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