]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_perf.c
Merge tag 'ovl-update-6.0' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mszeredi/vfs
[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/sizes.h>
196 #include <linux/uuid.h>
197
198 #include "gem/i915_gem_context.h"
199 #include "gem/i915_gem_internal.h"
200 #include "gt/intel_engine_pm.h"
201 #include "gt/intel_engine_regs.h"
202 #include "gt/intel_engine_user.h"
203 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
204 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
205 #include "gt/intel_gt.h"
206 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
207 #include "gt/intel_gt_regs.h"
208 #include "gt/intel_lrc.h"
209 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
210 #include "gt/intel_ring.h"
211
212 #include "i915_drv.h"
213 #include "i915_file_private.h"
214 #include "i915_perf.h"
215 #include "i915_perf_oa_regs.h"
216
217 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
218  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
219  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
220  */
221 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
222
223 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
224
225 /**
226  * DOC: OA Tail Pointer Race
227  *
228  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
229  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
230  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
231  * CPU).
232  *
233  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
234  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
235  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
236  * redundant read() attempts.
237  *
238  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
239  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
240  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
241  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
242  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
243  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
244  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
245  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
246  *
247  * Most of the implementation details for this workaround are in
248  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
249  *
250  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
251  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
252  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
253  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
254  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
255  * enabled without any periodic sampling.
256  */
257 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
258 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
259
260 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
261  * reports to the circular OA buffer...
262  */
263 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
264 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
265
266 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
267 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
268
269 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
270  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
271  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
272  *
273  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
274  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
275  * overflow in OA report timestamps.
276  */
277 #define OA_EXPONENT_MAX 31
278
279 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
280
281 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
282 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
283 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
284 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
285 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
286 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
287 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
288
289
290 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
291  *
292  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
293  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
294  *
295  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
296  */
297 static int oa_sample_rate_hard_limit;
298
299 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
300  * allow that by default unless root...
301  *
302  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
303  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
304  */
305 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
306
307 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
308  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
309  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
310  */
311 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
312         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
313         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
314         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
315         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
316         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
317         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
318         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
319         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
320         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
321         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
322         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
323 };
324
325 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
326
327 /**
328  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
329  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
330  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
331  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
332  *                   context
333  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
334  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
335  * @oa_format: An OA unit HW report format
336  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
337  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
338  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
339  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
340  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
341  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
342  *        (see get_default_sseu_config())
343  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
344  * data availability
345  *
346  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
347  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
348  * which starts out zero initialized.
349  */
350 struct perf_open_properties {
351         u32 sample_flags;
352
353         u64 single_context:1;
354         u64 hold_preemption:1;
355         u64 ctx_handle;
356
357         /* OA sampling state */
358         int metrics_set;
359         int oa_format;
360         bool oa_periodic;
361         int oa_period_exponent;
362
363         struct intel_engine_cs *engine;
364
365         bool has_sseu;
366         struct intel_sseu sseu;
367
368         u64 poll_oa_period;
369 };
370
371 struct i915_oa_config_bo {
372         struct llist_node node;
373
374         struct i915_oa_config *oa_config;
375         struct i915_vma *vma;
376 };
377
378 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
379
380 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
381
382 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
383 {
384         struct i915_oa_config *oa_config =
385                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
386
387         kfree(oa_config->flex_regs);
388         kfree(oa_config->b_counter_regs);
389         kfree(oa_config->mux_regs);
390
391         kfree_rcu(oa_config, rcu);
392 }
393
394 struct i915_oa_config *
395 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
396 {
397         struct i915_oa_config *oa_config;
398
399         rcu_read_lock();
400         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
401         if (oa_config)
402                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
403         rcu_read_unlock();
404
405         return oa_config;
406 }
407
408 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
409 {
410         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
411         i915_vma_put(oa_bo->vma);
412         kfree(oa_bo);
413 }
414
415 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
416 {
417         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
418
419         return intel_uncore_read(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR) &
420                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
421 }
422
423 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
424 {
425         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
426
427         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
428 }
429
430 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
433         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
434
435         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
436 }
437
438 /**
439  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
440  * @stream: i915 stream instance
441  *
442  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
443  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
444  * if there is data available for userspace to read.
445  *
446  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
447  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
448  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
449  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
450  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
451  *
452  * Besides returning true when there is data available to read() this function
453  * also updates the tail, aging_tail and aging_timestamp in the oa_buffer
454  * object.
455  *
456  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
457  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
458  * can't be modified.
459  *
460  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
461  */
462 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
463 {
464         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
465         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
466         unsigned long flags;
467         bool pollin;
468         u32 hw_tail;
469         u64 now;
470
471         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
472          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
473          * tail state.
474          */
475         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
476
477         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
478
479         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
480          * not in report_size steps...
481          */
482         hw_tail &= ~(report_size - 1);
483
484         now = ktime_get_mono_fast_ns();
485
486         if (hw_tail == stream->oa_buffer.aging_tail &&
487             (now - stream->oa_buffer.aging_timestamp) > OA_TAIL_MARGIN_NSEC) {
488                 /* If the HW tail hasn't move since the last check and the HW
489                  * tail has been aging for long enough, declare it the new
490                  * tail.
491                  */
492                 stream->oa_buffer.tail = stream->oa_buffer.aging_tail;
493         } else {
494                 u32 head, tail, aged_tail;
495
496                 /* NB: The head we observe here might effectively be a little
497                  * out of date. If a read() is in progress, the head could be
498                  * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
499                  */
500                 head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
501                 aged_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
502
503                 hw_tail -= gtt_offset;
504                 tail = hw_tail;
505
506                 /* Walk the stream backward until we find a report with dword 0
507                  * & 1 not at 0. Since the circular buffer pointers progress by
508                  * increments of 64 bytes and that reports can be up to 256
509                  * bytes long, we can't tell whether a report has fully landed
510                  * in memory before the first 2 dwords of the following report
511                  * have effectively landed.
512                  *
513                  * This is assuming that the writes of the OA unit land in
514                  * memory in the order they were written to.
515                  * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
516                  */
517                 while (OA_TAKEN(tail, aged_tail) >= report_size) {
518                         u32 *report32 = (void *)(stream->oa_buffer.vaddr + tail);
519
520                         if (report32[0] != 0 || report32[1] != 0)
521                                 break;
522
523                         tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
524                 }
525
526                 if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
527                     __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
528                         DRM_NOTE("unlanded report(s) head=0x%x "
529                                  "tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
530                                  head, tail, hw_tail);
531
532                 stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
533                 stream->oa_buffer.aging_tail = gtt_offset + hw_tail;
534                 stream->oa_buffer.aging_timestamp = now;
535         }
536
537         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail - gtt_offset,
538                           stream->oa_buffer.head - gtt_offset) >= report_size;
539
540         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
541
542         return pollin;
543 }
544
545 /**
546  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
547  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
548  * @buf: destination buffer given by userspace
549  * @count: the number of bytes userspace wants to read
550  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
551  * @type: The kind of status to report to userspace
552  *
553  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
554  * into the userspace read() buffer.
555  *
556  * The @buf @offset will only be updated on success.
557  *
558  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
559  */
560 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
561                             char __user *buf,
562                             size_t count,
563                             size_t *offset,
564                             enum drm_i915_perf_record_type type)
565 {
566         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
567
568         if ((count - *offset) < header.size)
569                 return -ENOSPC;
570
571         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
572                 return -EFAULT;
573
574         (*offset) += header.size;
575
576         return 0;
577 }
578
579 /**
580  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
581  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
582  * @buf: destination buffer given by userspace
583  * @count: the number of bytes userspace wants to read
584  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
585  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
586  *
587  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
588  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
589  * function copies the requested components of a single sample to the given
590  * read() @buf.
591  *
592  * The @buf @offset will only be updated on success.
593  *
594  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
595  */
596 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
597                             char __user *buf,
598                             size_t count,
599                             size_t *offset,
600                             const u8 *report)
601 {
602         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
603         struct drm_i915_perf_record_header header;
604
605         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
606         header.pad = 0;
607         header.size = stream->sample_size;
608
609         if ((count - *offset) < header.size)
610                 return -ENOSPC;
611
612         buf += *offset;
613         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
614                 return -EFAULT;
615         buf += sizeof(header);
616
617         if (copy_to_user(buf, report, report_size))
618                 return -EFAULT;
619
620         (*offset) += header.size;
621
622         return 0;
623 }
624
625 /**
626  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
627  *                          userspace read() buffer.
628  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
629  * @buf: destination buffer given by userspace
630  * @count: the number of bytes userspace wants to read
631  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
632  *
633  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
634  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
635  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
636  * to decide if the error should be squashed before returning to
637  * userspace.
638  *
639  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
640  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
641  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
642  * Gen PRM naming convention.
643  *
644  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
645  */
646 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
647                                   char __user *buf,
648                                   size_t count,
649                                   size_t *offset)
650 {
651         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
652         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
653         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
654         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
655         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
656         size_t start_offset = *offset;
657         unsigned long flags;
658         u32 head, tail;
659         u32 taken;
660         int ret = 0;
661
662         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
663                 return -EIO;
664
665         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
666
667         head = stream->oa_buffer.head;
668         tail = stream->oa_buffer.tail;
669
670         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
671
672         /*
673          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
674          * while indexing relative to oa_buf_base.
