMEM;
4635         }
4636
4637         oa_config->perf = perf;
4638         kref_init(&oa_config->ref);
4639
4640         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4641                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4642                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4643                 err = -EINVAL;
4644                 goto reg_err;
4645         }
4646
4647         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4648          * kzalloc.
4649          */
4650         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4651
4652         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4653         regs = alloc_oa_regs(perf,
4654                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4655                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4656                              args->n_mux_regs);
4657
4658         if (IS_ERR(regs)) {
4659                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4660                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4661                 err = PTR_ERR(regs);
4662                 goto reg_err;
4663         }
4664         oa_config->mux_regs = regs;
4665
4666         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4667         regs = alloc_oa_regs(perf,
4668                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4669                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4670                              args->n_boolean_regs);
4671
4672         if (IS_ERR(regs)) {
4673                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4674                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4675                 err = PTR_ERR(regs);
4676                 goto reg_err;
4677         }
4678         oa_config->b_counter_regs = regs;
4679
4680         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4681                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4682                         err = -EINVAL;
4683                         goto reg_err;
4684                 }
4685         } else {
4686                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4687                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4688                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4689                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4690                                      args->n_flex_regs);
4691
4692                 if (IS_ERR(regs)) {
4693                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4694                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4695                         err = PTR_ERR(regs);
4696                         goto reg_err;
4697                 }
4698                 oa_config->flex_regs = regs;
4699         }
4700
4701         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4702         if (err)
4703                 goto reg_err;
4704
4705         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4706          * too costly.
4707          */
4708         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4709                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4710                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4711                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4712                         err = -EADDRINUSE;
4713                         goto sysfs_err;
4714                 }
4715         }
4716
4717         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4718         if (err) {
4719                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4720                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4721                 goto sysfs_err;
4722         }
4723
4724         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4725         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4726                                   oa_config, 2,
4727                                   0, GFP_KERNEL);
4728         if (oa_config->id < 0) {
4729                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4730                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4731                 err = oa_config->id;
4732                 goto sysfs_err;
4733         }
4734         id = oa_config->id;
4735
4736         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4737                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4738         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4739
4740         return id;
4741
4742 sysfs_err:
4743         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4744 reg_err:
4745         i915_oa_config_put(oa_config);
4746         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4747                 "Failed to add new OA config\n");
4748         return err;
4749 }
4750
4751 /**
4752  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4753  * @dev: drm device
4754  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4755  * @file: drm file
4756  *
4757  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4758  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4759  *
4760  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4761  */
4762 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4763                                   struct drm_file *file)
4764 {
4765         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4766         u64 *arg = data;
4767         struct i915_oa_config *oa_config;
4768         int ret;
4769
4770         if (!perf->i915)
4771                 return -ENOTSUPP;
4772
4773         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4774                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4775                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4776                 return -EACCES;
4777         }
4778
4779         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4780         if (ret)
4781                 return ret;
4782
4783         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4784         if (!oa_config) {
4785                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4786                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4787                 ret = -ENOENT;
4788                 goto err_unlock;
4789         }
4790
4791         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4792
4793         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4794
4795         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4796
4797         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4798
4799         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4800                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4801
4802         i915_oa_config_put(oa_config);
4803
4804         return 0;
4805
4806 err_unlock:
4807         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4808         return ret;
4809 }
4810
4811 static struct ctl_table oa_table[] = {
4812         {
4813          .procname = "perf_stream_paranoid",
4814          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4815          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4816          .mode = 0644,
4817          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4818          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4819          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4820          },
4821         {
4822          .procname = "oa_max_sample_rate",
4823          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4824          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4825          .mode = 0644,
4826          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4827          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4828          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4829          },
4830         {}
4831 };
4832
4833 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4834 {
4835         return 1;
4836 }
4837
4838 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4839 {
4840         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4841                 /*
4842                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4843                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4844                  */
4845                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4846                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4847
4848                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4849         }
4850
4851         return PERF_GROUP_INVALID;
4852 }
4853
4854 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4855 {
4856         switch (engine->class) {
4857         case RENDER_CLASS:
4858                 return PERF_GROUP_OAG;
4859
4860         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4861         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4862                 return __oam_engine_group(engine);
4863
4864         default:
4865                 return PERF_GROUP_INVALID;
4866         }
4867 }
4868
4869 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4870 {
4871         return (struct i915_perf_regs) {
4872                 base,
4873                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4874                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4875                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4876                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4877                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4878                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4879                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4880                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4881         };
4882 }
4883
4884 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4885 {
4886         return (struct i915_perf_regs) {
4887                 0,
4888                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4889                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4890                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4891                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4892                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4893                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4894                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4895                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4896         };
4897 }
4898
4899 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4900 {
4901         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4902
4903         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4904                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4905
4906                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4907                 if (g->num_engines == 0)
4908                         continue;
4909
4910                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4911                         g->regs = __oag_regs();
4912                         g->type = TYPE_OAG;
4913                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4914                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4915                         g->type = TYPE_OAM;
4916                 }
4917         }
4918 }
4919
4920 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4921 {
4922         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4923         struct intel_engine_cs *engine;
4924         struct i915_perf_group *g;
4925         intel_engine_mask_t tmp;
4926
4927         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4928         if (!g)
4929                 return -ENOMEM;
4930
4931         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
4932                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
4933
4934                 engine->oa_group = NULL;
4935                 if (index < num_groups) {
4936                         g[index].num_engines++;
4937                         engine->oa_group = &g[index];
4938                 }
4939         }
4940
4941         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
4942         gt->perf.group = g;
4943
4944         oa_init_groups(gt);
4945
4946         return 0;
4947 }
4948
4949 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
4950 {
4951         struct intel_gt *gt;
4952         int i, ret;
4953
4954         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
4955                 ret = oa_init_gt(gt);
4956                 if (ret)
4957                         return ret;
4958         }
4959
4960         return 0;
4961 }
4962
4963 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
4964 {
4965         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
4966         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
4967
4968         switch (platform) {
4969         case INTEL_HASWELL:
4970                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4971                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4972                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
4973                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
4974                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
4975                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
