]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_perf.c
Merge branch 'for-6.9/amd-sfh' into for-linus
[linux.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 <[email protected]>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/nospec.h>
196 #include <linux/sizes.h>
197 #include <linux/uuid.h>
198
199 #include "gem/i915_gem_context.h"
200 #include "gem/i915_gem_internal.h"
201 #include "gt/intel_engine_pm.h"
202 #include "gt/intel_engine_regs.h"
203 #include "gt/intel_engine_user.h"
204 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
205 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
206 #include "gt/intel_gt.h"
207 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
208 #include "gt/intel_gt_mcr.h"
209 #include "gt/intel_gt_print.h"
210 #include "gt/intel_gt_regs.h"
211 #include "gt/intel_lrc.h"
212 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
213 #include "gt/intel_rc6.h"
214 #include "gt/intel_ring.h"
215 #include "gt/uc/intel_guc_slpc.h"
216
217 #include "i915_drv.h"
218 #include "i915_file_private.h"
219 #include "i915_perf.h"
220 #include "i915_perf_oa_regs.h"
221 #include "i915_reg.h"
222
223 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
224  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
225  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
226  */
227 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
228
229 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
230
231 /**
232  * DOC: OA Tail Pointer Race
233  *
234  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
235  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
236  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
237  * CPU).
238  *
239  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
240  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
241  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
242  * redundant read() attempts.
243  *
244  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
245  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
246  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
247  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
248  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
249  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
250  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
251  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
252  *
253  * Most of the implementation details for this workaround are in
254  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
255  *
256  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
257  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
258  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
259  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
260  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
261  * enabled without any periodic sampling.
262  */
263 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
264 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
265
266 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
267  * reports to the circular OA buffer...
268  */
269 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
270 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
271
272 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
273 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
274
275 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
276  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
277  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
278  *
279  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
280  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
281  * overflow in OA report timestamps.
282  */
283 #define OA_EXPONENT_MAX 31
284
285 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
286
287 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
288 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
289 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
290 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
291 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
292 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
293 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
294
295 #define HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) (GRAPHICS_VER_FULL(i915) >= IP_VER(12, 50))
296
297 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
298  *
299  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
300  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
301  *
302  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
303  */
304 static int oa_sample_rate_hard_limit;
305
306 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
307  * allow that by default unless root...
308  *
309  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
310  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
311  */
312 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
313
314 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
315  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
316  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
317  */
318 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
319         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
320         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
321         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
322         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
323         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
324         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
325         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
326         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
327         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
328         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
329         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
330         [I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
331         [I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
332         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8]        = { 1, 192, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
333         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8]        = { 2, 128, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
334 };
335
336 static const u32 mtl_oa_base[] = {
337         [PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0] = 0x393000,
338 };
339
340 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
341
342 /**
343  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
344  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
345  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
346  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
347  *                   context
348  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
349  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
350  * @oa_format: An OA unit HW report format
351  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
352  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
353  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
354  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
355  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
356  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
357  *        (see get_default_sseu_config())
358  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
359  * data availability
360  *
361  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
362  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
363  * which starts out zero initialized.
364  */
365 struct perf_open_properties {
366         u32 sample_flags;
367
368         u64 single_context:1;
369         u64 hold_preemption:1;
370         u64 ctx_handle;
371
372         /* OA sampling state */
373         int metrics_set;
374         int oa_format;
375         bool oa_periodic;
376         int oa_period_exponent;
377
378         struct intel_engine_cs *engine;
379
380         bool has_sseu;
381         struct intel_sseu sseu;
382
383         u64 poll_oa_period;
384 };
385
386 struct i915_oa_config_bo {
387         struct llist_node node;
388
389         struct i915_oa_config *oa_config;
390         struct i915_vma *vma;
391 };
392
393 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
394
395 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
396
397 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
398 {
399         struct i915_oa_config *oa_config =
400                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
401
402         kfree(oa_config->flex_regs);
403         kfree(oa_config->b_counter_regs);
404         kfree(oa_config->mux_regs);
405
406         kfree_rcu(oa_config, rcu);
407 }
408
409 struct i915_oa_config *
410 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
411 {
412         struct i915_oa_config *oa_config;
413
414         rcu_read_lock();
415         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
416         if (oa_config)
417                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
418         rcu_read_unlock();
419
420         return oa_config;
421 }
422
423 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
424 {
425         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
426         i915_vma_put(oa_bo->vma);
427         kfree(oa_bo);
428 }
429
430 static inline const
431 struct i915_perf_regs *__oa_regs(struct i915_perf_stream *stream)
432 {
433         return &stream->engine->oa_group->regs;
434 }
435
436 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
437 {
438         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
439
440         return intel_uncore_read(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr) &
441                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
442 }
443
444 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
445 {
446         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
447
448         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
449 }
450
451 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
452 {
453         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
454         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
455
456         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
457 }
458
459 #define oa_report_header_64bit(__s) \
460         ((__s)->oa_buffer.format->header == HDR_64_BIT)
461
462 static u64 oa_report_id(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
463 {
464         return oa_report_header_64bit(stream) ? *(u64 *)report : *(u32 *)report;
465 }
466
467 static u64 oa_report_reason(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
468 {
469         return (oa_report_id(stream, report) >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
470                (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
471                 OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
472                 OAREPORT_REASON_MASK);
473 }
474
475 static void oa_report_id_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
476 {
477         if (oa_report_header_64bit(stream))
478                 *(u64 *)report = 0;
479         else
480                 *report = 0;
481 }
482
483 static bool oa_report_ctx_invalid(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
484 {
485         return !(oa_report_id(stream, report) &
486                stream->perf->gen8_valid_ctx_bit);
487 }
488
489 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
490 {
491         return oa_report_header_64bit(stream) ?
492                 *((u64 *)report + 1) :
493                 *((u32 *)report + 1);
494 }
495
496 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
497 {
498         if (oa_report_header_64bit(stream))
499                 *(u64 *)&report[2] = 0;
500         else
501                 report[1] = 0;
502 }
503
504 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
505 {
506         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
507
508         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
509 }
510
511 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
512 {
513         if (oa_report_header_64bit(stream))
514                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
515         else
516                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
517 }
518
519 /**
520  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
521  * @stream: i915 stream instance
522  *
523  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
524  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
525  * if there is data available for userspace to read.
526  *
527  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
528  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
529  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
530  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
531  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
532  *
533  * Besides returning true when there is data available to read() this function
534  * also updates the tail in the oa_buffer object.
535  *
536  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
537  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
538  * can't be modified.
539  *
540  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
541  */
542 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
543 {
544         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
545         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
546         u32 tail, hw_tail;
547         unsigned long flags;
548         bool pollin;
549         u32 partial_report_size;
550
551         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
552          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
553          * tail state.
554          */
555         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
556
557         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
558         hw_tail -= gtt_offset;
559
560         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
561          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
562          * potentially partially landed report in the OA buffer
563          */
564         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
565         partial_report_size %= report_size;
566
567         /* Subtract partial amount off the tail */
568         hw_tail = OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
569
570         tail = hw_tail;
571
572         /* Walk the stream backward until we find a report with report
573          * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
574          * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
575          * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
576          * landed in memory before the report id and timestamp of the
577          * following report have effectively landed.
578          *
579          * This is assuming that the writes of the OA unit land in
580          * memory in the order they were written to.
581          * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
582          */
583         while (OA_TAKEN(tail, stream->oa_buffer.tail) >= report_size) {
584                 void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
585
586                 if (oa_report_id(stream, report) ||
587                     oa_timestamp(stream, report))
588                         break;
589
590                 tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
591         }
592
593         if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
594             __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
595                 drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
596                            "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
597                  stream->oa_buffer.head, tail, hw_tail);
598
599         stream->oa_buffer.tail = tail;
600
601         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail,
602                           stream->oa_buffer.head) >= report_size;
603
604         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
605
606         return pollin;
607 }
608
609 /**
610  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
611  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
612  * @buf: destination buffer given by userspace
613  * @count: the number of bytes userspace wants to read
614  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
615  * @type: The kind of status to report to userspace
616  *
617  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
618  * into the userspace read() buffer.
619  *
620  * The @buf @offset will only be updated on success.
621  *
622  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
623  */
624 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
625                             char __user *buf,
626                             size_t count,
627                             size_t *offset,
628                             enum drm_i915_perf_record_type type)
629 {
630         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
631
632         if ((count - *offset) < header.size)
633                 return -ENOSPC;
634
635         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
636                 return -EFAULT;
637
638         (*offset) += header.size;
639
640         return 0;
641 }
642
643 /**
644  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
645  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
646  * @buf: destination buffer given by userspace
647  * @count: the number of bytes userspace wants to read
648  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
649  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
650  *
651  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
652  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
653  * function copies the requested components of a single sample to the given
654  * read() @buf.
655  *
656  * The @buf @offset will only be updated on success.
657  *
658  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
659  */
660 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
661                             char __user *buf,
662                             size_t count,
663                             size_t *offset,
664                             const u8 *report)
665 {
666         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
667         struct drm_i915_perf_record_header header;
668         int report_size_partial;
669         u8 *oa_buf_end;
670
671         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
672         header.pad = 0;
673         header.size = stream->sample_size;
674
675         if ((count - *offset) < header.size)
676                 return -ENOSPC;
677
678         buf += *offset;
679         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
680                 return -EFAULT;
681         buf += sizeof(header);
682
683         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
684         report_size_partial = oa_buf_end - report;
685
686         if (report_size_partial < report_size) {
687                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
688                         return -EFAULT;
689                 buf += report_size_partial;
690
691                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
692                                  report_size - report_size_partial))
693                         return -EFAULT;
694         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
695                 return -EFAULT;
696         }
697
698         (*offset) += header.size;
699
700         return 0;
701 }
702
703 /**
704  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
705  *                          userspace read() buffer.
706  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
707  * @buf: destination buffer given by userspace
708  * @count: the number of bytes userspace wants to read
709  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
710  *
711  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
712  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
713  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
714  * to decide if the error should be squashed before returning to
715  * userspace.
716  *
717  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
718  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
719  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
720  * Gen PRM naming convention.
721  *
722  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
723  */
724 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
725                                   char __user *buf,
726                                   size_t count,
727                                   size_t *offset)
728 {
729         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
730         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
731         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
732         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
733         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
734         size_t start_offset = *offset;
735         unsigned long flags;
736         u32 head, tail;
737         int ret = 0;
738
739         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
740                 return -EIO;
741
742         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
743
744         head = stream->oa_buffer.head;
745         tail = stream->oa_buffer.tail;
746
747         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
748
749         /*
750          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
751          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
752          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
753          * only be incremented by multiples of the report size.
754          */
755         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
756                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
757                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
758                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
759                           head, tail))
760                 return -EIO;
761
762
763         for (/* none */;
764              OA_TAKEN(tail, head);
765              head = (head + report_size) & mask) {
766                 u8 *report = oa_buf_base + head;
767                 u32 *report32 = (void *)report;
768                 u32 ctx_id;
769                 u64 reason;
770
771                 /*
772                  * The reason field includes flags identifying what
773                  * triggered this specific report (mostly timer
774                  * triggered or e.g. due to a context switch).