675          */
676         head -= gtt_offset;
677         tail -= gtt_offset;
678
679         /*
680          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
681          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
682          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
683          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
684          * all a power of two).
685          */
686         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
687                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
688                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
689                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
690                           head, tail))
691                 return -EIO;
692
693
694         for (/* none */;
695              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
696              head = (head + report_size) & mask) {
697                 u8 *report = oa_buf_base + head;
698                 u32 *report32 = (void *)report;
699                 u32 ctx_id;
700                 u32 reason;
701
702                 /*
703                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
704                  * size so we never expect to see a report split
705                  * between the beginning and end of the buffer.
706                  *
707                  * Given the initial alignment check a misalignment
708                  * here would imply a driver bug that would result
709                  * in an overrun.
710                  */
711                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
712                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
713                         drm_err(&uncore->i915->drm,
714                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
715                         break;
716                 }
717
718                 /*
719                  * The reason field includes flags identifying what
720                  * triggered this specific report (mostly timer
721                  * triggered or e.g. due to a context switch).
722                  *
723                  * This field is never expected to be zero so we can
724                  * check that the report isn't invalid before copying
725                  * it to userspace...
726                  */
727                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
728                           (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
729                            OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
730                            OAREPORT_REASON_MASK));
731
732                 ctx_id = report32[2] & stream->specific_ctx_id_mask;
733
734                 /*
735                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
736                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
737                  * filtering below...
738                  *
739                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
740                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
741                  */
742                 if (!(report32[0] & stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
743                     GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) <= 11)
744                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
745
746                 /*
747                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
748                  * off for a specific context and the kernel can't securely
749                  * stop the counters from updating as system-wide / global
750                  * values.
751                  *
752                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
753                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
754                  * automatically subtract/hide counter progress for other
755                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
756                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
757                  * provide a side-band view of the real values.
758                  *
759                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
760                  * to normalize counters for a single filtered context then it
761                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
762                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
763                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
764                  * associated with other contexts. Note that the hardware
765                  * automatically triggers reports when switching to a new
766                  * context which are tagged with the ID of the newly active
767                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
768                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
769                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
770                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
771                  * all.
772                  *
773                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
774                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
775                  * identify a switch before any 'context switch' report.
776                  */
777                 if (!stream->perf->exclusive_stream->ctx ||
778                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
779                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
780                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
781
782                         /*
783                          * While filtering for a single context we avoid
784                          * leaking the IDs of other contexts.
785                          */
786                         if (stream->perf->exclusive_stream->ctx &&
787                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
788                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
789                         }
790
791                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
792                                                report);
793                         if (ret)
794                                 break;
795
796                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
797                 }
798
799                 /*
800                  * Clear out the first 2 dword as a mean to detect unlanded
801                  * reports.
802                  */
803                 report32[0] = 0;
804                 report32[1] = 0;
805         }
806
807         if (start_offset != *offset) {
808                 i915_reg_t oaheadptr;
809
810                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
811                             GEN12_OAG_OAHEADPTR : GEN8_OAHEADPTR;
812
813                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
814
815                 /*
816                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
817                  * relative to oa_buf_base so put back here...
818                  */
819                 head += gtt_offset;
820                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
821                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
822                 stream->oa_buffer.head = head;
823
824                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
825         }
826
827         return ret;
828 }
829
830 /**
831  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
832  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
833  * @buf: destination buffer given by userspace
834  * @count: the number of bytes userspace wants to read
835  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
836  *
837  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
838  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
839  * initiate appending any buffered OA reports.
840  *
841  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
842  * the userspace buffer.
843  *
844  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
845  * even if an error is returned, and this is reflected in the
846  * updated @offset.
847  *
848  * Returns: zero on success or a negative error code
849  */
850 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
851                         char __user *buf,
852                         size_t count,
853                         size_t *offset)
854 {
855         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
856         u32 oastatus;
857         i915_reg_t oastatus_reg;
858         int ret;
859
860         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
861                 return -EIO;
862
863         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
864                        GEN12_OAG_OASTATUS : GEN8_OASTATUS;
865
866         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
867
868         /*
869          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
870          *
871          * Although theoretically we could handle this more gracefully
872          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
873          * automatically triggered reports in this condition and so we
874          * have to assume that old reports are now being trampled
875          * over.
876          *
877          * Considering how we don't currently give userspace control
878          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
879          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
880          * that something has gone quite badly wrong.
881          */
882         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
883                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
884                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
885                 if (ret)
886                         return ret;
887
888                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
889                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
890                         stream->period_exponent);
891
892                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
893                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
894
895                 /*
896                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
897                  * reset GEN8_OASTATUS for us
898                  */
899                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
900         }
901
902         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
903                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
904                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
905                 if (ret)
906                         return ret;
907
908                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
909                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
910                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
911                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
912                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
913                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
914         }
915
916         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
917 }
918
919 /**
920  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
921  *                          userspace read() buffer.
922  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
923  * @buf: destination buffer given by userspace
924  * @count: the number of bytes userspace wants to read
925  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
926  *
927  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
928  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
929  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
930  * to decide if the error should be squashed before returning to
931  * userspace.
932  *
933  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
934  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
935  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
936  * Gen PRM naming convention.
937  *
938  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
939  */
940 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
941                                   char __user *buf,
942                                   size_t count,
943                                   size_t *offset)
944 {
945         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
946         int report_size = stream->oa_buffer.format_size;
947         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
948         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
949         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
950         size_t start_offset = *offset;
951         unsigned long flags;
952         u32 head, tail;
953         u32 taken;
954         int ret = 0;
955
956         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
957                 return -EIO;
958
959         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
960
961         head = stream->oa_buffer.head;
962         tail = stream->oa_buffer.tail;
963
964         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
965
966         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
967          * while indexing relative to oa_buf_base.
968          */
969         head -= gtt_offset;
970         tail -= gtt_offset;
971
972         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
973          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
974          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
975          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
976          * all a power of two).
977          */
978         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
979                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
980                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
981                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
982                           head, tail))
983                 return -EIO;
984
985
986         for (/* none */;
987              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
988              head = (head + report_size) & mask) {
989                 u8 *report = oa_buf_base + head;
990                 u32 *report32 = (void *)report;
991
992                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
993                  * size so we never expect to see a report split
994                  * between the beginning and end of the buffer.
995                  *
996                  * Given the initial alignment check a misalignment
997                  * here would imply a driver bug that would result
998                  * in an overrun.
999                  */
1000                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1001                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1002                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1003                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1004                         break;
1005                 }
1006
1007                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1008                  * some undocumented flags related to what triggered
1009                  * the report and is never expected to be zero so we
1010                  * can check that the report isn't invalid before
1011                  * copying it to userspace...
1012                  */
1013                 if (report32[0] == 0) {
1014                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1015                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
1016                         continue;
1017                 }
1018
1019                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1020                 if (ret)
1021                         break;
1022
1023                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1024                  * reports.
1025                  */
1026                 report32[0] = 0;
1027                 report32[1] = 0;
1028         }
1029
1030         if (start_offset != *offset) {
1031                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1032
1033                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1034                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1035                  */
1036                 head += gtt_offset;
1037
1038                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1039                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1040                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1041                 stream->oa_buffer.head = head;
1042
1043                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1044         }
1045
1046         return ret;
1047 }
1048
1049 /**
1050  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1051  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1052  * @buf: destination buffer given by userspace
1053  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1054  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1055  *
1056  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1057  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1058  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1059  *
1060  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1061  * the userspace buffer.
1062  *
1063  * Returns: zero on success or a negative error code
1064  */
1065 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1066                         char __user *buf,
1067                         size_t count,
1068                         size_t *offset)
1069 {
1070         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1071         u32 oastatus1;
1072         int ret;
1073
1074         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1075                 return -EIO;
1076
1077         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1078
1079         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1080          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1081          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1082          * that have already been reported to userspace.
1083          */
1084         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1085
1086         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1087          *
1088          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1089          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1090          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1091          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1092          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1093          *   the state again.
1094          *
1095          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1096          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1097          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1098          *   are being written to cleared memory.
1099          *
1100          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1101          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1102          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1103          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1104          *   now.
1105          */
1106         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1107                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1108                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1109                 if (ret)
1110                         return ret;
1111
1112                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1113                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1114                         stream->period_exponent);
1115
1116                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1117                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1118
1119                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1120         }
1121
1122         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1123                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1124                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1125                 if (ret)
1126                         return ret;
1127                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1128                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1129         }
1130
1131         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1132 }
1133
1134 /**
1135  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1136  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1137  *
1138  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1139  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1140  * OA buffer and wakes us.
1141  *
1142  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1143  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1144  * really data ready for userspace yet.