4976                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
4977                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
4978                 break;
4979
4980         case INTEL_BROADWELL:
4981         case INTEL_CHERRYVIEW:
4982         case INTEL_SKYLAKE:
4983         case INTEL_BROXTON:
4984         case INTEL_KABYLAKE:
4985         case INTEL_GEMINILAKE:
4986         case INTEL_COFFEELAKE:
4987         case INTEL_COMETLAKE:
4988         case INTEL_ICELAKE:
4989         case INTEL_ELKHARTLAKE:
4990         case INTEL_JASPERLAKE:
4991         case INTEL_TIGERLAKE:
4992         case INTEL_ROCKETLAKE:
4993         case INTEL_DG1:
4994         case INTEL_ALDERLAKE_S:
4995         case INTEL_ALDERLAKE_P:
4996                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
4997                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
4998                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
4999                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5000                 break;
5001
5002         case INTEL_DG2:
5003                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5004                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5005                 break;
5006
5007         case INTEL_METEORLAKE:
5008                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5009                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5010                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5011                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5012                 break;
5013
5014         default:
5015                 MISSING_CASE(platform);
5016         }
5017 }
5018
5019 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5020 {
5021         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5022
5023         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5024         case 8:
5025                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5026                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5027                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5028                 break;
5029         case 9:
5030                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5031                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5032                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5033                 break;
5034         case 11:
5035                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5036                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5037                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5038                 break;
5039         case 12:
5040                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5041                 /*
5042                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5043                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5044                  */
5045                 break;
5046         default:
5047                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5048         }
5049 }
5050
5051 /**
5052  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5053  * @i915: i915 device instance
5054  *
5055  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5056  *
5057  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5058  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5059  */
5060 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5061 {
5062         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5063
5064         perf->oa_formats = oa_formats;
5065         if (IS_HASWELL(i915)) {
5066                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5067                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5068                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5069                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5070                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5071                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5072                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5073                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5074                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5075         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5076                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5077                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5078                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5079                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5080                  * execlist mode by default.
5081                  */
5082                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5083                 i915_perf_init_info(i915);
5084
5085                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5086                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5087                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5088                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5089                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5090                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5091                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5092
5093                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5094                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5095                                         chv_is_valid_mux_addr;
5096                         }
5097
5098                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5099                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5100                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5101                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5102                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5103                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5104                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5105                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5106                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5107                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5108                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5109                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5110
5111                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5112                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5113                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5114                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5115                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5116                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5117                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5118                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5119                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5120                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5121                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5122                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5123                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5124                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5125
5126                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5127                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5128                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5129                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5130                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5131                 }
5132         }
5133
5134         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5135                 struct intel_gt *gt;
5136                 int i, ret;
5137
5138                 for_each_gt(gt, i915, i)
5139                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5140
5141                 /* Choose a representative limit */
5142                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5143
5144                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5145                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5146
5147                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5148                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5149                  * forward to userspace.
5150                  *
5151                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5152                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5153                  * would ever see.
5154                  *
5155                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5156                  */
5157                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5158                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5159                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5160                  * warning for throttling.
5161                  */
5162                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5163                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5164
5165                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5166                                      5 * HZ, 10);
5167                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5168                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5169
5170                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5171                              500 * 1000 /* 500us */);
5172
5173                 perf->i915 = i915;
5174
5175                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5176                 if (ret) {
5177                         drm_err(&i915->drm,
5178                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5179                         return ret;
5180                 }
5181
5182                 oa_init_supported_formats(perf);
5183         }
5184
5185         return 0;
5186 }
5187
5188 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5189 {
5190         i915_oa_config_put(p);
5191         return 0;
5192 }
5193
5194 int i915_perf_sysctl_register(void)
5195 {
5196         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5197         return 0;
5198 }
5199
5200 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5201 {
5202         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5203 }
5204
5205 /**
5206  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5207  * @i915: i915 device instance
5208  */
5209 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5210 {
5211         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5212         struct intel_gt *gt;
5213         int i;
5214
5215         if (!perf->i915)
5216                 return;
5217
5218         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5219                 kfree(gt->perf.group);
5220
5221         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5222         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5223
5224         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5225         perf->i915 = NULL;
5226 }
5227
5228 /**
5229  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5230  * @i915: The i915 device
5231  *
5232  * This version number is used by userspace to detect available features.
5233  */
5234 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5235 {
5236         /*
5237          * 1: Initial version
5238          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5239          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5240          *
5241          * 2: Added runtime modification of OA config.
5242          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5243          *
5244          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5245          *    preemption on a particular context so that performance data is
5246          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5247          *    OA buffer.
5248          *
5249          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5250          *    be run for the duration of the performance recording based on
5251          *    their SSEU configuration.
5252          *
5253          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5254          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5255          *
5256          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5257          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5258          *
5259          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5260          */
5261
5262         /*
5263          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5264          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5265          * to indicate that OA media is not supported.
5266          */
5267         if (IS_MEDIA_GT_IP_STEP(i915->media_gt, IP_VER(13, 0), STEP_A0, STEP_C0) &&
5268             intel_check_bios_c6_setup(&i915->media_gt->rc6))
5269                 return 6;
5270
5271         return 7;
5272 }
5273
5274 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5275 #include "selftests/i915_perf.c"
5276 #endif