775                  */
776                 reason = oa_report_reason(stream, report);
777                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
778
779                 /*
780                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
781                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
782                  * filtering below...
783                  *
784                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
785                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
786                  *
787                  * Update:
788                  *
789                  * On XEHP platforms the behavior of context id valid bit has
790                  * changed compared to prior platforms. To describe this, we
791                  * define a few terms:
792                  *
793                  * context-switch-report: This is a report with the reason type
794                  * being context-switch. It is generated when a context switches
795                  * out.
796                  *
797                  * context-valid-bit: A bit that is set in the report ID field
798                  * to indicate that a valid context has been loaded.
799                  *
800                  * gpu-idle: A condition characterized by a
801                  * context-switch-report with context-valid-bit set to 0.
802                  *
803                  * On prior platforms, context-id-valid bit is set to 0 only
804                  * when GPU goes idle. In all other reports, it is set to 1.
805                  *
806                  * On XEHP platforms, context-valid-bit is set to 1 in a context
807                  * switch report if a new context switched in. For all other
808                  * reports it is set to 0.
809                  *
810                  * This change in behavior causes an issue with MMIO triggered
811                  * reports. MMIO triggered reports have the markers in the
812                  * context ID field and the context-valid-bit is 0. The logic
813                  * below to squash the context ID would render the report
814                  * useless since the user will not be able to find it in the OA
815                  * buffer. Since MMIO triggered reports exist only on XEHP,
816                  * we should avoid squashing these for XEHP platforms.
817                  */
818
819                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report) &&
820                     GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) < IP_VER(12, 50)) {
821                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
822                         oa_context_id_squash(stream, report32);
823                 }
824
825                 /*
826                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
827                  * off for a specific context and the kernel can't securely
828                  * stop the counters from updating as system-wide / global
829                  * values.
830                  *
831                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
832                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
833                  * automatically subtract/hide counter progress for other
834                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
835                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
836                  * provide a side-band view of the real values.
837                  *
838                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
839                  * to normalize counters for a single filtered context then it
840                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
841                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
842                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
843                  * associated with other contexts. Note that the hardware
844                  * automatically triggers reports when switching to a new
845                  * context which are tagged with the ID of the newly active
846                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
847                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
848                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
849                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
850                  * all.
851                  *
852                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
853                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
854                  * identify a switch before any 'context switch' report.
855                  */
856                 if (!stream->ctx ||
857                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
858                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
859                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
860
861                         /*
862                          * While filtering for a single context we avoid
863                          * leaking the IDs of other contexts.
864                          */
865                         if (stream->ctx &&
866                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
867                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
868                         }
869
870                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
871                                                report);
872                         if (ret)
873                                 break;
874
875                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
876                 }
877
878                 if (is_power_of_2(report_size)) {
879                         /*
880                          * Clear out the report id and timestamp as a means
881                          * to detect unlanded reports.
882                          */
883                         oa_report_id_clear(stream, report32);
884                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
885                 } else {
886                         u8 *oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr +
887                                          OA_BUFFER_SIZE;
888                         u32 part = oa_buf_end - (u8 *)report32;
889
890                         /* Zero out the entire report */
891                         if (report_size <= part) {
892                                 memset(report32, 0, report_size);
893                         } else {
894                                 memset(report32, 0, part);
895                                 memset(oa_buf_base, 0, report_size - part);
896                         }
897                 }
898         }
899
900         if (start_offset != *offset) {
901                 i915_reg_t oaheadptr;
902
903                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
904                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
905                             GEN8_OAHEADPTR;
906
907                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
908
909                 /*
910                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
911                  * relative to oa_buf_base so put back here...
912                  */
913                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
914                                    (head + gtt_offset) & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
915                 stream->oa_buffer.head = head;
916
917                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
918         }
919
920         return ret;
921 }
922
923 /**
924  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
925  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
926  * @buf: destination buffer given by userspace
927  * @count: the number of bytes userspace wants to read
928  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
929  *
930  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
931  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
932  * initiate appending any buffered OA reports.
933  *
934  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
935  * the userspace buffer.
936  *
937  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
938  * even if an error is returned, and this is reflected in the
939  * updated @offset.
940  *
941  * Returns: zero on success or a negative error code
942  */
943 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
944                         char __user *buf,
945                         size_t count,
946                         size_t *offset)
947 {
948         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
949         u32 oastatus;
950         i915_reg_t oastatus_reg;
951         int ret;
952
953         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
954                 return -EIO;
955
956         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
957                        __oa_regs(stream)->oa_status :
958                        GEN8_OASTATUS;
959
960         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
961
962         /*
963          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
964          *
965          * Although theoretically we could handle this more gracefully
966          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
967          * automatically triggered reports in this condition and so we
968          * have to assume that old reports are now being trampled
969          * over.
970          *
971          * Considering how we don't currently give userspace control
972          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
973          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
974          * that something has gone quite badly wrong.
975          */
976         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
977                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
978                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
979                 if (ret)
980                         return ret;
981
982                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
983                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
984                         stream->period_exponent);
985
986                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
987                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
988
989                 /*
990                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
991                  * reset GEN8_OASTATUS for us
992                  */
993                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
994         }
995
996         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
997                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
998                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
999                 if (ret)
1000                         return ret;
1001
1002                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
1003                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
1004                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
1005                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
1006                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
1007                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
1008         }
1009
1010         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1011 }
1012
1013 /**
1014  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
1015  *                          userspace read() buffer.
1016  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1017  * @buf: destination buffer given by userspace
1018  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1019  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1020  *
1021  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
1022  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1023  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1024  * to decide if the error should be squashed before returning to
1025  * userspace.
1026  *
1027  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1028  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1029  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1030  * Gen PRM naming convention.
1031  *
1032  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1033  */
1034 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1035                                   char __user *buf,
1036                                   size_t count,
1037                                   size_t *offset)
1038 {
1039         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1040         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1041         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1042         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1043         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1044         size_t start_offset = *offset;
1045         unsigned long flags;
1046         u32 head, tail;
1047         int ret = 0;
1048
1049         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1050                 return -EIO;
1051
1052         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1053
1054         head = stream->oa_buffer.head;
1055         tail = stream->oa_buffer.tail;
1056
1057         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1058
1059         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1060          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1061          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1062          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1063          * all a power of two).
1064          */
1065         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1066                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1067                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1068                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1069                           head, tail))
1070                 return -EIO;
1071
1072
1073         for (/* none */;
1074              OA_TAKEN(tail, head);
1075              head = (head + report_size) & mask) {
1076                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1077                 u32 *report32 = (void *)report;
1078
1079                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1080                  * size so we never expect to see a report split
1081                  * between the beginning and end of the buffer.
1082                  *
1083                  * Given the initial alignment check a misalignment
1084                  * here would imply a driver bug that would result
1085                  * in an overrun.
1086                  */
1087                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1088                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1089                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1090                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1091                         break;
1092                 }
1093
1094                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1095                  * some undocumented flags related to what triggered
1096                  * the report and is never expected to be zero so we
1097                  * can check that the report isn't invalid before
1098                  * copying it to userspace...
1099                  */
1100                 if (report32[0] == 0) {
1101                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1102                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1103                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1104                         continue;
1105                 }
1106
1107                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1108                 if (ret)
1109                         break;
1110
1111                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1112                  * reports.
1113                  */
1114                 report32[0] = 0;
1115                 report32[1] = 0;
1116         }
1117
1118         if (start_offset != *offset) {
1119                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1120
1121                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1122                                    ((head + gtt_offset) & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1123                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1124                 stream->oa_buffer.head = head;
1125
1126                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1127         }
1128
1129         return ret;
1130 }
1131
1132 /**
1133  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1134  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1135  * @buf: destination buffer given by userspace
1136  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1137  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1138  *
1139  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1140  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1141  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1142  *
1143  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1144  * the userspace buffer.
1145  *
1146  * Returns: zero on success or a negative error code
1147  */
1148 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1149                         char __user *buf,
1150                         size_t count,
1151                         size_t *offset)
1152 {
1153         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1154         u32 oastatus1;
1155         int ret;
1156
1157         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1158                 return -EIO;
1159
1160         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1161
1162         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1163          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1164          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1165          * that have already been reported to userspace.
1166          */
1167         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1168
1169         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1170          *
1171          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1172          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1173          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1174          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1175          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1176          *   the state again.
1177          *
1178          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1179          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1180          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1181          *   are being written to cleared memory.
1182          *
1183          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1184          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1185          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1186          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1187          *   now.
1188          */
1189         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1190                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1191                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1192                 if (ret)
1193                         return ret;
1194
1195                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1196                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1197                         stream->period_exponent);
1198
1199                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1200                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1201
1202                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1203         }
1204
1205         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1206                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1207                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1208                 if (ret)
1209                         return ret;
1210                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1211                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1212         }
1213
1214         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1215 }
1216
1217 /**
1218  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1219  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1220  *
1221  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1222  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1223  * OA buffer and wakes us.
1224  *
1225  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1226  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1227  * really data ready for userspace yet.
1228  *
1229  * Returns: zero on success or a negative error code
1230  */
1231 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1232 {
1233         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1234         if (!stream->periodic)
1235                 return -EIO;
1236
1237         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1238                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1239 }
1240
1241 /**
1242  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1243  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1244  * @file: An i915 perf stream file
1245  * @wait: poll() state table
1246  *
1247  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1248  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1249  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1250  */
1251 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1252                               struct file *file,
1253                               poll_table *wait)
1254 {
1255         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1256 }
1257
1258 /**
1259  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1260  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1261  * @buf: destination buffer given by userspace
1262  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1263  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1264  *
1265  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1266  * the userspace buffer.