1145  *
1146  * Returns: zero on success or a negative error code
1147  */
1148 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1149 {
1150         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1151         if (!stream->periodic)
1152                 return -EIO;
1153
1154         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1155                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1156 }
1157
1158 /**
1159  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1160  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1161  * @file: An i915 perf stream file
1162  * @wait: poll() state table
1163  *
1164  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1165  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1166  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1167  */
1168 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1169                               struct file *file,
1170                               poll_table *wait)
1171 {
1172         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1173 }
1174
1175 /**
1176  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1177  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1178  * @buf: destination buffer given by userspace
1179  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1180  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1181  *
1182  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1183  * the userspace buffer.
1184  *
1185  * Returns: zero on success or a negative error code
1186  */
1187 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1188                         char __user *buf,
1189                         size_t count,
1190                         size_t *offset)
1191 {
1192         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1193 }
1194
1195 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1196 {
1197         struct i915_gem_engines_iter it;
1198         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1199         struct intel_context *ce;
1200         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1201         int err = -ENODEV;
1202
1203         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1204                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1205                         continue;
1206
1207                 err = 0;
1208                 break;
1209         }
1210         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1211
1212         if (err)
1213                 return ERR_PTR(err);
1214
1215         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1216 retry:
1217         /*
1218          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1219          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1220          */
1221         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1222         if (err == -EDEADLK) {
1223                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1224                 if (!err)
1225                         goto retry;
1226         }
1227         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1228
1229         if (err)
1230                 return ERR_PTR(err);
1231
1232         stream->pinned_ctx = ce;
1233         return stream->pinned_ctx;
1234 }
1235
1236 /**
1237  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1238  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1239  *
1240  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1241  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1242  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1243  *
1244  * Returns: zero on success or a negative error code
1245  */
1246 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1247 {
1248         struct intel_context *ce;
1249
1250         ce = oa_pin_context(stream);
1251         if (IS_ERR(ce))
1252                 return PTR_ERR(ce);
1253
1254         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1255         case 7: {
1256                 /*
1257                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1258                  * and don't need to use the mask.
1259                  */
1260                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1261                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1262                 break;
1263         }
1264
1265         case 8:
1266         case 9:
1267                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1268                         /*
1269                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1270                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1271                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1272                          * what is put into the context id field of the
1273                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1274                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1275                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1276                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1277                          */
1278                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1279
1280                         /*
1281                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1282                          * ignore that bit.
1283                          */
1284                         stream->specific_ctx_id_mask =
1285                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1286                 } else {
1287                         stream->specific_ctx_id_mask =
1288                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1289                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1290                 }
1291                 break;
1292
1293         case 11:
1294         case 12:
1295                 if (GRAPHICS_VER_FULL(ce->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1296                         stream->specific_ctx_id_mask =
1297                                 ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1298                                 (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1299                         stream->specific_ctx_id =
1300                                 (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1301                                 (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1302                 } else {
1303                         stream->specific_ctx_id_mask =
1304                                 ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1305                         /*
1306                          * Pick an unused context id
1307                          * 0 - BITS_PER_LONG are used by other contexts
1308                          * GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID (0x7ff) is used by idle context
1309                          */
1310                         stream->specific_ctx_id =
1311                                 (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) << (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1312                 }
1313                 break;
1314
1315         default:
1316                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1317         }
1318
1319         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1320
1321         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1322                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1323                 stream->specific_ctx_id,
1324                 stream->specific_ctx_id_mask);
1325
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1331  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1332  *
1333  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1334  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1335  */
1336 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1337 {
1338         struct intel_context *ce;
1339
1340         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1341         if (ce) {
1342                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1343                 intel_context_unpin(ce);
1344         }
1345
1346         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1347         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1348 }
1349
1350 static void
1351 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1352 {
1353         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1354                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1355
1356         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1357 }
1358
1359 static void
1360 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1361 {
1362         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1363
1364         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1365         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1366                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1367 }
1368
1369 static void
1370 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1371 {
1372         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1373 }
1374
1375 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1376 {
1377         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1378
1379         BUG_ON(stream != perf->exclusive_stream);
1380
1381         /*
1382          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1383          * the metric set on gen8+.
1384          *
1385          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1386          */
1387         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
1388         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1389
1390         free_oa_buffer(stream);
1391
1392         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1393         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1394
1395         if (stream->ctx)
1396                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1397
1398         free_oa_configs(stream);
1399         free_noa_wait(stream);
1400
1401         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1402                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1403                          perf->spurious_report_rs.missed);
1404         }
1405 }
1406
1407 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1408 {
1409         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1410         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1411         unsigned long flags;
1412
1413         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1414
1415         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1416          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1417          */
1418         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1419                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1420         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1421
1422         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1423
1424         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1425                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1426
1427         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1428         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1429         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1430
1431         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1432
1433         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1434          * already seen since they can't be cleared while periodic
1435          * sampling is enabled.
1436          */
1437         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1438
1439         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1440          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1441          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1442          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1443          *
1444          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1445          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1446          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1447          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1448          * memory...
1449          */
1450         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1451 }
1452
1453 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1454 {
1455         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1456         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1457         unsigned long flags;
1458
1459         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1460
1461         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1462         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1463         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1464
1465         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1466
1467         /*
1468          * PRM says:
1469          *
1470          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1471          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1472          *  to enable proper functionality of the overflow
1473          *  bit."
1474          */
1475         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1476                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1477         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1478
1479         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1480         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1481         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1482
1483         /*
1484          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1485          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1486          * context.
1487          */
1488         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1489
1490         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1491
1492         /*
1493          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1494          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1495          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1496          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1497          *
1498          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1499          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1500          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1501          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1502          * memory...
1503          */
1504         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1505 }
1506
1507 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1508 {
1509         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1510         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1511         unsigned long flags;
1512
1513         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1514
1515         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OASTATUS, 0);
1516         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAHEADPTR,
1517                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1518         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1519
1520         /*
1521          * PRM says:
1522          *
1523          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1524          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1525          *  to enable proper functionality of the overflow
1526          *  bit."
1527          */
1528         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OABUFFER, gtt_offset |
1529                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1530         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OATAILPTR,
1531                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1532
1533         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1534         stream->oa_buffer.aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
1535         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1536
1537         /*
1538          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1539          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1540          * context.
1541          */
1542         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1543
1544         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1545
1546         /*
1547          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1548          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1549          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1550          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1551          *
1552          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1553          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1554          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1555          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1556          * memory...
1557          */
1558         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1559                stream->oa_buffer.vma->size);
1560 }
1561
1562 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1563 {
1564         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1565         struct drm_i915_gem_object *bo;
1566         struct i915_vma *vma;
1567         int ret;
1568
1569         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1570                 return -ENODEV;
1571
1572         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1573         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1574
1575         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1576         if (IS_ERR(bo)) {
1577                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1578                 return PTR_ERR(bo);
1579         }
1580
1581         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1582
1583         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1584         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1585         if (IS_ERR(vma)) {
1586                 ret = PTR_ERR(vma);
1587                 goto err_unref;
1588         }
1589         stream->oa_buffer.vma = vma;
1590
1591         stream->oa_buffer.vaddr =
1592                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1593         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1594                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1595                 goto err_unpin;
1596         }
1597
1598         return 0;
1599
1600 err_unpin:
1601         __i915_vma_unpin(vma);
1602
1603 err_unref:
1604         i915_gem_object_put(bo);
1605
1606         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1607         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1608
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1613                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1614                                   u32 dword_count)
1615 {
1616         u32 cmd;
1617         u32 d;
1618
1619         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1620         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1621         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1622                 cmd++;
1623
1624         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1625                 *cs++ = cmd;
1626                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1627                 *cs++ = intel_gt_scratch_offset(stream->engine->gt,
1628                                                 offset) + 4 * d;
1629                 *cs++ = 0;
1630         }
1631
1632         return cs;
1633 }
1634
1635 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1636 {
1637         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1638         struct drm_i915_gem_object *bo;
1639         struct i915_vma *vma;
1640         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1641                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1642                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1643         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1644 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1645         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1646         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1647         int ret, i;
1648         enum {
1649                 START_TS,
1650                 NOW_TS,
1651                 DELTA_TS,
1652                 JUMP_PREDICATE,
1653                 DELTA_TARGET,
1654                 N_CS_GPR
1655         };
1656
1657         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 4096);
1658         if (IS_ERR(bo)) {
1659                 drm_err(&i915->drm,
1660                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1661                 return PTR_ERR(bo);
1662         }
1663
1664         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1665 retry:
1666         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1667         if (ret)
1668                 goto out_ww;
1669
1670         /*
1671          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1672          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1673          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1674          */
1675         vma = i915_gem_object_ggtt_pin_ww(bo, &ww, NULL, 0, 0, PIN_HIGH);
1676         if (IS_ERR(vma)) {
1677                 ret = PTR_ERR(vma);
1678                 goto out_ww;
1679         }
1680
1681         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1682         if (IS_ERR(batch)) {
1683                 ret = PTR_ERR(batch);
1684                 goto err_unpin;
1685         }
1686
1687         /* Save registers. */
1688         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1689                 cs = save_restore_register(
1690                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
1691                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1692         cs = save_restore_register(
1693                 stream, cs, true /* save */, MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE),
1694                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1695
1696         /* First timestamp snapshot location. */
1697         ts0 = cs;
1698
1699         /*
1700          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
1701          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
1702          * register because the ALU works 64bits.