1267  *
1268  * Returns: zero on success or a negative error code
1269  */
1270 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1271                         char __user *buf,
1272                         size_t count,
1273                         size_t *offset)
1274 {
1275         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1276 }
1277
1278 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1279 {
1280         struct i915_gem_engines_iter it;
1281         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1282         struct intel_context *ce;
1283         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1284         int err = -ENODEV;
1285
1286         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1287                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1288                         continue;
1289
1290                 err = 0;
1291                 break;
1292         }
1293         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1294
1295         if (err)
1296                 return ERR_PTR(err);
1297
1298         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1299 retry:
1300         /*
1301          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1302          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1303          */
1304         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1305         if (err == -EDEADLK) {
1306                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1307                 if (!err)
1308                         goto retry;
1309         }
1310         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1311
1312         if (err)
1313                 return ERR_PTR(err);
1314
1315         stream->pinned_ctx = ce;
1316         return stream->pinned_ctx;
1317 }
1318
1319 static int
1320 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1321 {
1322         u32 *cs, cmd;
1323
1324         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1325         if (GRAPHICS_VER(rq->i915) >= 8)
1326                 cmd++;
1327
1328         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1329         if (IS_ERR(cs))
1330                 return PTR_ERR(cs);
1331
1332         *cs++ = cmd;
1333         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1334         *cs++ = ggtt_offset;
1335         *cs++ = 0;
1336
1337         intel_ring_advance(rq, cs);
1338
1339         return 0;
1340 }
1341
1342 static int
1343 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1344 {
1345         struct i915_request *rq;
1346         int err;
1347
1348         rq = i915_request_create(ce);
1349         if (IS_ERR(rq))
1350                 return PTR_ERR(rq);
1351
1352         i915_request_get(rq);
1353
1354         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1355
1356         i915_request_add(rq);
1357         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1358                 err = -ETIME;
1359
1360         i915_request_put(rq);
1361
1362         return err;
1363 }
1364
1365 static int
1366 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1367 {
1368         struct i915_vma *scratch;
1369         u32 *val;
1370         int err;
1371
1372         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1373         if (IS_ERR(scratch))
1374                 return PTR_ERR(scratch);
1375
1376         err = i915_vma_sync(scratch);
1377         if (err)
1378                 goto err_scratch;
1379
1380         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1381                          i915_ggtt_offset(scratch));
1382         if (err)
1383                 goto err_scratch;
1384
1385         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1386         if (IS_ERR(val)) {
1387                 err = PTR_ERR(val);
1388                 goto err_scratch;
1389         }
1390
1391         *ctx_id = *val;
1392         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1393
1394 err_scratch:
1395         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1396         return err;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1401  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1402  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1403  *
1404  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1405  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1406  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1407  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1408  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1409  */
1410 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1411 {
1412         u32 ctx_id, mask;
1413         int ret;
1414
1415         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1416                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1417                 if (ret)
1418                         return ret;
1419
1420                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1421                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1422         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1423                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1424                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1425
1426                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1427                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1428         } else {
1429                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1430                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1431
1432                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1433                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1434         }
1435         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1436         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1437
1438         return 0;
1439 }
1440
1441 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1442 {
1443         u32 idx = *offset;
1444         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1445         bool found = false;
1446
1447         idx++;
1448         for (; idx < len; idx += 2) {
1449                 if (state[idx] == reg) {
1450                         found = true;
1451                         break;
1452                 }
1453         }
1454
1455         *offset = idx;
1456         return found;
1457 }
1458
1459 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1460 {
1461         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1462         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1463
1464         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1465                 return U32_MAX;
1466
1467         for (offset = 0; offset < len; ) {
1468                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1469                         /*
1470                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1471                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1472                          */
1473                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1474                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1475
1476                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1477                                 break;
1478                 } else {
1479                         offset++;
1480                 }
1481         }
1482
1483         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1484 }
1485
1486 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1487 {
1488         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1489         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1490         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1491
1492         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1493         if (offset)
1494                 goto exit;
1495
1496         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1497         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1498
1499         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1500                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1501                 ce->engine->name, offset);
1502
1503 exit:
1504         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1505 }
1506
1507 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1508 {
1509         return engine->class == RENDER_CLASS;
1510 }
1511
1512 /**
1513  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1514  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1515  *
1516  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1517  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1518  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1519  *
1520  * Returns: zero on success or a negative error code
1521  */
1522 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1523 {
1524         struct intel_context *ce;
1525         int ret = 0;
1526
1527         ce = oa_pin_context(stream);
1528         if (IS_ERR(ce))
1529                 return PTR_ERR(ce);
1530
1531         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1532             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1533                 /*
1534                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1535                  * offset here, just return an error.
1536                  */
1537                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1538                 if (ret) {
1539                         intel_context_unpin(ce);
1540                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1541                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1542                                 stream->engine->name);
1543                         return ret;
1544                 }
1545         }
1546
1547         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1548         case 7: {
1549                 /*
1550                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1551                  * and don't need to use the mask.
1552                  */
1553                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1554                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1555                 break;
1556         }
1557
1558         case 8:
1559         case 9:
1560                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1561                         /*
1562                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1563                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1564                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1565                          * what is put into the context id field of the
1566                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1567                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1568                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1569                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1570                          */
1571                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1572
1573                         /*
1574                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1575                          * ignore that bit.
1576                          */
1577                         stream->specific_ctx_id_mask =
1578                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1579                 } else {
1580                         stream->specific_ctx_id_mask =
1581                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1582                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1583                 }
1584                 break;
1585
1586         case 11:
1587         case 12:
1588                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1589                 break;
1590
1591         default:
1592                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1593         }
1594
1595         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1596
1597         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1598                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1599                 stream->specific_ctx_id,
1600                 stream->specific_ctx_id_mask);
1601
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 /**
1606  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1607  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1608  *
1609  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1610  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1611  */
1612 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1613 {
1614         struct intel_context *ce;
1615
1616         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1617         if (ce) {
1618                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1619                 intel_context_unpin(ce);
1620         }
1621
1622         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1623         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1624 }
1625
1626 static void
1627 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1628 {
1629         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1630                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1631
1632         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1633 }
1634
1635 static void
1636 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1637 {
1638         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1639
1640         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1641         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1642                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1643 }
1644
1645 static void
1646 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1647 {
1648         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1649 }
1650
1651 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1652 {
1653         return engine->oa_group;
1654 }
1655
1656 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1657 {
1658         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1659 }
1660
1661 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1662 {
1663         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1664         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1665         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1666
1667         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1668                 return;
1669
1670         /*
1671          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1672          * the metric set on gen8+.
1673          *
1674          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1675          */
1676         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1677         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1678
1679         free_oa_buffer(stream);
1680
1681         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1682         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1683
1684         if (stream->ctx)
1685                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1686
1687         free_oa_configs(stream);
1688         free_noa_wait(stream);
1689
1690         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1691                 gt_notice(gt, "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1692                           perf->spurious_report_rs.missed);
1693         }
1694 }
1695
1696 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1697 {
1698         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1699         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1700         unsigned long flags;
1701
1702         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1703
1704         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1705          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1706          */
1707         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1708                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1709         stream->oa_buffer.head = 0;
1710
1711         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1712
1713         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1714                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1715
1716         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1717         stream->oa_buffer.tail = 0;
1718
1719         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1720
1721         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1722          * already seen since they can't be cleared while periodic
1723          * sampling is enabled.
1724          */
1725         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1726
1727         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1728          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1729          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1730          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1731          *
1732          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1733          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1734          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1735          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1736          * memory...
1737          */
1738         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1739 }
1740
1741 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1742 {
1743         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1744         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1745         unsigned long flags;
1746
1747         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1748
1749         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1750         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1751         stream->oa_buffer.head = 0;
1752
1753         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1754
1755         /*
1756          * PRM says:
1757          *
1758          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1759          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1760          *  to enable proper functionality of the overflow
1761          *  bit."
1762          */
1763         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1764                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1765         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1766
1767         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1768         stream->oa_buffer.tail = 0;
1769
1770         /*
1771          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1772          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1773          * context.
1774          */
1775         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1776
1777         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1778
1779         /*
1780          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1781          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1782          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1783          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1784          *
1785          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1786          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1787          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1788          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1789          * memory...
1790          */
1791         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1792 }
1793
1794 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1795 {
1796         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1797         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1798         unsigned long flags;
1799
1800         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1801
1802         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1803         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1804                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1805         stream->oa_buffer.head = 0;
1806
1807         /*
1808          * PRM says:
1809          *
1810          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1811          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1812          *  to enable proper functionality of the overflow
1813          *  bit."
1814          */
1815         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1816                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1817         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1818                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1819
1820         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1821         stream->oa_buffer.tail = 0;
1822
1823         /*
1824          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1825          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1826          * context.
1827          */
1828         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1829
1830         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1831
1832         /*
1833          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1834          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1835          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1836          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1837          *
1838          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1839          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1840          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1841          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1842          * memory...
1843          */
1844         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1845                stream->oa_buffer.vma->size);
1846 }
1847
1848 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1849 {
1850         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1851         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1852         struct drm_i915_gem_object *bo;
1853         struct i915_vma *vma;
1854         int ret;
1855
1856         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1857                 return -ENODEV;
1858
1859         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1860         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1861
1862         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1863         if (IS_ERR(bo)) {
1864                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1865                 return PTR_ERR(bo);
1866         }
1867
1868         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1869
1870         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1871         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1872         if (IS_ERR(vma)) {
1873                 ret = PTR_ERR(vma);
1874                 goto err_unref;
1875         }
1876
1877         /*
1878          * PreHSW required 512K alignment.
1879          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1880          */
1881         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1882         if (ret) {
1883                 gt_err(gt, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1884                 goto err_unref;
1885         }
1886
1887         stream->oa_buffer.vma = vma;
1888
1889         stream->oa_buffer.vaddr =
1890                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1891         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1892                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1893                 goto err_unpin;
1894         }
1895
1896         return 0;
1897
1898 err_unpin:
1899         __i915_vma_unpin(vma);
1900
1901 err_unref:
1902         i915_gem_object_put(bo);
1903
1904         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1905         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1906
1907         return ret;
1908 }
1909
1910 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1911                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1912                                   u32 dword_count)
1913 {
1914         u32 cmd;
1915         u32 d;
1916
1917         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1918         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1919         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1920                 cmd++;
1921
1922         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1923                 *cs++ = cmd;
1924                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1925                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1926                 *cs++ = 0;
1927         }
1928
1929         return cs;
1930 }
1931
1932 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1933 {
1934         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1935         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1936         struct drm_i915_gem_object *bo;
1937         struct i915_vma *vma;
1938         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1939                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1940                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1941         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1942 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1943         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1944         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1945         int ret, i;
1946         enum {
1947                 START_TS,
1948                 NOW_TS,
1949                 DELTA_TS,
1950                 JUMP_PREDICATE,
1951                 DELTA_TARGET,
1952                 N_CS_GPR
1953         };
1954         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1955                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1956                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1957
1958         /*
1959          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1960          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1961          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1962          * save/restore GPR registers
1963          */
1964         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1965         if (IS_ERR(bo)) {
1966                 drm_err(&i915->drm,
1967                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1968                 return PTR_ERR(bo);
1969         }
1970
1971         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1972 retry:
1973         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1974         if (ret)
1975                 goto out_ww;
1976
1977         /*
1978          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1979          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1980          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1981          */
1982         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1983         if (IS_ERR(vma)) {
1984                 ret = PTR_ERR(vma);
1985                 goto out_ww;
1986         }
1987
1988         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1989         if (ret)
1990                 goto out_ww;
1991
1992         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1993         if (IS_ERR(batch)) {
1994                 ret = PTR_ERR(batch);
1995                 goto err_unpin;
1996         }
1997
1998         stream->noa_wait = vma;
1999
2000 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
2001 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
2002
2003         /* Save registers. */
2004         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2005                 cs = save_restore_register(
2006                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2007                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2008         cs = save_restore_register(
2009                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2010                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2011
2012         /* First timestamp snapshot location. */
2013         ts0 = cs;
2014
2015         /*
2016          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2017          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2018          * register because the ALU works 64bits.
2019          */
2020         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2021         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2022         *cs++ = 0;
2023         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2024         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2025         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2026
2027         /*
2028          * This is the location we're going to jump back into until the
2029          * required amount of time has passed.
2030          */
2031         jump = cs;
2032
2033         /*
2034          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2035          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2036          * operations below.
2037          */
2038         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2039         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2040         *cs++ = 0;
2041         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2042         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2043         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2044
2045         /*
2046          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2047          * CS_GPR(1).
2048          */
2049         *cs++ = MI_MATH(5);
2050         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2051         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2052         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2053         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2054         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2055
2056         /*
2057          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2058          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2059          * to be used for the predicated jump.
2060          */
2061         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2062         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2063         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2064
2065         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2066                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2067
2068         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2069         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2070                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2071                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2072                 MI_BATCH_PREDICATE;
2073         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2074         *cs++ = 0;
2075
2076         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2077                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2078
2079         /*
2080          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2081          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2082          *
2083          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2084          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2085          */
2086         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2087         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2088         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2089         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2090         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2091
2092         *cs++ = MI_MATH(4);
2093         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2094         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2095         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2096         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2097
2098         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2099
2100         /*
2101          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2102          * predicated jump.
2103          */
2104         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2105         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2106         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2107
2108         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2109                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2110
2111         /* Predicate the jump.  */
2112         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2113                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2114                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2115                 MI_BATCH_PREDICATE;
2116         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2117         *cs++ = 0;
2118
2119         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2120                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2121
2122         /* Restore registers. */
2123         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2124                 cs = save_restore_register(
2125                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2126                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2127         cs = save_restore_register(
2128                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2129                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2130
2131         /* And return to the ring. */
2132         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2133
2134         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2135
2136         i915_gem_object_flush_map(bo);
2137         __i915_gem_object_release_map(bo);
2138
2139         goto out_ww;
2140
2141 err_unpin:
2142         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2143 out_ww:
2144         if (ret == -EDEADLK) {
2145                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2146                 if (!ret)
2147                         goto retry;
2148         }
2149         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2150         if (ret)
2151                 i915_gem_object_put(bo);
2152         return ret;
2153 }
2154
2155 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2156                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2157                             u32 n_regs)
2158 {
2159         u32 i;
2160
2161         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2162                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2163                         u32 n_lri = min_t(u32,
2164                                           n_regs - i,
2165                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2166
2167                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2168                 }
2169                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2170                 *cs++ = reg_data[i].value;
2171         }
2172
2173         return cs;
2174 }
2175
2176 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2177 {
2178         int count = 0;
2179
2180         if (num_regs > 0) {
2181                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2182                 count += num_regs * 2;
2183         }
2184
2185         return count;
2186 }
2187
2188 static struct i915_oa_config_bo *
2189 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2190                        struct i915_oa_config *oa_config)
2191 {
2192         struct drm_i915_gem_object *obj;
2193         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2194         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2195         size_t config_length = 0;
2196         u32 *cs;
2197         int err;
2198
2199         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2200         if (!oa_bo)
2201                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2202
2203         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2204         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2205         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2206         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2207         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2208
2209         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2210         if (IS_ERR(obj)) {
2211                 err = PTR_ERR(obj);
2212                 goto err_free;
2213         }
2214
2215         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2216 retry:
2217         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2218         if (err)
2219                 goto out_ww;
2220
2221         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2222         if (IS_ERR(cs)) {
2223                 err = PTR_ERR(cs);
2224                 goto out_ww;
2225         }
2226
2227         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2228                              oa_config->mux_regs,
2229                              oa_config->mux_regs_len);
2230         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2231                              oa_config->b_counter_regs,
2232                              oa_config->b_counter_regs_len);
2233         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2234                              oa_config->flex_regs,
2235                              oa_config->flex_regs_len);
2236
2237         /* Jump into the active wait. */
2238         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2239                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2240                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2241         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2242         *cs++ = 0;
2243
2244         i915_gem_object_flush_map(obj);
2245         __i915_gem_object_release_map(obj);
2246
2247         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2248                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2249                                        NULL);
2250         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2251                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2252                 goto out_ww;
2253         }
2254
2255         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2256         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2257
2258 out_ww:
2259         if (err == -EDEADLK) {
2260                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2261                 if (!err)
2262                         goto retry;
2263         }
2264         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2265
2266         if (err)
2267                 i915_gem_object_put(obj);
2268 err_free:
2269         if (err) {
2270                 kfree(oa_bo);
2271                 return ERR_PTR(err);
2272         }
2273         return oa_bo;
2274 }
2275
2276 static struct i915_vma *
2277 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2278 {
2279         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2280
2281         /*
2282          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2283          * to the stream.
2284          */
2285         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2286                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2287                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2288                            oa_config->uuid,
2289                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2290                         goto out;
2291         }
2292
2293         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2294         if (IS_ERR(oa_bo))
2295                 return ERR_CAST(oa_bo);
2296
2297 out:
2298         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2299 }
2300
2301 static int
2302 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2303                struct i915_oa_config *oa_config,
2304                struct intel_context *ce,
2305                struct i915_active *active)
2306 {
2307         struct i915_request *rq;
2308         struct i915_vma *vma;
2309         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2310         int err;
2311
2312         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2313         if (IS_ERR(vma))
2314                 return PTR_ERR(vma);
2315
2316         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2317 retry:
2318         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2319         if (err)
2320                 goto err;
2321
2322         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2323         if (err)
2324                 goto err;
2325
2326         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2327         rq = i915_request_create(ce);
2328         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2329         if (IS_ERR(rq)) {
2330                 err = PTR_ERR(rq);
2331                 goto err_vma_unpin;
2332         }
2333
2334         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2335                 /* After all individual context modifications */
2336                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2337                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2338                 if (err)
2339                         goto err_add_request;
2340
2341                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2342                 if (err)
2343                         goto err_add_request;
2344         }
2345
2346         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2347         if (err)
2348                 goto err_add_request;
2349
2350         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2351                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2352                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2353         if (err)
2354                 goto err_add_request;
2355
2356 err_add_request:
2357         i915_request_add(rq);
2358 err_vma_unpin:
2359         i915_vma_unpin(vma);
2360 err:
2361         if (err == -EDEADLK) {
2362                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2363                 if (!err)
2364                         goto retry;
2365         }
2366
2367         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2368         i915_vma_put(vma);
2369         return err;
2370 }
2371
2372 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2373 {
2374         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2375 }
2376
2377 static int
2378 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2379                       struct i915_active *active)
2380 {
2381         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2382
2383         /*
2384          * PRM:
2385          *
2386          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2387          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2388          * unable to count the events from non-render clock domain.
2389          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2390          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2391          * gating for RCS should also be disabled.
2392          */
2393         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2394                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2395         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2396                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2397
2398         return emit_oa_config(stream,
2399                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2400                               active);
2401 }
2402
2403 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2404 {
2405         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2406
2407         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2408                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2409         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2410                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2411
2412         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2413 }
2414
2415 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2416                               i915_reg_t reg)
2417 {
2418         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2419         int i;
2420
2421         /*
2422          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2423          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2424          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2425          */
2426         if (!oa_config)
2427                 return 0;
2428
2429         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2430                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2431                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2432         }
2433
2434         return 0;
2435 }
2436 /*
2437  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2438  * has been disabled.
2439  *
2440  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2441  * in the case that the OA unit has been disabled.
2442  */
2443 static void
2444 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2445                                const struct i915_perf_stream *stream)
2446 {
2447         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2448         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2449         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2450         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2451                 EU_PERF_CNTL0,
2452                 EU_PERF_CNTL1,
2453                 EU_PERF_CNTL2,
2454                 EU_PERF_CNTL3,
2455                 EU_PERF_CNTL4,
2456                 EU_PERF_CNTL5,
2457                 EU_PERF_CNTL6,
2458         };
2459         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2460         int i;
2461
2462         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2463                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2464                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2465                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2466
2467         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2468                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2469                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2470 }
2471
2472 struct flex {
2473         i915_reg_t reg;
2474         u32 offset;
2475         u32 value;
2476 };
2477
2478 static int
2479 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2480                 struct intel_context *ce,
2481                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2482 {
2483         u32 offset;
2484         u32 *cs;
2485
2486         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2487         if (IS_ERR(cs))
2488                 return PTR_ERR(cs);
2489
2490         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2491         do {
2492                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2493                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2494                 *cs++ = 0;
2495                 *cs++ = flex->value;
2496         } while (flex++, --count);
2497
2498         intel_ring_advance(rq, cs);
2499
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 static int
2504 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2505                struct intel_context *ce,
2506                const struct flex *flex, unsigned int count)
2507 {
2508         u32 *cs;
2509
2510         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2511
2512         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2513         if (IS_ERR(cs))
2514                 return PTR_ERR(cs);
2515
2516         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2517         do {
2518                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2519                 *cs++ = flex->value;
2520         } while (flex++, --count);
2521         *cs++ = MI_NOOP;
2522
2523         intel_ring_advance(rq, cs);
2524
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2529                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2530 {
2531         struct i915_request *rq;
2532         int err;
2533
2534         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2535         if (IS_ERR(rq))
2536                 return PTR_ERR(rq);
2537
2538         /* Serialise with the remote context */
2539         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2540         if (err == 0)
2541                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2542
2543         i915_request_add(rq);
2544         return err;
2545 }
2546
2547 static int
2548 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2549                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2550                  struct i915_active *active)
2551 {
2552         struct i915_request *rq;
2553         int err;
2554
2555         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2556         rq = i915_request_create(ce);
2557         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2558         if (IS_ERR(rq))
2559                 return PTR_ERR(rq);
2560
2561         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2562                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2563                 if (err)
2564                         goto err_add_request;
2565         }
2566
2567         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2568         if (err)
2569                 goto err_add_request;
2570
2571 err_add_request:
2572         i915_request_add(rq);
2573         return err;
2574 }
2575
2576 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2577                                   struct i915_gem_context *ctx,
2578                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2579 {
2580         struct i915_gem_engines_iter it;
2581         struct intel_context *ce;
2582         int err = 0;
2583
2584         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2585                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2586
2587                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2588                         continue;
2589
2590                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2591                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2592                         continue;
2593
2594                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2595                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2596
2597                 intel_context_unpin(ce);
2598                 if (err)
2599                         break;
2600         }
2601         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2602
2603         return err;
2604 }
2605
2606 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2607                                        struct i915_active *active)
2608 {
2609         int err;
2610         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2611         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2612         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2613         struct flex regs_context[] = {
2614                 {
2615                         GEN8_OACTXCONTROL,
2616                         offset + 1,
2617                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2618                 },
2619         };
2620         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2621          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2622          */
2623 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2624         struct flex regs_lri[] = {
2625                 {
2626                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2627                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2628                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2629                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2630                 },
2631                 {
2632                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2633                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2634                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2635                                       active ?
2636                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2637                                       0)
2638                 },
2639         };
2640
2641         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2642         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2643         if (err)
2644                 return err;
2645
2646         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2647                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2648         intel_context_unlock_pinned(ce);
2649         if (err)
2650                 return err;
2651
2652         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2653         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2658  * configuration across all contexts.
2659  *
2660  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2661  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2662  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2663  * the face of context switches.
2664  *
2665  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2666  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2667  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2668  * transiently before a WA BB could be parsed.
2669  *
2670  * This function needs to:
2671  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2672  *   updated
2673  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2674  *   OA state if they are scheduled for use.