1703          */
1704         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1705         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
1706         *cs++ = 0;
1707         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1708         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1709         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
1710
1711         /*
1712          * This is the location we're going to jump back into until the
1713          * required amount of time has passed.
1714          */
1715         jump = cs;
1716
1717         /*
1718          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
1719          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
1720          * operations below.
1721          */
1722         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1723         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
1724         *cs++ = 0;
1725         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1726         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
1727         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
1728
1729         /*
1730          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
1731          * CS_GPR(1).
1732          */
1733         *cs++ = MI_MATH(5);
1734         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
1735         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
1736         *cs++ = MI_MATH_SUB;
1737         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
1738         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1739
1740         /*
1741          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
1742          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
1743          * to be used for the predicated jump.
1744          */
1745         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1746         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1747         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE));
1748
1749         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
1750         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
1751                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1752                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1753                 MI_BATCH_PREDICATE;
1754         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
1755         *cs++ = 0;
1756
1757         /*
1758          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
1759          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
1760          *
1761          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
1762          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
1763          */
1764         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
1765         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
1766         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
1767         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
1768         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
1769
1770         *cs++ = MI_MATH(4);
1771         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
1772         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
1773         *cs++ = MI_MATH_ADD;
1774         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
1775
1776         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1777
1778         /*
1779          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
1780          * predicated jump.
1781          */
1782         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
1783         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
1784         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE));
1785
1786         /* Predicate the jump.  */
1787         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
1788                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1789                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
1790                 MI_BATCH_PREDICATE;
1791         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
1792         *cs++ = 0;
1793
1794         /* Restore registers. */
1795         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
1796                 cs = save_restore_register(
1797                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
1798                         INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_CS_GPR + 8 * i, 2);
1799         cs = save_restore_register(
1800                 stream, cs, false /* restore */, MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE),
1801                 INTEL_GT_SCRATCH_FIELD_PERF_PREDICATE_RESULT_1, 1);
1802
1803         /* And return to the ring. */
1804         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1805
1806         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
1807
1808         i915_gem_object_flush_map(bo);
1809         __i915_gem_object_release_map(bo);
1810
1811         stream->noa_wait = vma;
1812         goto out_ww;
1813
1814 err_unpin:
1815         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
1816 out_ww:
1817         if (ret == -EDEADLK) {
1818                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1819                 if (!ret)
1820                         goto retry;
1821         }
1822         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1823         if (ret)
1824                 i915_gem_object_put(bo);
1825         return ret;
1826 }
1827
1828 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
1829                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
1830                             u32 n_regs)
1831 {
1832         u32 i;
1833
1834         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1835                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
1836                         u32 n_lri = min_t(u32,
1837                                           n_regs - i,
1838                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1839
1840                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
1841                 }
1842                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
1843                 *cs++ = reg_data[i].value;
1844         }
1845
1846         return cs;
1847 }
1848
1849 static int num_lri_dwords(int num_regs)
1850 {
1851         int count = 0;
1852
1853         if (num_regs > 0) {
1854                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
1855                 count += num_regs * 2;
1856         }
1857
1858         return count;
1859 }
1860
1861 static struct i915_oa_config_bo *
1862 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
1863                        struct i915_oa_config *oa_config)
1864 {
1865         struct drm_i915_gem_object *obj;
1866         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1867         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1868         size_t config_length = 0;
1869         u32 *cs;
1870         int err;
1871
1872         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
1873         if (!oa_bo)
1874                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1875
1876         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
1877         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
1878         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
1879         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
1880         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
1881
1882         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
1883         if (IS_ERR(obj)) {
1884                 err = PTR_ERR(obj);
1885                 goto err_free;
1886         }
1887
1888         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1889 retry:
1890         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
1891         if (err)
1892                 goto out_ww;
1893
1894         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
1895         if (IS_ERR(cs)) {
1896                 err = PTR_ERR(cs);
1897                 goto out_ww;
1898         }
1899
1900         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1901                              oa_config->mux_regs,
1902                              oa_config->mux_regs_len);
1903         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1904                              oa_config->b_counter_regs,
1905                              oa_config->b_counter_regs_len);
1906         cs = write_cs_mi_lri(cs,
1907                              oa_config->flex_regs,
1908                              oa_config->flex_regs_len);
1909
1910         /* Jump into the active wait. */
1911         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
1912                  MI_BATCH_BUFFER_START :
1913                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
1914         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
1915         *cs++ = 0;
1916
1917         i915_gem_object_flush_map(obj);
1918         __i915_gem_object_release_map(obj);
1919
1920         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
1921                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
1922                                        NULL);
1923         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
1924                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
1925                 goto out_ww;
1926         }
1927
1928         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
1929         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
1930
1931 out_ww:
1932         if (err == -EDEADLK) {
1933                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1934                 if (!err)
1935                         goto retry;
1936         }
1937         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1938
1939         if (err)
1940                 i915_gem_object_put(obj);
1941 err_free:
1942         if (err) {
1943                 kfree(oa_bo);
1944                 return ERR_PTR(err);
1945         }
1946         return oa_bo;
1947 }
1948
1949 static struct i915_vma *
1950 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
1951 {
1952         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
1953
1954         /*
1955          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
1956          * to the stream.
1957          */
1958         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
1959                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
1960                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
1961                            oa_config->uuid,
1962                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
1963                         goto out;
1964         }
1965
1966         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
1967         if (IS_ERR(oa_bo))
1968                 return ERR_CAST(oa_bo);
1969
1970 out:
1971         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
1972 }
1973
1974 static int
1975 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
1976                struct i915_oa_config *oa_config,
1977                struct intel_context *ce,
1978                struct i915_active *active)
1979 {
1980         struct i915_request *rq;
1981         struct i915_vma *vma;
1982         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1983         int err;
1984
1985         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
1986         if (IS_ERR(vma))
1987                 return PTR_ERR(vma);
1988
1989         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1990 retry:
1991         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
1992         if (err)
1993                 goto err;
1994
1995         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1996         if (err)
1997                 goto err;
1998
1999         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2000         rq = i915_request_create(ce);
2001         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2002         if (IS_ERR(rq)) {
2003                 err = PTR_ERR(rq);
2004                 goto err_vma_unpin;
2005         }
2006
2007         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2008                 /* After all individual context modifications */
2009                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2010                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2011                 if (err)
2012                         goto err_add_request;
2013
2014                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2015                 if (err)
2016                         goto err_add_request;
2017         }
2018
2019         err = i915_request_await_object(rq, vma->obj, 0);
2020         if (!err)
2021                 err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2022         if (err)
2023                 goto err_add_request;
2024
2025         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2026                                         vma->node.start, 0,
2027                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2028         if (err)
2029                 goto err_add_request;
2030
2031 err_add_request:
2032         i915_request_add(rq);
2033 err_vma_unpin:
2034         i915_vma_unpin(vma);
2035 err:
2036         if (err == -EDEADLK) {
2037                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2038                 if (!err)
2039                         goto retry;
2040         }
2041
2042         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2043         i915_vma_put(vma);
2044         return err;
2045 }
2046
2047 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2048 {
2049         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2050 }
2051
2052 static int
2053 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2054                       struct i915_active *active)
2055 {
2056         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2057
2058         /*
2059          * PRM:
2060          *
2061          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2062          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2063          * unable to count the events from non-render clock domain.
2064          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2065          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2066          * gating for RCS should also be disabled.
2067          */
2068         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2069                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2070         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2071                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2072
2073         return emit_oa_config(stream,
2074                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2075                               active);
2076 }
2077
2078 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2079 {
2080         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2081
2082         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2083                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2084         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2085                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2086
2087         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2088 }
2089
2090 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2091                               i915_reg_t reg)
2092 {
2093         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2094         int i;
2095
2096         /*
2097          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2098          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2099          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2100          */
2101         if (!oa_config)
2102                 return 0;
2103
2104         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2105                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2106                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2107         }
2108
2109         return 0;
2110 }
2111 /*
2112  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2113  * has been disabled.
2114  *
2115  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2116  * in the case that the OA unit has been disabled.