2675  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2676  *   per-context OA state.
2677  *
2678  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2679  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2680  */
2681 static int
2682 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2683                           struct flex *regs,
2684                           size_t num_regs,
2685                           struct i915_active *active)
2686 {
2687         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2688         struct intel_engine_cs *engine;
2689         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2690         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2691         int err;
2692
2693         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2694
2695         /*
2696          * The OA register config is setup through the context image. This image
2697          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2698          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2699          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2700          *
2701          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2702          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2703          * configured at an invalid sampling period.
2704          *
2705          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2706          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2707          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2708          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2709          * trapped behind the barrier.
2710          */
2711         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2712         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2713                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2714                         continue;
2715
2716                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2717
2718                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2719                 if (err) {
2720                         i915_gem_context_put(ctx);
2721                         return err;
2722                 }
2723
2724                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2725                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2726                 i915_gem_context_put(ctx);
2727         }
2728         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2729
2730         /*
2731          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2732          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2733          * idle.
2734          */
2735         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2736                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2737
2738                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2739                         continue;
2740
2741                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2742
2743                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2744                 if (err)
2745                         return err;
2746         }
2747
2748         return 0;
2749 }
2750
2751 static int
2752 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2753                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2754                              struct i915_active *active)
2755 {
2756         struct flex regs[] = {
2757                 {
2758                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2759                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2760                 },
2761         };
2762
2763         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2764                 return 0;
2765
2766         return oa_configure_all_contexts(stream,
2767                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2768                                          active);
2769 }
2770
2771 static int
2772 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2773                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2774                            struct i915_active *active)
2775 {
2776         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2777         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2778         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2779 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2780         struct flex regs[] = {
2781                 {
2782                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2783                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2784                 },
2785                 {
2786                         GEN8_OACTXCONTROL,
2787                         ctx_oactxctrl + 1,
2788                 },
2789                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2790                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2791                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2792                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2793                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2794                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2795                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2796         };
2797 #undef ctx_flexeuN
2798         int i;
2799
2800         regs[1].value =
2801                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2802                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2803                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2804
2805         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2806                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2807
2808         return oa_configure_all_contexts(stream,
2809                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2810                                          active);
2811 }
2812
2813 static int
2814 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2815                        struct i915_active *active)
2816 {
2817         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2818         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2819         int ret;
2820
2821         /*
2822          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2823          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2824          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2825          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2826          * overruns.
2827          *
2828          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2829          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2830          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2831          * correctly block these reports.
2832          *
2833          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2834          * this ratio to normalize.
2835          *
2836          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2837          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2838          * enabled.
2839          *
2840          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2841          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2842          * RPT_ID field.
2843          */
2844         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2845                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2846                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2847                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2848         }
2849
2850         /*
2851          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2852          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2853          * registers.
2854          */
2855         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2856         if (ret)
2857                 return ret;
2858
2859         return emit_oa_config(stream,
2860                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2861                               active);
2862 }
2863
2864 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2865 {
2866         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2867                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2868                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2869 }
2870
2871 static int
2872 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2873                         struct i915_active *active)
2874 {
2875         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2876         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2877         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2878         bool periodic = stream->periodic;
2879         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2880         u32 sqcnt1;
2881         int ret;
2882
2883         /*
2884          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2885          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2886          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2887          */
2888         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2889                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2890                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2891                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2892                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2893         }
2894
2895         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2896                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2897                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2898                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2899                            /*
2900                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2901                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2902                             */
2903                            oag_report_ctx_switches(stream));
2904
2905         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2906                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2907                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2908                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2909                             : 0);
2910
2911         /*
2912          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2913          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2914          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2915          */
2916         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2917                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2918
2919         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2920
2921         /*
2922          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2923          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2924          * registers.
2925          */
2926         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2927         if (ret)
2928                 return ret;
2929
2930         /*
2931          * For Gen12, performance counters are context
2932          * saved/restored. Only enable it for the context that
2933          * requested this.
2934          */
2935         if (stream->ctx) {
2936                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2937                 if (ret)
2938                         return ret;
2939         }
2940
2941         return emit_oa_config(stream,
2942                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2943                               active);
2944 }
2945
2946 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2947 {
2948         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2949
2950         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2951         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2952
2953         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2954 }
2955
2956 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2957 {
2958         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2959
2960         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2961         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2962
2963         /* Make sure we disable noa to save power. */
2964         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2965 }
2966
2967 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2968 {
2969         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2970         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2971         u32 sqcnt1;
2972
2973         /*
2974          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2975          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2976          */
2977         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2978                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2979                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2980                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2981                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2982         }
2983
2984         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2985         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2986
2987         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2988         if (stream->ctx)
2989                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2990
2991         /* Make sure we disable noa to save power. */
2992         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2993
2994         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2995                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2996
2997         /* Reset PMON Enable to save power. */
2998         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
2999 }
3000
3001 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3002 {
3003         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3004         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3005         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3006         bool periodic = stream->periodic;
3007         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3008         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3009
3010         /*
3011          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3012          *
3013          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3014          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3015          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3016          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3017          * memory which this helps maintains.
3018          */
3019         gen7_init_oa_buffer(stream);
3020
3021         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3022                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3023                            (period_exponent <<
3024                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3025                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3026                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3027                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3028                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3029 }
3030
3031 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3032 {
3033         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3034         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3035
3036         /*
3037          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3038          *
3039          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3040          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3041          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3042          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3043          * memory which this helps maintains.
3044          */
3045         gen8_init_oa_buffer(stream);
3046
3047         /*
3048          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3049          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3050          * field of reports
3051          */
3052         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3053                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3054                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3055 }
3056
3057 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3058 {
3059         const struct i915_perf_regs *regs;
3060         u32 val;
3061
3062         /*
3063          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3064          * need to program the OAG unit.
3065          */
3066         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3067                 return;
3068
3069         gen12_init_oa_buffer(stream);
3070
3071         regs = __oa_regs(stream);
3072         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3073               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3074
3075         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3076 }
3077
3078 /**
3079  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3080  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3081  *
3082  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3083  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3084  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3085  * during a read() or poll()).
3086  */
3087 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3088 {
3089         stream->pollin = false;
3090
3091         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3092
3093         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3094                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3095                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3096                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3097 }
3098
3099 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3100 {
3101         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3102
3103         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3104         if (intel_wait_for_register(uncore,
3105                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3106                                     50))
3107                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3108                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3109 }
3110
3111 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3112 {
3113         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3114
3115         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3116         if (intel_wait_for_register(uncore,
3117                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3118                                     50))
3119                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3120                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3121 }
3122
3123 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3124 {
3125         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3126
3127         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3128         if (intel_wait_for_register(uncore,
3129                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3130                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3131                                     50))
3132                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3133                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3134
3135         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3136         if (intel_wait_for_register(uncore,
3137                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3138                                     1, 0,
3139                                     50))
3140                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3141                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3142 }
3143
3144 /**
3145  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3146  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3147  *
3148  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3149  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3150  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3151  */
3152 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3153 {
3154         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3155
3156         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3157                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3158 }
3159
3160 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3161         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3162         .enable = i915_oa_stream_enable,
3163         .disable = i915_oa_stream_disable,
3164         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3165         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3166         .read = i915_oa_read,
3167 };
3168
3169 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3170 {
3171         struct i915_active *active;
3172         int err;
3173
3174         active = i915_active_create();
3175         if (!active)
3176                 return -ENOMEM;
3177
3178         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3179         if (err == 0)
3180                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3181
3182         i915_active_put(active);
3183         return err;
3184 }
3185
3186 static void
3187 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3188                         struct intel_engine_cs *engine)
3189 {
3190         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3191
3192         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3193
3194         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3195                 /*
3196                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3197                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3198                  * all available subslices per slice.
3199                  */
3200                 out_sseu->subslice_mask =
3201                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3202                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3203         }
3204 }
3205
3206 static int
3207 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3208                 struct intel_engine_cs *engine,
3209                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3210 {
3211         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3212             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3213                 return -EINVAL;
3214
3215         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3220  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3221  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3222  */
3223 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3224 {
3225         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
3226
3227         /* Wa_18013179988 */
3228         if (IS_DG2(i915) || IS_GFX_GT_IP_RANGE(gt, IP_VER(12, 70), IP_VER(12, 71))) {
3229                 intel_wakeref_t wakeref;
3230                 u32 reg, shift;
3231
3232                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3233                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3234
3235                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3236                                       reg);
3237
3238                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3239         }
3240
3241         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3242 }
3243
3244 /**
3245  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3246  * @stream: An i915 perf stream
3247  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3248  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3249  *
3250  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3251  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3252  *
3253  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3254  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3255  * properties are OK.
3256  *
3257  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3258  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3259  *
3260  * Returns: zero on success or a negative error code.
3261  */
3262 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3263                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3264                                struct perf_open_properties *props)
3265 {
3266         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3267         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3268         struct i915_perf_group *g;
3269         int ret;
3270
3271         if (!props->engine) {
3272                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3273                         "OA engine not specified\n");
3274                 return -EINVAL;
3275         }
3276         g = props->engine->oa_group;
3277
3278         /*
3279          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3280          * reason then don't let userspace try their luck with config
3281          * IDs
3282          */
3283         if (!perf->metrics_kobj) {
3284                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3285                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3286                 return -EINVAL;
3287         }
3288
3289         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3290             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3291                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3292                         "Only OA report sampling supported\n");
3293                 return -EINVAL;
3294         }
3295
3296         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3297                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3298                         "OA unit not supported\n");
3299                 return -ENODEV;
3300         }
3301
3302         /*
3303          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3304          * counter reports and marshal to the appropriate client
3305          * we currently only allow exclusive access
3306          */
3307         if (g->exclusive_stream) {
3308                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3309                         "OA unit already in use\n");
3310                 return -EBUSY;
3311         }
3312
3313         if (!props->oa_format) {
3314                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3315                         "OA report format not specified\n");
3316                 return -EINVAL;
3317         }
3318
3319         stream->engine = props->engine;
3320         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3321
3322         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3323
3324         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3325         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3326                 return -EINVAL;
3327
3328         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3329         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3330
3331         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3332
3333         stream->periodic = props->oa_periodic;
3334         if (stream->periodic)
3335                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3336
3337         if (stream->ctx) {
3338                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3339                 if (ret) {
3340                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3341                                 "Invalid context id to filter with\n");
3342                         return ret;
3343                 }
3344         }
3345
3346         ret = alloc_noa_wait(stream);
3347         if (ret) {
3348                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3349                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3350                 goto err_noa_wait_alloc;
3351         }
3352
3353         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3354         if (!stream->oa_config) {
3355                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3356                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3357                 ret = -EINVAL;
3358                 goto err_config;
3359         }
3360
3361         /* PRM - observability performance counters:
3362          *
3363          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3364          *
3365          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3366          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3367          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3368          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3369          *
3370          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3371          *   references will effectively disable RC6.
3372          */
3373         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3374         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3375
3376         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3377         if (ret)
3378                 goto err_oa_buf_alloc;
3379
3380         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3381
3382         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3383         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3384
3385         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3386         if (ret) {
3387                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3388                         "Unable to enable metric set\n");
3389                 goto err_enable;
3390         }
3391
3392         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3393                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3394                   stream->oa_config->uuid);
3395
3396         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3397                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3398         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3399         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3400         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3401         mutex_init(&stream->lock);
3402
3403         return 0;
3404
3405 err_enable:
3406         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3407         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3408
3409         free_oa_buffer(stream);
3410
3411 err_oa_buf_alloc:
3412         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3413         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3414
3415         free_oa_configs(stream);
3416
3417 err_config:
3418         free_noa_wait(stream);
3419
3420 err_noa_wait_alloc:
3421         if (stream->ctx)
3422                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3423
3424         return ret;
3425 }
3426
3427 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3428                             const struct intel_engine_cs *engine)
3429 {
3430         struct i915_perf_stream *stream;
3431
3432         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3433                 return;
3434
3435         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3436         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3437         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3438                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3439 }
3440
3441 /**
3442  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3443  * @file: An i915 perf stream file
3444  * @buf: destination buffer given by userspace
3445  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3446  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3447  *
3448  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3449  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3450  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3451  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3452  *
3453  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3454  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3455  * while reading.
3456  *
3457  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3458  */
3459 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3460                               char __user *buf,
3461                               size_t count,
3462                               loff_t *ppos)
3463 {
3464         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3465         size_t offset = 0;
3466         int ret;
3467
3468         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3469          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3470          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3471          */
3472         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3473                 return -EIO;
3474
3475         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3476                 /* There's the small chance of false positives from
3477                  * stream->ops->wait_unlocked.
3478                  *
3479                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3480                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3481                  * any reports really belong to the current context
3482                  */
3483                 do {
3484                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3485                         if (ret)
3486                                 return ret;
3487
3488                         mutex_lock(&stream->lock);
3489                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3490                         mutex_unlock(&stream->lock);
3491                 } while (!offset && !ret);
3492         } else {
3493                 mutex_lock(&stream->lock);
3494                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3495                 mutex_unlock(&stream->lock);
3496         }
3497
3498         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3499          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3500          * not really any data available. In this situation though we don't
3501          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3502          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3503          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3504          * before reporting another EPOLLIN event.
3505          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3506          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3507          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3508          */
3509         if (ret != -ENOSPC)
3510                 stream->pollin = false;
3511
3512         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3513         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3514 }
3515
3516 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3517 {
3518         struct i915_perf_stream *stream =
3519                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3520
3521         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3522                 stream->pollin = true;
3523                 wake_up(&stream->poll_wq);
3524         }
3525
3526         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3527                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3528
3529         return HRTIMER_RESTART;
3530 }
3531
3532 /**
3533  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3534  * @stream: An i915 perf stream
3535  * @file: An i915 perf stream file
3536  * @wait: poll() state table
3537  *
3538  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3539  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3540  * will be woken for new stream data.
3541  *
3542  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3543  */
3544 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3545                                       struct file *file,
3546                                       poll_table *wait)
3547 {
3548         __poll_t events = 0;
3549
3550         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3551
3552         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3553          * here since this path may be very hot depending on what else
3554          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3555          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3556          * samples to read.
3557          */
3558         if (stream->pollin)
3559                 events |= EPOLLIN;
3560
3561         return events;
3562 }
3563
3564 /**
3565  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3566  * @file: An i915 perf stream file
3567  * @wait: poll() state table
3568  *
3569  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3570  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3571  * data.
3572  *
3573  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3574  *
3575  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3576  */
3577 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3578 {
3579         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3580         __poll_t ret;
3581
3582         mutex_lock(&stream->lock);
3583         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3584         mutex_unlock(&stream->lock);
3585
3586         return ret;
3587 }
3588
3589 /**
3590  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3591  * @stream: A disabled i915 perf stream
3592  *
3593  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3594  *
3595  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3596  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3597  * buffered data.
3598  */
3599 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3600 {
3601         if (stream->enabled)
3602                 return;
3603
3604         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3605         stream->enabled = true;
3606
3607         if (stream->ops->enable)
3608                 stream->ops->enable(stream);
3609
3610         if (stream->hold_preemption)
3611                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3612 }
3613
3614 /**
3615  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3616  * @stream: An enabled i915 perf stream
3617  *
3618  * Disables the associated capture of data for this stream.
3619  *
3620  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3621  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3622  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3623  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3624  *
3625  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3626  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3627  */
3628 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3629 {
3630         if (!stream->enabled)
3631                 return;
3632
3633         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3634         stream->enabled = false;
3635
3636         if (stream->hold_preemption)
3637                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3638
3639         if (stream->ops->disable)
3640                 stream->ops->disable(stream);
3641 }
3642
3643 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3644                                     unsigned long metrics_set)
3645 {
3646         struct i915_oa_config *config;
3647         long ret = stream->oa_config->id;
3648
3649         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3650         if (!config)
3651                 return -EINVAL;
3652
3653         if (config != stream->oa_config) {
3654                 int err;
3655
3656                 /*
3657                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3658                  * reconfiguration inline from that context. The update
3659                  * will then be ordered with respect to submission on that
3660                  * context.
3661                  *
3662                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3663                  * so it will effectively take effect when idle.
3664                  */
3665                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3666                 if (!err)
3667                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3668                 else
3669                         ret = err;
3670         }
3671
3672         i915_oa_config_put(config);
3673
3674         return ret;
3675 }
3676
3677 /**
3678  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3679  * @stream: An i915 perf stream
3680  * @cmd: the ioctl request
3681  * @arg: the ioctl data
3682  *
3683  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3684  * an unknown ioctl request.
3685  */
3686 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3687                                    unsigned int cmd,
3688                                    unsigned long arg)
3689 {
3690         switch (cmd) {
3691         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3692                 i915_perf_enable_locked(stream);
3693                 return 0;
3694         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3695                 i915_perf_disable_locked(stream);
3696                 return 0;
3697         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3698                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3699         }
3700
3701         return -EINVAL;
3702 }
3703
3704 /**
3705  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3706  * @file: An i915 perf stream file
3707  * @cmd: the ioctl request
3708  * @arg: the ioctl data
3709  *
3710  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3711  *
3712  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3713  * an unknown ioctl request.
3714  */
3715 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3716                             unsigned int cmd,
3717                             unsigned long arg)
3718 {
3719         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3720         long ret;
3721
3722         mutex_lock(&stream->lock);
3723         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3724         mutex_unlock(&stream->lock);
3725
3726         return ret;
3727 }
3728
3729 /**
3730  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3731  * @stream: An i915 perf stream
3732  *
3733  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3734  * any associated data capture in the process.
3735  *
3736  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3737  * with any non-file-operation driver hooks.
3738  */
3739 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3740 {
3741         if (stream->enabled)
3742                 i915_perf_disable_locked(stream);
3743
3744         if (stream->ops->destroy)
3745                 stream->ops->destroy(stream);
3746
3747         if (stream->ctx)
3748                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3749
3750         kfree(stream);
3751 }
3752
3753 /**
3754  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3755  * @inode: anonymous inode associated with file
3756  * @file: An i915 perf stream file
3757  *
3758  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3759  *
3760  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3761  *
3762  * Returns: zero on success or a negative error code.
3763  */
3764 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3765 {
3766         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3767         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3768         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3769
3770         /*
3771          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3772          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3773          * here.
3774          */
3775         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3776         i915_perf_destroy_locked(stream);
3777         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3778
3779         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3780         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3781
3782         return 0;
3783 }
3784
3785
3786 static const struct file_operations fops = {
3787         .owner          = THIS_MODULE,
3788         .llseek         = no_llseek,
3789         .release        = i915_perf_release,
3790         .poll           = i915_perf_poll,
3791         .read           = i915_perf_read,
3792         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3793         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3794          * to handle 32bits compatibility.
3795          */
3796         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3797 };
3798
3799
3800 /**
3801  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3802  * @perf: i915 perf instance
3803  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3804  * @props: individually validated u64 property value pairs
3805  * @file: drm file
3806  *
3807  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3808  *
3809  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3810  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3811  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3812  *
3813  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3814  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3815  * sense.
3816  *
3817  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3818  * config validation and stream initialization details will be handled by
3819  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3820  * will be relevant to all stream types / backends.
3821  *
3822  * Returns: zero on success or a negative error code.
3823  */
3824 static int
3825 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3826                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3827                             struct perf_open_properties *props,
3828                             struct drm_file *file)
3829 {
3830         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3831         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3832         unsigned long f_flags = 0;
3833         bool privileged_op = true;
3834         int stream_fd;
3835         int ret;
3836
3837         if (props->single_context) {
3838                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3839                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3840
3841                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3842                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3843                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3844                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3845                                   ctx_handle);
3846                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3847                         goto err;
3848                 }
3849         }
3850
3851         /*
3852          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3853          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3854          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3855          * non-privileged client.
3856          *
3857          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3858          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3859          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3860          * filter reports based on the included context ID we can't block
3861          * clients from seeing the raw / global counter values via
3862          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3863          * enable the OA unit by default.
3864          *
3865          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3866          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3867          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3868          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3869          */
3870         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3871                 privileged_op = false;
3872         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3873                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3874                 privileged_op = false;
3875
3876         if (props->hold_preemption) {
3877                 if (!props->single_context) {
3878                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3879                                 "preemption disable with no context\n");
3880                         ret = -EINVAL;
3881                         goto err;
3882                 }
3883                 privileged_op = true;
3884         }
3885
3886         /*
3887          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3888          */
3889         if (props->has_sseu)
3890                 privileged_op = true;
3891         else
3892                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3893
3894         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3895          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3896          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3897          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3898          */
3899         if (privileged_op &&
3900             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3901                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3902                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3903                 ret = -EACCES;
3904                 goto err_ctx;
3905         }
3906
3907         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3908         if (!stream) {
3909                 ret = -ENOMEM;
3910                 goto err_ctx;
3911         }
3912
3913         stream->perf = perf;
3914         stream->ctx = specific_ctx;
3915         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3916
3917         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3918         if (ret)
3919                 goto err_alloc;
3920
3921         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3922          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3923          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3924          */
3925         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3926                 ret = -ENODEV;
3927                 goto err_flags;
3928         }
3929
3930         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3931                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3932         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3933                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3934
3935         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3936         if (stream_fd < 0) {
3937                 ret = stream_fd;
3938                 goto err_flags;
3939         }
3940
3941         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3942                 i915_perf_enable_locked(stream);
3943
3944         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3945          * until its release.