2117  */
2118 static void
2119 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2120                                const struct i915_perf_stream *stream)
2121 {
2122         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2123         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2124         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2125         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2126                 EU_PERF_CNTL0,
2127                 EU_PERF_CNTL1,
2128                 EU_PERF_CNTL2,
2129                 EU_PERF_CNTL3,
2130                 EU_PERF_CNTL4,
2131                 EU_PERF_CNTL5,
2132                 EU_PERF_CNTL6,
2133         };
2134         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2135         int i;
2136
2137         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2138                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2139                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2140                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2141
2142         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2143                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2144                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2145 }
2146
2147 struct flex {
2148         i915_reg_t reg;
2149         u32 offset;
2150         u32 value;
2151 };
2152
2153 static int
2154 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2155                 struct intel_context *ce,
2156                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2157 {
2158         u32 offset;
2159         u32 *cs;
2160
2161         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2162         if (IS_ERR(cs))
2163                 return PTR_ERR(cs);
2164
2165         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2166         do {
2167                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2168                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2169                 *cs++ = 0;
2170                 *cs++ = flex->value;
2171         } while (flex++, --count);
2172
2173         intel_ring_advance(rq, cs);
2174
2175         return 0;
2176 }
2177
2178 static int
2179 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2180                struct intel_context *ce,
2181                const struct flex *flex, unsigned int count)
2182 {
2183         u32 *cs;
2184
2185         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2186
2187         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2188         if (IS_ERR(cs))
2189                 return PTR_ERR(cs);
2190
2191         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2192         do {
2193                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2194                 *cs++ = flex->value;
2195         } while (flex++, --count);
2196         *cs++ = MI_NOOP;
2197
2198         intel_ring_advance(rq, cs);
2199
2200         return 0;
2201 }
2202
2203 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2204                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2205 {
2206         struct i915_request *rq;
2207         int err;
2208
2209         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2210         if (IS_ERR(rq))
2211                 return PTR_ERR(rq);
2212
2213         /* Serialise with the remote context */
2214         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2215         if (err == 0)
2216                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2217
2218         i915_request_add(rq);
2219         return err;
2220 }
2221
2222 static int
2223 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2224                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2225                  struct i915_active *active)
2226 {
2227         struct i915_request *rq;
2228         int err;
2229
2230         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2231         rq = i915_request_create(ce);
2232         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2233         if (IS_ERR(rq))
2234                 return PTR_ERR(rq);
2235
2236         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2237                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2238                 if (err)
2239                         goto err_add_request;
2240         }
2241
2242         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2243         if (err)
2244                 goto err_add_request;
2245
2246 err_add_request:
2247         i915_request_add(rq);
2248         return err;
2249 }
2250
2251 static int gen8_configure_context(struct i915_gem_context *ctx,
2252                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2253 {
2254         struct i915_gem_engines_iter it;
2255         struct intel_context *ce;
2256         int err = 0;
2257
2258         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2259                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2260
2261                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2262                         continue;
2263
2264                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2265                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2266                         continue;
2267
2268                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2269                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2270
2271                 intel_context_unpin(ce);
2272                 if (err)
2273                         break;
2274         }
2275         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2276
2277         return err;
2278 }
2279
2280 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2281                                        struct i915_active *active)
2282 {
2283         int err;
2284         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2285         u32 format = stream->oa_buffer.format;
2286         struct flex regs_context[] = {
2287                 {
2288                         GEN8_OACTXCONTROL,
2289                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2290                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2291                 },
2292         };
2293         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2294          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2295          */
2296 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2297         struct flex regs_lri[] = {
2298                 {
2299                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2300                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2301                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2302                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2303                 },
2304                 {
2305                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2306                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2307                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2308                                       active ?
2309                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2310                                       0)
2311                 },
2312         };
2313
2314         /* Modify the context image of pinned context with regs_context*/
2315         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2316         if (err)
2317                 return err;
2318
2319         err = gen8_modify_context(ce, regs_context, ARRAY_SIZE(regs_context));
2320         intel_context_unlock_pinned(ce);
2321         if (err)
2322                 return err;
2323
2324         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2325         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2330  * configuration across all contexts.
2331  *
2332  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2333  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2334  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2335  * the face of context switches.
2336  *
2337  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2338  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2339  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2340  * transiently before a WA BB could be parsed.
2341  *
2342  * This function needs to:
2343  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2344  *   updated
2345  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2346  *   OA state if they are scheduled for use.
2347  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2348  *   per-context OA state.
2349  *
2350  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2351  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2352  */
2353 static int
2354 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2355                           struct flex *regs,
2356                           size_t num_regs,
2357                           struct i915_active *active)
2358 {
2359         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2360         struct intel_engine_cs *engine;
2361         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2362         int err;
2363
2364         lockdep_assert_held(&stream->perf->lock);
2365
2366         /*
2367          * The OA register config is setup through the context image. This image
2368          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2369          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2370          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2371          *
2372          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2373          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2374          * configured at an invalid sampling period.
2375          *
2376          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2377          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2378          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2379          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2380          * trapped behind the barrier.
2381          */
2382         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2383         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2384                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2385                         continue;
2386
2387                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2388
2389                 err = gen8_configure_context(ctx, regs, num_regs);
2390                 if (err) {
2391                         i915_gem_context_put(ctx);
2392                         return err;
2393                 }
2394
2395                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2396                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2397                 i915_gem_context_put(ctx);
2398         }
2399         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2400
2401         /*
2402          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2403          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2404          * idle.
2405          */
2406         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2407                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2408
2409                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2410                         continue;
2411
2412                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2413
2414                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2415                 if (err)
2416                         return err;
2417         }
2418
2419         return 0;
2420 }
2421
2422 static int
2423 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2424                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2425                              struct i915_active *active)
2426 {
2427         struct flex regs[] = {
2428                 {
2429                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2430                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2431                 },
2432         };
2433
2434         return oa_configure_all_contexts(stream,
2435                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2436                                          active);
2437 }
2438
2439 static int
2440 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2441                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2442                            struct i915_active *active)
2443 {
2444         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2445         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2446 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2447         struct flex regs[] = {
2448                 {
2449                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2450                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2451                 },
2452                 {
2453                         GEN8_OACTXCONTROL,
2454                         stream->perf->ctx_oactxctrl_offset + 1,
2455                 },
2456                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2457                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2458                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2459                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2460                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2461                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2462                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2463         };
2464 #undef ctx_flexeuN
2465         int i;
2466
2467         regs[1].value =
2468                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2469                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2470                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2471
2472         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2473                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2474
2475         return oa_configure_all_contexts(stream,
2476                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2477                                          active);
2478 }
2479
2480 static int
2481 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2482                        struct i915_active *active)
2483 {
2484         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2485         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2486         int ret;
2487
2488         /*
2489          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2490          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2491          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2492          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2493          * overruns.
2494          *
2495          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2496          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2497          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2498          * correctly block these reports.
2499          *
2500          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2501          * this ratio to normalize.
2502          *
2503          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2504          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2505          * enabled.
2506          *
2507          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2508          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2509          * RPT_ID field.
2510          */
2511         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2512                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2513                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2514                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2515         }
2516
2517         /*
2518          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2519          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2520          * registers.
2521          */
2522         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2523         if (ret)
2524                 return ret;
2525
2526         return emit_oa_config(stream,
2527                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2528                               active);
2529 }
2530
2531 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2532 {
2533         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2534                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2535                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2536 }
2537
2538 static int
2539 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2540                         struct i915_active *active)
2541 {
2542         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2543         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2544         bool periodic = stream->periodic;
2545         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2546         int ret;
2547
2548         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OA_DEBUG,
2549                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2550                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2551                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2552                            /*
2553                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2554                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2555                             */
2556                            oag_report_ctx_switches(stream));
2557
2558         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL, periodic ?
2559                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2560                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2561                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2562                             : 0);
2563
2564         /*
2565          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2566          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2567          * registers.
2568          */
2569         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2570         if (ret)
2571                 return ret;
2572
2573         /*
2574          * For Gen12, performance counters are context
2575          * saved/restored. Only enable it for the context that
2576          * requested this.
2577          */
2578         if (stream->ctx) {
2579                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2580                 if (ret)
2581                         return ret;
2582         }
2583
2584         return emit_oa_config(stream,
2585                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2586                               active);
2587 }
2588
2589 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2590 {
2591         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2592
2593         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2594         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2595
2596         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2597 }
2598
2599 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2600 {
2601         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2602
2603         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2604         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2605
2606         /* Make sure we disable noa to save power. */
2607         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2608 }
2609
2610 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2611 {
2612         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2613
2614         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2615         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2616
2617         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2618         if (stream->ctx)
2619                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2620
2621         /* Make sure we disable noa to save power. */
2622         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2623 }
2624
2625 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2626 {
2627         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2628         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
2629         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
2630         bool periodic = stream->periodic;
2631         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2632         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2633
2634         /*
2635          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2636          *
2637          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2638          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2639          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2640          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2641          * memory which this helps maintains.
2642          */
2643         gen7_init_oa_buffer(stream);
2644
2645         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
2646                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
2647                            (period_exponent <<
2648                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2649                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
2650                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
2651                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
2652                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
2653 }
2654
2655 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2656 {
2657         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2658         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2659
2660         /*
2661          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
2662          *
2663          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
2664          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
2665          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
2666          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
2667          * memory which this helps maintains.
2668          */
2669         gen8_init_oa_buffer(stream);
2670
2671         /*
2672          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
2673          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
2674          * field of reports
2675          */
2676         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
2677                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
2678                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
2679 }
2680
2681 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2682 {
2683         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2684         u32 report_format = stream->oa_buffer.format;
2685
2686         /*
2687          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
2688          * need to program the OAG unit.
2689          */
2690         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
2691                 return;
2692
2693         gen12_init_oa_buffer(stream);
2694
2695         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL,
2696                            (report_format << GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2697                            GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE);
2698 }
2699
2700 /**
2701  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
2702  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2703  *
2704  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
2705  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
2706  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
2707  * during a read() or poll()).