3946          */
3947         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3948
3949         return stream_fd;
3950
3951 err_flags:
3952         if (stream->ops->destroy)
3953                 stream->ops->destroy(stream);
3954 err_alloc:
3955         kfree(stream);
3956 err_ctx:
3957         if (specific_ctx)
3958                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3959 err:
3960         return ret;
3961 }
3962
3963 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3964 {
3965         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
3966         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
3967
3968         return div_u64(nom + den - 1, den);
3969 }
3970
3971 static __always_inline bool
3972 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3973 {
3974         return test_bit(format, perf->format_mask);
3975 }
3976
3977 static __always_inline void
3978 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3979 {
3980         __set_bit(format, perf->format_mask);
3981 }
3982
3983 /**
3984  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3985  * @perf: i915 perf instance
3986  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3987  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3988  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3989  *
3990  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3991  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3992  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3993  *
3994  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3995  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3996  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3997  */
3998 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3999                                     u64 __user *uprops,
4000                                     u32 n_props,
4001                                     struct perf_open_properties *props)
4002 {
4003         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4004         const struct i915_oa_format *f;
4005         u64 __user *uprop = uprops;
4006         bool config_instance = false;
4007         bool config_class = false;
4008         bool config_sseu = false;
4009         u8 class, instance;
4010         u32 i;
4011         int ret;
4012
4013         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4014         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4015
4016         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4017          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4018          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4019          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4020          * from userspace.
4021          */
4022         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4023                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4024                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4025                 return -EINVAL;
4026         }
4027
4028         /* Defaults when class:instance is not passed */
4029         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4030         instance = 0;
4031
4032         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4033                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4034                 u64 id, value;
4035
4036                 ret = get_user(id, uprop);
4037                 if (ret)
4038                         return ret;
4039
4040                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4041                 if (ret)
4042                         return ret;
4043
4044                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4045                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4046                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4047                         return -EINVAL;
4048                 }
4049
4050                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4051                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4052                         props->single_context = 1;
4053                         props->ctx_handle = value;
4054                         break;
4055                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4056                         if (value)
4057                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4058                         break;
4059                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4060                         if (value == 0) {
4061                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4062                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4063                                 return -EINVAL;
4064                         }
4065                         props->metrics_set = value;
4066                         break;
4067                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4068                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4069                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4070                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4071                                           value);
4072                                 return -EINVAL;
4073                         }
4074                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4075                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4076                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4077                                           value);
4078                                 return -EINVAL;
4079                         }
4080                         props->oa_format = value;
4081                         break;
4082                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4083                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4084                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4085                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4086                                          OA_EXPONENT_MAX);
4087                                 return -EINVAL;
4088                         }
4089
4090                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4091                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4092                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4093                          * frequencies by default unless root.
4094                          */
4095
4096                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4097                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4098
4099                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4100                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4101                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4102                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4103                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4104                          */
4105                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4106                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4107                                 do_div(tmp, oa_period);
4108                                 oa_freq_hz = tmp;
4109                         } else
4110                                 oa_freq_hz = 0;
4111
4112                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4113                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4114                                         "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",
4115                                           i915_oa_max_sample_rate);
4116                                 return -EACCES;
4117                         }
4118
4119                         props->oa_periodic = true;
4120                         props->oa_period_exponent = value;
4121                         break;
4122                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4123                         props->hold_preemption = !!value;
4124                         break;
4125                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4126                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4127                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4128                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4129                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4130                                 return -ENODEV;
4131                         }
4132
4133                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4134                                            u64_to_user_ptr(value),
4135                                            sizeof(user_sseu))) {
4136                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4137                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4138                                 return -EFAULT;
4139                         }
4140                         config_sseu = true;
4141                         break;
4142                 }
4143                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4144                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4145                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4146                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4147                                           value);
4148                                 return -EINVAL;
4149                         }
4150                         props->poll_oa_period = value;
4151                         break;
4152                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4153                         class = (u8)value;
4154                         config_class = true;
4155                         break;
4156                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4157                         instance = (u8)value;
4158                         config_instance = true;
4159                         break;
4160                 default:
4161                         MISSING_CASE(id);
4162                         return -EINVAL;
4163                 }
4164
4165                 uprop += 2;
4166         }
4167
4168         if ((config_class && !config_instance) ||
4169             (config_instance && !config_class)) {
4170                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4171                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4172                 return -EINVAL;
4173         }
4174
4175         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4176         if (!props->engine) {
4177                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4178                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4179                         class, instance);
4180                 return -EINVAL;
4181         }
4182
4183         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4184                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4185                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4186                         class, instance);
4187                 return -EINVAL;
4188         }
4189
4190         /*
4191          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4192          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4193          * does not work as expected.
4194          */
4195         if (IS_MEDIA_GT_IP_STEP(props->engine->gt, IP_VER(13, 0), STEP_A0, STEP_C0) &&
4196             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4197             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4198                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4199                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4200                 return -EINVAL;
4201         }
4202
4203         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4204         f = &perf->oa_formats[i];
4205         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4206                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4207                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4208                         f->type, props->engine->class);
4209                 return -EINVAL;
4210         }
4211
4212         if (config_sseu) {
4213                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4214                 if (ret) {
4215                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4216                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4217                         return ret;
4218                 }
4219                 props->has_sseu = true;
4220         }
4221
4222         return 0;
4223 }
4224
4225 /**
4226  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4227  * @dev: drm device
4228  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4229  * @file: drm file
4230  *
4231  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4232  * and an array of u64 key, value pair properties.
4233  *
4234  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4235  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4236  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4237  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4238  *
4239  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4240  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4241  *
4242  * Most of the implementation details are handled by
4243  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4244  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4245  *
4246  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4247  * error code on failure.
4248  */
4249 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4250                          struct drm_file *file)
4251 {
4252         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4253         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4254         struct intel_gt *gt;
4255         struct perf_open_properties props;
4256         u32 known_open_flags;
4257         int ret;
4258
4259         if (!perf->i915)
4260                 return -ENOTSUPP;
4261
4262         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4263                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4264                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4265         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4266                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4267                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4268                 return -EINVAL;
4269         }
4270
4271         ret = read_properties_unlocked(perf,
4272                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4273                                        param->num_properties,
4274                                        &props);
4275         if (ret)
4276                 return ret;
4277
4278         gt = props.engine->gt;
4279
4280         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4281         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4282         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4283
4284         return ret;
4285 }
4286
4287 /**
4288  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4289  * @i915: i915 device instance
4290  *
4291  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4292  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4293  * used to open an i915-perf stream.
4294  */
4295 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4296 {
4297         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4298         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4299
4300         if (!perf->i915)
4301                 return;
4302
4303         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4304          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4305          * being exposed to userspace.
4306          */
4307         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4308
4309         perf->metrics_kobj =
4310                 kobject_create_and_add("metrics",
4311                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4312
4313         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4314 }
4315
4316 /**
4317  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4318  * @i915: i915 device instance
4319  *
4320  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4321  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4322  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4323  * remaining state in i915_perf_fini().
4324  */
4325 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4326 {
4327         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4328
4329         if (!perf->metrics_kobj)
4330                 return;
4331
4332         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4333         perf->metrics_kobj = NULL;
4334 }
4335
4336 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4337 {
4338         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4339                 EU_PERF_CNTL0,
4340                 EU_PERF_CNTL1,
4341                 EU_PERF_CNTL2,
4342                 EU_PERF_CNTL3,
4343                 EU_PERF_CNTL4,
4344                 EU_PERF_CNTL5,
4345                 EU_PERF_CNTL6,
4346         };
4347         int i;
4348
4349         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4350                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4351                         return true;
4352         }
4353         return false;
4354 }
4355
4356 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4357 {
4358         while (table->start || table->end) {
4359                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4360                         return true;
4361
4362                 table++;
4363         }
4364
4365         return false;
4366 }
4367
4368 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4369         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4370
4371 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4372         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4373         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4374         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4375         {}
4376 };
4377
4378 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4379         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4380         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4381         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4382         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4383         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4384         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4385         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4386         {}
4387 };
4388
4389 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4390         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4391         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4392         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4393         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4394         {}
4395 };
4396
4397 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4398         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4399         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4400         {}
4401 };
4402
4403 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4404         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4405         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4406         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4407         {}
4408 };
4409
4410 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4411         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4412         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4413         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4414         {}
4415 };
4416
4417 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4418         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4419         {}
4420 };
4421
4422 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4423         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4424         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4425         {}
4426 };
4427
4428 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4429         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4430         {}
4431 };
4432
4433 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4434         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4435         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4436         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4437         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4438         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4439         {}
4440 };
4441
4442 /*
4443  * Ref: 14010536224:
4444  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4445  */
4446 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4447         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4448         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4449         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4450         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4451         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4452         {}
4453 };
4454
4455 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4456 {
4457         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4458 }
4459
4460 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4461 {
4462         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4463                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4464 }
4465
4466 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4467 {
4468         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4469                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4470                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4471 }
4472
4473 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4474 {
4475         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4476                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4477 }
4478
4479 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4480 {
4481         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4482                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4483 }
4484
4485 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4486 {
4487         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4488 }
4489
4490 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4491 {
4492         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4493             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4494                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4495
4496         return false;
4497 }
4498
4499 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4500 {
4501         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4502                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4503                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4504 }
4505
4506 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4507 {
4508         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4509                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4510         else
4511                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4512 }
4513
4514 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4515 {
4516         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4517          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4518          * programmed by userspace doesn't change this.
4519          */
4520         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4521                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4522
4523         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4524          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4525          * configs.
4526          */
4527         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4528                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4529
4530         return val;
4531 }
4532
4533 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4534                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4535                                          u32 __user *regs,
4536                                          u32 n_regs)
4537 {
4538         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4539         int err;
4540         u32 i;
4541
4542         if (!n_regs)
4543                 return NULL;
4544
4545         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4546         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4547         if (!is_valid)
4548                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4549
4550         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4551         if (!oa_regs)
4552                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4553
4554         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4555                 u32 addr, value;
4556
4557                 err = get_user(addr, regs);
4558                 if (err)
4559                         goto addr_err;
4560
4561                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4562                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4563                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4564                         err = -EINVAL;
4565                         goto addr_err;
4566                 }
4567
4568                 err = get_user(value, regs + 1);
4569                 if (err)
4570                         goto addr_err;
4571
4572                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4573                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4574
4575                 regs += 2;
4576         }
4577
4578         return oa_regs;
4579
4580 addr_err:
4581         kfree(oa_regs);
4582         return ERR_PTR(err);
4583 }
4584
4585 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4586                                struct kobj_attribute *attr,
4587                                char *buf)
4588 {
4589         struct i915_oa_config *oa_config =
4590                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4591
4592         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4593 }
4594
4595 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4596                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4597 {
4598         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4599         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4600         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4601         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4602         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4603
4604         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4605         oa_config->attrs[1] = NULL;
4606
4607         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4608         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4609
4610         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4611                                   &oa_config->sysfs_metric);
4612 }
4613
4614 /**
4615  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4616  * @dev: drm device
4617  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4618  *        userspace (unvalidated)
4619  * @file: drm file
4620  *
4621  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4622  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4623  *
4624  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4625  * or a negative error code on failure.
4626  */
4627 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4628                                struct drm_file *file)
4629 {
4630         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4631         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4632         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4633         struct i915_oa_reg *regs;
4634         int err, id;
4635
4636         if (!perf->i915)
4637                 return -ENOTSUPP;
4638
4639         if (!perf->metrics_kobj) {
4640                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4641                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4642                 return -EINVAL;
4643         }
4644
4645         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4646                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4647                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4648                 return -EACCES;
4649         }
4650
4651         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4652             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4653             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4654                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4655                         "No OA registers given\n");
4656                 return -EINVAL;
4657         }
4658
4659         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4660         if (!oa_config) {
4661                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4662                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4663                 return -ENOMEM;
4664         }
4665
4666         oa_config->perf = perf;
4667         kref_init(&oa_config->ref);
4668
4669         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4670                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4671                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4672                 err = -EINVAL;
4673                 goto reg_err;
4674         }
4675
4676         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4677          * kzalloc.