2708  */
2709 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2710 {
2711         stream->pollin = false;
2712
2713         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
2714
2715         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2716                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
2717                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
2718                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
2719 }
2720
2721 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2722 {
2723         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2724
2725         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
2726         if (intel_wait_for_register(uncore,
2727                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
2728                                     50))
2729                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2730                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2731 }
2732
2733 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2734 {
2735         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2736
2737         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
2738         if (intel_wait_for_register(uncore,
2739                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2740                                     50))
2741                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2742                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2743 }
2744
2745 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2746 {
2747         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2748
2749         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OAG_OACONTROL, 0);
2750         if (intel_wait_for_register(uncore,
2751                                     GEN12_OAG_OACONTROL,
2752                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
2753                                     50))
2754                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2755                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
2756
2757         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
2758         if (intel_wait_for_register(uncore,
2759                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
2760                                     1, 0,
2761                                     50))
2762                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
2763                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
2764 }
2765
2766 /**
2767  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
2768  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
2769  *
2770  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
2771  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
2772  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
2773  */
2774 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
2775 {
2776         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
2777
2778         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
2779                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
2780 }
2781
2782 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
2783         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
2784         .enable = i915_oa_stream_enable,
2785         .disable = i915_oa_stream_disable,
2786         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
2787         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
2788         .read = i915_oa_read,
2789 };
2790
2791 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
2792 {
2793         struct i915_active *active;
2794         int err;
2795
2796         active = i915_active_create();
2797         if (!active)
2798                 return -ENOMEM;
2799
2800         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
2801         if (err == 0)
2802                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2803
2804         i915_active_put(active);
2805         return err;
2806 }
2807
2808 static void
2809 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2810                         struct intel_engine_cs *engine)
2811 {
2812         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
2813
2814         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
2815
2816         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
2817                 /*
2818                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
2819                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
2820                  * all available subslices per slice.
2821                  */
2822                 out_sseu->subslice_mask =
2823                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
2824                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
2825         }
2826 }
2827
2828 static int
2829 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
2830                 struct intel_engine_cs *engine,
2831                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
2832 {
2833         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
2834             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
2835                 return -EINVAL;
2836
2837         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
2838 }
2839
2840 /**
2841  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
2842  * @stream: An i915 perf stream
2843  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
2844  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
2845  *
2846  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
2847  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
2848  *
2849  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
2850  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
2851  * properties are OK.
2852  *
2853  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
2854  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
2855  *
2856  * Returns: zero on success or a negative error code.
2857  */
2858 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
2859                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
2860                                struct perf_open_properties *props)
2861 {
2862         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2863         struct i915_perf *perf = stream->perf;
2864         int format_size;
2865         int ret;
2866
2867         if (!props->engine) {
2868                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2869                         "OA engine not specified\n");
2870                 return -EINVAL;
2871         }
2872
2873         /*
2874          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
2875          * reason then don't let userspace try their luck with config
2876          * IDs
2877          */
2878         if (!perf->metrics_kobj) {
2879                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2880                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
2881                 return -EINVAL;
2882         }
2883
2884         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
2885             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
2886                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2887                         "Only OA report sampling supported\n");
2888                 return -EINVAL;
2889         }
2890
2891         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
2892                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2893                         "OA unit not supported\n");
2894                 return -ENODEV;
2895         }
2896
2897         /*
2898          * To avoid the complexity of having to accurately filter
2899          * counter reports and marshal to the appropriate client
2900          * we currently only allow exclusive access
2901          */
2902         if (perf->exclusive_stream) {
2903                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2904                         "OA unit already in use\n");
2905                 return -EBUSY;
2906         }
2907
2908         if (!props->oa_format) {
2909                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2910                         "OA report format not specified\n");
2911                 return -EINVAL;
2912         }
2913
2914         stream->engine = props->engine;
2915         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
2916
2917         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2918
2919         format_size = perf->oa_formats[props->oa_format].size;
2920
2921         stream->sample_flags = props->sample_flags;
2922         stream->sample_size += format_size;
2923
2924         stream->oa_buffer.format_size = format_size;
2925         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format_size == 0))
2926                 return -EINVAL;
2927
2928         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
2929
2930         stream->oa_buffer.format =
2931                 perf->oa_formats[props->oa_format].format;
2932
2933         stream->periodic = props->oa_periodic;
2934         if (stream->periodic)
2935                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
2936
2937         if (stream->ctx) {
2938                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2939                 if (ret) {
2940                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2941                                 "Invalid context id to filter with\n");
2942                         return ret;
2943                 }
2944         }
2945
2946         ret = alloc_noa_wait(stream);
2947         if (ret) {
2948                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2949                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
2950                 goto err_noa_wait_alloc;
2951         }
2952
2953         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
2954         if (!stream->oa_config) {
2955                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2956                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
2957                 ret = -EINVAL;
2958                 goto err_config;
2959         }
2960
2961         /* PRM - observability performance counters:
2962          *
2963          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2964          *
2965          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2966          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2967          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2968          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2969          *
2970          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2971          *   references will effectively disable RC6.
2972          */
2973         intel_engine_pm_get(stream->engine);
2974         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
2975
2976         ret = alloc_oa_buffer(stream);
2977         if (ret)
2978                 goto err_oa_buf_alloc;
2979
2980         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2981
2982         perf->sseu = props->sseu;
2983         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, stream);
2984
2985         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
2986         if (ret) {
2987                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2988                         "Unable to enable metric set\n");
2989                 goto err_enable;
2990         }
2991
2992         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
2993                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
2994                   stream->oa_config->uuid);
2995
2996         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
2997                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2998         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
2999         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3000         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3001
3002         return 0;
3003
3004 err_enable:
3005         WRITE_ONCE(perf->exclusive_stream, NULL);
3006         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3007
3008         free_oa_buffer(stream);
3009
3010 err_oa_buf_alloc:
3011         free_oa_configs(stream);
3012
3013         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3014         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3015
3016 err_config:
3017         free_noa_wait(stream);
3018
3019 err_noa_wait_alloc:
3020         if (stream->ctx)
3021                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3022
3023         return ret;
3024 }
3025
3026 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3027                             const struct intel_engine_cs *engine)
3028 {
3029         struct i915_perf_stream *stream;
3030
3031         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3032                 return;
3033
3034         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3035         stream = READ_ONCE(engine->i915->perf.exclusive_stream);
3036         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3037                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3038 }
3039
3040 /**
3041  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3042  * @file: An i915 perf stream file
3043  * @buf: destination buffer given by userspace
3044  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3045  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3046  *
3047  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3048  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3049  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3050  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3051  *
3052  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3053  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3054  * while reading.
3055  *
3056  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3057  */
3058 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3059                               char __user *buf,
3060                               size_t count,
3061                               loff_t *ppos)
3062 {
3063         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3064         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3065         size_t offset = 0;
3066         int ret;
3067
3068         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3069          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3070          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3071          */
3072         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3073                 return -EIO;
3074
3075         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3076                 /* There's the small chance of false positives from
3077                  * stream->ops->wait_unlocked.
3078                  *
3079                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3080                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3081                  * any reports really belong to the current context
3082                  */
3083                 do {
3084                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3085                         if (ret)
3086                                 return ret;
3087
3088                         mutex_lock(&perf->lock);
3089                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3090                         mutex_unlock(&perf->lock);
3091                 } while (!offset && !ret);
3092         } else {
3093                 mutex_lock(&perf->lock);
3094                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3095                 mutex_unlock(&perf->lock);
3096         }
3097
3098         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3099          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3100          * not really any data available. In this situation though we don't
3101          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3102          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3103          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3104          * before reporting another EPOLLIN event.
3105          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3106          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3107          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3108          */
3109         if (ret != -ENOSPC)
3110                 stream->pollin = false;
3111
3112         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3113         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3114 }
3115
3116 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3117 {
3118         struct i915_perf_stream *stream =
3119                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3120
3121         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3122                 stream->pollin = true;
3123                 wake_up(&stream->poll_wq);
3124         }
3125
3126         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3127                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3128
3129         return HRTIMER_RESTART;
3130 }
3131
3132 /**
3133  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3134  * @stream: An i915 perf stream
3135  * @file: An i915 perf stream file
3136  * @wait: poll() state table
3137  *
3138  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3139  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3140  * will be woken for new stream data.
3141  *
3142  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3143  * with any non-file-operation driver hooks.
3144  *
3145  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3146  */
3147 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3148                                       struct file *file,
3149                                       poll_table *wait)
3150 {
3151         __poll_t events = 0;
3152
3153         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3154
3155         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3156          * here since this path may be very hot depending on what else
3157          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3158          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3159          * samples to read.
3160          */
3161         if (stream->pollin)
3162                 events |= EPOLLIN;
3163
3164         return events;
3165 }
3166
3167 /**
3168  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3169  * @file: An i915 perf stream file
3170  * @wait: poll() state table
3171  *
3172  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3173  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3174  * data.
3175  *
3176  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3177  *
3178  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3179  */
3180 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3181 {
3182         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3183         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3184         __poll_t ret;
3185
3186         mutex_lock(&perf->lock);
3187         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3188         mutex_unlock(&perf->lock);
3189
3190         return ret;
3191 }
3192
3193 /**
3194  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3195  * @stream: A disabled i915 perf stream
3196  *
3197  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3198  *
3199  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3200  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3201  * buffered data.
3202  */
3203 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3204 {
3205         if (stream->enabled)
3206                 return;
3207
3208         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3209         stream->enabled = true;
3210
3211         if (stream->ops->enable)
3212                 stream->ops->enable(stream);
3213
3214         if (stream->hold_preemption)
3215                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3216 }
3217
3218 /**
3219  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3220  * @stream: An enabled i915 perf stream
3221  *
3222  * Disables the associated capture of data for this stream.
3223  *
3224  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3225  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3226  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3227  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3228  *
3229  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3230  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3231  */
3232 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3233 {
3234         if (!stream->enabled)
3235                 return;
3236
3237         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3238         stream->enabled = false;
3239
3240         if (stream->hold_preemption)
3241                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3242
3243         if (stream->ops->disable)
3244                 stream->ops->disable(stream);
3245 }
3246
3247 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3248                                     unsigned long metrics_set)
3249 {
3250         struct i915_oa_config *config;
3251         long ret = stream->oa_config->id;
3252
3253         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3254         if (!config)
3255                 return -EINVAL;
3256
3257         if (config != stream->oa_config) {
3258                 int err;
3259
3260                 /*
3261                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3262                  * reconfiguration inline from that context. The update
3263                  * will then be ordered with respect to submission on that
3264                  * context.
3265                  *
3266                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3267                  * so it will effectively take effect when idle.
3268                  */
3269                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3270                 if (!err)
3271                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3272                 else
3273                         ret = err;
3274         }
3275
3276         i915_oa_config_put(config);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 /**
3282  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3283  * @stream: An i915 perf stream
3284  * @cmd: the ioctl request
3285  * @arg: the ioctl data
3286  *
3287  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3288  * with any non-file-operation driver hooks.
3289  *
3290  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3291  * an unknown ioctl request.
3292  */
3293 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3294                                    unsigned int cmd,
3295                                    unsigned long arg)
3296 {
3297         switch (cmd) {
3298         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3299                 i915_perf_enable_locked(stream);
3300                 return 0;
3301         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3302                 i915_perf_disable_locked(stream);
3303                 return 0;
3304         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3305                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3306         }
3307
3308         return -EINVAL;
3309 }
3310
3311 /**
3312  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3313  * @file: An i915 perf stream file
3314  * @cmd: the ioctl request
3315  * @arg: the ioctl data
3316  *
3317  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3318  *
3319  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3320  * an unknown ioctl request.
3321  */
3322 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3323                             unsigned int cmd,
3324                             unsigned long arg)
3325 {
3326         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3327         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3328         long ret;
3329
3330         mutex_lock(&perf->lock);
3331         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3332         mutex_unlock(&perf->lock);
3333
3334         return ret;
3335 }
3336
3337 /**
3338  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3339  * @stream: An i915 perf stream
3340  *
3341  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3342  * any associated data capture in the process.
3343  *
3344  * Note: The &perf->lock mutex has been taken to serialize
3345  * with any non-file-operation driver hooks.
3346  */
3347 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3348 {
3349         if (stream->enabled)
3350                 i915_perf_disable_locked(stream);
3351
3352         if (stream->ops->destroy)
3353                 stream->ops->destroy(stream);
3354
3355         if (stream->ctx)
3356                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3357
3358         kfree(stream);
3359 }
3360
3361 /**
3362  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3363  * @inode: anonymous inode associated with file
3364  * @file: An i915 perf stream file
3365  *
3366  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3367  *
3368  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3369  *
3370  * Returns: zero on success or a negative error code.
3371  */
3372 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3373 {
3374         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3375         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3376
3377         mutex_lock(&perf->lock);
3378         i915_perf_destroy_locked(stream);
3379         mutex_unlock(&perf->lock);
3380
3381         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3382         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3383
3384         return 0;
3385 }
3386
3387
3388 static const struct file_operations fops = {
3389         .owner          = THIS_MODULE,
3390         .llseek         = no_llseek,
3391         .release        = i915_perf_release,
3392         .poll           = i915_perf_poll,
3393         .read           = i915_perf_read,
3394         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3395         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3396          * to handle 32bits compatibility.
3397          */
3398         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3399 };
3400
3401
3402 /**
3403  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3404  * @perf: i915 perf instance
3405  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3406  * @props: individually validated u64 property value pairs
3407  * @file: drm file
3408  *
3409  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3410  *
3411  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3412  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &perf->lock mutex
3413  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3414  *
3415  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3416  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3417  * sense.
3418  *
3419  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3420  * config validation and stream initialization details will be handled by
3421  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3422  * will be relevant to all stream types / backends.
3423  *
3424  * Returns: zero on success or a negative error code.
3425  */
3426 static int
3427 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3428                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3429                             struct perf_open_properties *props,
3430                             struct drm_file *file)
3431 {
3432         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3433         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3434         unsigned long f_flags = 0;
3435         bool privileged_op = true;
3436         int stream_fd;
3437         int ret;
3438
3439         if (props->single_context) {
3440                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3441                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3442
3443                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3444                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3445                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3446                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3447                                   ctx_handle);
3448                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3449                         goto err;
3450                 }
3451         }
3452
3453         /*
3454          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3455          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3456          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3457          * non-privileged client.
3458          *
3459          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3460          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3461          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3462          * filter reports based on the included context ID we can't block
3463          * clients from seeing the raw / global counter values via
3464          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3465          * enable the OA unit by default.
3466          *
3467          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3468          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3469          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3470          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3471          */
3472         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3473                 privileged_op = false;
3474         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3475                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3476                 privileged_op = false;
3477
3478         if (props->hold_preemption) {
3479                 if (!props->single_context) {
3480                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3481                                 "preemption disable with no context\n");
3482                         ret = -EINVAL;
3483                         goto err;
3484                 }
3485                 privileged_op = true;
3486         }
3487
3488         /*
3489          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3490          */
3491         if (props->has_sseu)
3492                 privileged_op = true;
3493         else
3494                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3495
3496         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3497          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3498          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3499          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3500          */
3501         if (privileged_op &&
3502             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3503                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3504                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3505                 ret = -EACCES;
3506                 goto err_ctx;
3507         }
3508
3509         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3510         if (!stream) {
3511                 ret = -ENOMEM;
3512                 goto err_ctx;
3513         }
3514
3515         stream->perf = perf;
3516         stream->ctx = specific_ctx;
3517         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3518
3519         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3520         if (ret)
3521                 goto err_alloc;
3522
3523         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3524          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3525          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3526          */
3527         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3528                 ret = -ENODEV;
3529                 goto err_flags;
3530         }
3531
3532         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3533                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3534         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3535                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3536
3537         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3538         if (stream_fd < 0) {
3539                 ret = stream_fd;
3540                 goto err_flags;
3541         }
3542
3543         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3544                 i915_perf_enable_locked(stream);
3545
3546         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3547          * until its release.
3548          */
3549         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3550
3551         return stream_fd;
3552
3553 err_flags:
3554         if (stream->ops->destroy)
3555                 stream->ops->destroy(stream);
3556 err_alloc:
3557         kfree(stream);
3558 err_ctx:
3559         if (specific_ctx)
3560                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3561 err:
3562         return ret;
3563 }
3564
3565 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3566 {
3567         return intel_gt_clock_interval_to_ns(to_gt(perf->i915),
3568                                              2ULL << exponent);
3569 }
3570
3571 static __always_inline bool
3572 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3573 {
3574         return test_bit(format, perf->format_mask);
3575 }
3576
3577 static __always_inline void
3578 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3579 {
3580         __set_bit(format, perf->format_mask);
3581 }
3582
3583 /**
3584  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
3585  * @perf: i915 perf instance
3586  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
3587  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
3588  * @props: The stream configuration built up while validating properties
3589  *
3590  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
3591  * validate that the combination of properties makes sense or that all
3592  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
3593  *
3594  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
3595  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
3596  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
3597  */
3598 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
3599                                     u64 __user *uprops,
3600                                     u32 n_props,
3601                                     struct perf_open_properties *props)
3602 {
3603         u64 __user *uprop = uprops;
3604         u32 i;
3605         int ret;
3606
3607         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
3608         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
3609
3610         if (!n_props) {
3611                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3612                         "No i915 perf properties given\n");
3613                 return -EINVAL;
3614         }
3615
3616         /* At the moment we only support using i915-perf on the RCS. */
3617         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915,
3618                                                  I915_ENGINE_CLASS_RENDER,
3619                                                  0);
3620         if (!props->engine) {
3621                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3622                         "No RENDER-capable engines\n");
3623                 return -EINVAL;
3624         }
3625
3626         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
3627          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
3628          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
3629          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
3630          * from userspace.