4678          */
4679         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4680
4681         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4682         regs = alloc_oa_regs(perf,
4683                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4684                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4685                              args->n_mux_regs);
4686
4687         if (IS_ERR(regs)) {
4688                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4689                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4690                 err = PTR_ERR(regs);
4691                 goto reg_err;
4692         }
4693         oa_config->mux_regs = regs;
4694
4695         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4696         regs = alloc_oa_regs(perf,
4697                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4698                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4699                              args->n_boolean_regs);
4700
4701         if (IS_ERR(regs)) {
4702                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4703                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4704                 err = PTR_ERR(regs);
4705                 goto reg_err;
4706         }
4707         oa_config->b_counter_regs = regs;
4708
4709         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4710                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4711                         err = -EINVAL;
4712                         goto reg_err;
4713                 }
4714         } else {
4715                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4716                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4717                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4718                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4719                                      args->n_flex_regs);
4720
4721                 if (IS_ERR(regs)) {
4722                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4723                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4724                         err = PTR_ERR(regs);
4725                         goto reg_err;
4726                 }
4727                 oa_config->flex_regs = regs;
4728         }
4729
4730         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4731         if (err)
4732                 goto reg_err;
4733
4734         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4735          * too costly.
4736          */
4737         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4738                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4739                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4740                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4741                         err = -EADDRINUSE;
4742                         goto sysfs_err;
4743                 }
4744         }
4745
4746         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4747         if (err) {
4748                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4749                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4750                 goto sysfs_err;
4751         }
4752
4753         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4754         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4755                                   oa_config, 2,
4756                                   0, GFP_KERNEL);
4757         if (oa_config->id < 0) {
4758                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4759                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4760                 err = oa_config->id;
4761                 goto sysfs_err;
4762         }
4763         id = oa_config->id;
4764
4765         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4766                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4767         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4768
4769         return id;
4770
4771 sysfs_err:
4772         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4773 reg_err:
4774         i915_oa_config_put(oa_config);
4775         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4776                 "Failed to add new OA config\n");
4777         return err;
4778 }
4779
4780 /**
4781  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4782  * @dev: drm device
4783  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4784  * @file: drm file
4785  *
4786  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4787  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4788  *
4789  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4790  */
4791 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4792                                   struct drm_file *file)
4793 {
4794         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4795         u64 *arg = data;
4796         struct i915_oa_config *oa_config;
4797         int ret;
4798
4799         if (!perf->i915)
4800                 return -ENOTSUPP;
4801
4802         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4803                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4804                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4805                 return -EACCES;
4806         }
4807
4808         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4809         if (ret)
4810                 return ret;
4811
4812         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4813         if (!oa_config) {
4814                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4815                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4816                 ret = -ENOENT;
4817                 goto err_unlock;
4818         }
4819
4820         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4821
4822         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4823
4824         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4825
4826         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4827
4828         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4829                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4830
4831         i915_oa_config_put(oa_config);
4832
4833         return 0;
4834
4835 err_unlock:
4836         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4837         return ret;
4838 }
4839
4840 static struct ctl_table oa_table[] = {
4841         {
4842          .procname = "perf_stream_paranoid",
4843          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4844          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4845          .mode = 0644,
4846          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4847          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4848          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4849          },
4850         {
4851          .procname = "oa_max_sample_rate",
4852          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4853          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4854          .mode = 0644,
4855          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4856          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4857          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4858          },
4859 };
4860
4861 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4862 {
4863         return 1;
4864 }
4865
4866 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4867 {
4868         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4869                 /*
4870                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4871                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4872                  */
4873                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4874                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4875
4876                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4877         }
4878
4879         return PERF_GROUP_INVALID;
4880 }
4881
4882 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4883 {
4884         switch (engine->class) {
4885         case RENDER_CLASS:
4886                 return PERF_GROUP_OAG;
4887
4888         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4889         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4890                 return __oam_engine_group(engine);
4891
4892         default:
4893                 return PERF_GROUP_INVALID;
4894         }
4895 }
4896
4897 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4898 {
4899         return (struct i915_perf_regs) {
4900                 base,
4901                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4902                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4903                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4904                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4905                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4906                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4907                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4908                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4909         };
4910 }
4911
4912 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4913 {
4914         return (struct i915_perf_regs) {
4915                 0,
4916                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4917                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4918                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4919                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4920                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4921                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4922                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4923                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4924         };
4925 }
4926
4927 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4928 {
4929         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4930
4931         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4932                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4933
4934                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4935                 if (g->num_engines == 0)
4936                         continue;
4937
4938                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4939                         g->regs = __oag_regs();
4940                         g->type = TYPE_OAG;
4941                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4942                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4943                         g->type = TYPE_OAM;
4944                 }
4945         }
4946 }
4947
4948 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4949 {
4950         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4951         struct intel_engine_cs *engine;
4952         struct i915_perf_group *g;
4953         intel_engine_mask_t tmp;
4954
4955         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4956         if (!g)
4957                 return -ENOMEM;
4958
4959         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
4960                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
4961
4962                 engine->oa_group = NULL;
4963                 if (index < num_groups) {
4964                         g[index].num_engines++;
4965                         engine->oa_group = &g[index];
4966                 }
4967         }
4968
4969         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
4970         gt->perf.group = g;
4971
4972         oa_init_groups(gt);
4973
4974         return 0;
4975 }
4976
4977 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
4978 {
4979         struct intel_gt *gt;
4980         int i, ret;
4981
4982         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
4983                 ret = oa_init_gt(gt);
4984                 if (ret)
4985                         return ret;
4986         }
4987
4988         return 0;
4989 }
4990
4991 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
4992 {
4993         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
4994         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
4995
4996         switch (platform) {
4997         case INTEL_HASWELL:
4998                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4999                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5000                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5001                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5002                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5003                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5004                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5005                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5006                 break;
5007
5008         case INTEL_BROADWELL:
5009         case INTEL_CHERRYVIEW:
5010         case INTEL_SKYLAKE:
5011         case INTEL_BROXTON:
5012         case INTEL_KABYLAKE:
5013         case INTEL_GEMINILAKE:
5014         case INTEL_COFFEELAKE:
5015         case INTEL_COMETLAKE:
5016         case INTEL_ICELAKE:
5017         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5018         case INTEL_JASPERLAKE:
5019         case INTEL_TIGERLAKE:
5020         case INTEL_ROCKETLAKE:
5021         case INTEL_DG1:
5022         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5023         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5024                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5025                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5026                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5027                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5028                 break;
5029
5030         case INTEL_DG2:
5031                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5032                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5033                 break;
5034
5035         case INTEL_METEORLAKE:
5036                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5037                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5038                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5039                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5040                 break;
5041
5042         default:
5043                 MISSING_CASE(platform);
5044         }
5045 }
5046
5047 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5048 {
5049         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5050
5051         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5052         case 8:
5053                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5054                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5055                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5056                 break;
5057         case 9:
5058                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5059                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5060                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5061                 break;
5062         case 11:
5063                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5064                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5065                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5066                 break;
5067         case 12:
5068                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5069                 /*
5070                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5071                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5072                  */
5073                 break;
5074         default:
5075                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5076         }
5077 }
5078
5079 /**
5080  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5081  * @i915: i915 device instance
5082  *
5083  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5084  *
5085  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5086  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5087  */
5088 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5089 {
5090         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5091
5092         perf->oa_formats = oa_formats;
5093         if (IS_HASWELL(i915)) {
5094                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5095                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5096                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5097                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5098                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5099                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5100                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5101                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5102                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5103         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5104                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5105                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5106                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5107                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5108                  * execlist mode by default.
5109                  */
5110                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5111                 i915_perf_init_info(i915);
5112
5113                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5114                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5115                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5116                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5117                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5118                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5119                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5120
5121                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5122                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5123                                         chv_is_valid_mux_addr;
5124                         }
5125
5126                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5127                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5128                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5129                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5130                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5131                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5132                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5133                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5134                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5135                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5136                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5137                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5138
5139                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5140                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5141                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5142                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5143                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5144                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5145                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5146                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5147                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5148                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5149                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5150                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5151                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5152                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5153
5154                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5155                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5156                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5157                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5158                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5159                 }
5160         }
5161
5162         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5163                 struct intel_gt *gt;
5164                 int i, ret;
5165
5166                 for_each_gt(gt, i915, i)
5167                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5168
5169                 /* Choose a representative limit */
5170                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5171
5172                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5173                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5174
5175                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5176                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5177                  * forward to userspace.
5178                  *
5179                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5180                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5181                  * would ever see.
5182                  *
5183                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5184                  */
5185                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5186                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5187                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5188                  * warning for throttling.
5189                  */
5190                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5191                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5192
5193                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5194                                      5 * HZ, 10);
5195                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5196                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5197
5198                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5199                              500 * 1000 /* 500us */);
5200
5201                 perf->i915 = i915;
5202
5203                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5204                 if (ret) {
5205                         drm_err(&i915->drm,
5206                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5207                         return ret;
5208                 }
5209
5210                 oa_init_supported_formats(perf);
5211         }
5212
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5217 {
5218         i915_oa_config_put(p);
5219         return 0;
5220 }
5221
5222 int i915_perf_sysctl_register(void)
5223 {
5224         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5229 {
5230         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5231 }
5232
5233 /**
5234  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5235  * @i915: i915 device instance
5236  */
5237 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5238 {
5239         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5240         struct intel_gt *gt;
5241         int i;
5242
5243         if (!perf->i915)
5244                 return;
5245
5246         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5247                 kfree(gt->perf.group);
5248
5249         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5250         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5251
5252         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5253         perf->i915 = NULL;
5254 }
5255
5256 /**
5257  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5258  * @i915: The i915 device
5259  *
5260  * This version number is used by userspace to detect available features.
5261  */
5262 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5263 {
5264         /*
5265          * 1: Initial version
5266          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5267          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5268          *
5269          * 2: Added runtime modification of OA config.
5270          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5271          *
5272          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5273          *    preemption on a particular context so that performance data is
5274          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5275          *    OA buffer.
5276          *
5277          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5278          *    be run for the duration of the performance recording based on
5279          *    their SSEU configuration.
5280          *
5281          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5282          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5283          *
5284          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5285          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5286          *
5287          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5288          */
5289
5290         /*
5291          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5292          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5293          * to indicate that OA media is not supported.
5294          */
5295         if (IS_MEDIA_GT_IP_STEP(i915->media_gt, IP_VER(13, 0), STEP_A0, STEP_C0) &&
5296             intel_check_bios_c6_setup(&i915->media_gt->rc6))
5297                 return 6;
5298
5299         return 7;
5300 }
5301
5302 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5303 #include "selftests/i915_perf.c"
5304 #endif
This page took 0.358168 seconds and 4 git commands to generate.