3631          */
3632         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3633                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3634                         "More i915 perf properties specified than exist\n");
3635                 return -EINVAL;
3636         }
3637
3638         for (i = 0; i < n_props; i++) {
3639                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
3640                 u64 id, value;
3641
3642                 ret = get_user(id, uprop);
3643                 if (ret)
3644                         return ret;
3645
3646                 ret = get_user(value, uprop + 1);
3647                 if (ret)
3648                         return ret;
3649
3650                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
3651                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3652                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
3653                         return -EINVAL;
3654                 }
3655
3656                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
3657                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
3658                         props->single_context = 1;
3659                         props->ctx_handle = value;
3660                         break;
3661                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
3662                         if (value)
3663                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
3664                         break;
3665                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
3666                         if (value == 0) {
3667                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3668                                         "Unknown OA metric set ID\n");
3669                                 return -EINVAL;
3670                         }
3671                         props->metrics_set = value;
3672                         break;
3673                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
3674                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
3675                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3676                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
3677                                           value);
3678                                 return -EINVAL;
3679                         }
3680                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
3681                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3682                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
3683                                           value);
3684                                 return -EINVAL;
3685                         }
3686                         props->oa_format = value;
3687                         break;
3688                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
3689                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
3690                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3691                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
3692                                          OA_EXPONENT_MAX);
3693                                 return -EINVAL;
3694                         }
3695
3696                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
3697                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
3698                          * for BXT. We don't allow such high sampling
3699                          * frequencies by default unless root.
3700                          */
3701
3702                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
3703                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
3704
3705                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
3706                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
3707                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
3708                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
3709                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
3710                          */
3711                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
3712                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
3713                                 do_div(tmp, oa_period);
3714                                 oa_freq_hz = tmp;
3715                         } else
3716                                 oa_freq_hz = 0;
3717
3718                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
3719                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3720                                         "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",
3721                                           i915_oa_max_sample_rate);
3722                                 return -EACCES;
3723                         }
3724
3725                         props->oa_periodic = true;
3726                         props->oa_period_exponent = value;
3727                         break;
3728                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
3729                         props->hold_preemption = !!value;
3730                         break;
3731                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
3732                         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
3733
3734                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
3735                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3736                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
3737                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
3738                                 return -ENODEV;
3739                         }
3740
3741                         if (copy_from_user(&user_sseu,
3742                                            u64_to_user_ptr(value),
3743                                            sizeof(user_sseu))) {
3744                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3745                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
3746                                 return -EFAULT;
3747                         }
3748
3749                         ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
3750                         if (ret) {
3751                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3752                                         "Invalid SSEU configuration\n");
3753                                 return ret;
3754                         }
3755                         props->has_sseu = true;
3756                         break;
3757                 }
3758                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
3759                         if (value < 100000 /* 100us */) {
3760                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3761                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
3762                                           value);
3763                                 return -EINVAL;
3764                         }
3765                         props->poll_oa_period = value;
3766                         break;
3767                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
3768                         MISSING_CASE(id);
3769                         return -EINVAL;
3770                 }
3771
3772                 uprop += 2;
3773         }
3774
3775         return 0;
3776 }
3777
3778 /**
3779  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3780  * @dev: drm device
3781  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
3782  * @file: drm file
3783  *
3784  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
3785  * and an array of u64 key, value pair properties.
3786  *
3787  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
3788  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
3789  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
3790  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
3791  *
3792  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
3793  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
3794  *
3795  * Most of the implementation details are handled by
3796  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &perf->lock
3797  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
3798  *
3799  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
3800  * error code on failure.
3801  */
3802 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
3803                          struct drm_file *file)
3804 {
3805         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
3806         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
3807         struct perf_open_properties props;
3808         u32 known_open_flags;
3809         int ret;
3810
3811         if (!perf->i915) {
3812                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3813                         "i915 perf interface not available for this system\n");
3814                 return -ENOTSUPP;
3815         }
3816
3817         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
3818                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
3819                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
3820         if (param->flags & ~known_open_flags) {
3821                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3822                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
3823                 return -EINVAL;
3824         }
3825
3826         ret = read_properties_unlocked(perf,
3827                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
3828                                        param->num_properties,
3829                                        &props);
3830         if (ret)
3831                 return ret;
3832
3833         mutex_lock(&perf->lock);
3834         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
3835         mutex_unlock(&perf->lock);
3836
3837         return ret;
3838 }
3839
3840 /**
3841  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
3842  * @i915: i915 device instance
3843  *
3844  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
3845  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
3846  * used to open an i915-perf stream.
3847  */
3848 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
3849 {
3850         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3851
3852         if (!perf->i915)
3853                 return;
3854
3855         /* To be sure we're synchronized with an attempted
3856          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
3857          * being exposed to userspace.
3858          */
3859         mutex_lock(&perf->lock);
3860
3861         perf->metrics_kobj =
3862                 kobject_create_and_add("metrics",
3863                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
3864
3865         mutex_unlock(&perf->lock);
3866 }
3867
3868 /**
3869  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
3870  * @i915: i915 device instance
3871  *
3872  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
3873  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
3874  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
3875  * remaining state in i915_perf_fini().
3876  */
3877 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
3878 {
3879         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
3880
3881         if (!perf->metrics_kobj)
3882                 return;
3883
3884         kobject_put(perf->metrics_kobj);
3885         perf->metrics_kobj = NULL;
3886 }
3887
3888 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3889 {
3890         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
3891                 EU_PERF_CNTL0,
3892                 EU_PERF_CNTL1,
3893                 EU_PERF_CNTL2,
3894                 EU_PERF_CNTL3,
3895                 EU_PERF_CNTL4,
3896                 EU_PERF_CNTL5,
3897                 EU_PERF_CNTL6,
3898         };
3899         int i;
3900
3901         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
3902                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
3903                         return true;
3904         }
3905         return false;
3906 }
3907
3908 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
3909 {
3910         while (table->start || table->end) {
3911                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
3912                         return true;
3913
3914                 table++;
3915         }
3916
3917         return false;
3918 }
3919
3920 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
3921         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
3922
3923 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
3924         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
3925         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
3926         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
3927         {}
3928 };
3929
3930 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
3931         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
3932         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
3933         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
3934         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
3935         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
3936         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
3937         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
3938         {}
3939 };
3940
3941 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
3942         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
3943         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
3944         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
3945         {}
3946 };
3947
3948 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
3949         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
3950         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
3951         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
3952         {}
3953 };
3954
3955 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
3956         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
3957         {}
3958 };
3959
3960 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
3961         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
3962         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
3963         {}
3964 };
3965
3966 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
3967         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
3968         {}
3969 };
3970
3971 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
3972         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
3973         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
3974         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
3975         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
3976         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
3977         {}
3978 };
3979
3980 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3981 {
3982         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
3983 }
3984
3985 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3986 {
3987         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
3988                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
3989 }
3990
3991 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3992 {
3993         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
3994                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
3995                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
3996 }
3997
3998 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
3999 {
4000         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4001                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4002 }
4003
4004 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4005 {
4006         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4007                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4008 }
4009
4010 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4011 {
4012         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4013 }
4014
4015 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4016 {
4017         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4018 }
4019
4020 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4021 {
4022         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4023          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4024          * programmed by userspace doesn't change this.
4025          */
4026         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4027                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4028
4029         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4030          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4031          * configs.
4032          */
4033         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4034                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4035
4036         return val;
4037 }
4038
4039 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4040                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4041                                          u32 __user *regs,
4042                                          u32 n_regs)
4043 {
4044         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4045         int err;
4046         u32 i;
4047
4048         if (!n_regs)
4049                 return NULL;
4050
4051         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4052         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4053         if (!is_valid)
4054                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4055
4056         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4057         if (!oa_regs)
4058                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4059
4060         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4061                 u32 addr, value;
4062
4063                 err = get_user(addr, regs);
4064                 if (err)
4065                         goto addr_err;
4066
4067                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4068                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4069                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4070                         err = -EINVAL;
4071                         goto addr_err;
4072                 }
4073
4074                 err = get_user(value, regs + 1);
4075                 if (err)
4076                         goto addr_err;
4077
4078                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4079                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4080
4081                 regs += 2;
4082         }
4083
4084         return oa_regs;
4085
4086 addr_err:
4087         kfree(oa_regs);
4088         return ERR_PTR(err);
4089 }
4090
4091 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4092                                struct kobj_attribute *attr,
4093                                char *buf)
4094 {
4095         struct i915_oa_config *oa_config =
4096                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4097
4098         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4099 }
4100
4101 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4102                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4103 {
4104         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4105         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4106         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4107         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4108         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4109
4110         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4111         oa_config->attrs[1] = NULL;
4112
4113         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4114         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4115
4116         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4117                                   &oa_config->sysfs_metric);
4118 }
4119
4120 /**
4121  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4122  * @dev: drm device
4123  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4124  *        userspace (unvalidated)
4125  * @file: drm file
4126  *
4127  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4128  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4129  *
4130  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4131  * or a negative error code on failure.
4132  */
4133 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4134                                struct drm_file *file)
4135 {
4136         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4137         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4138         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4139         struct i915_oa_reg *regs;
4140         int err, id;
4141
4142         if (!perf->i915) {
4143                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4144                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4145                 return -ENOTSUPP;
4146         }
4147
4148         if (!perf->metrics_kobj) {
4149                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4150                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4151                 return -EINVAL;
4152         }
4153
4154         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4155                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4156                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4157                 return -EACCES;
4158         }
4159
4160         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4161             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4162             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4163                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4164                         "No OA registers given\n");
4165                 return -EINVAL;
4166         }
4167
4168         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4169         if (!oa_config) {
4170                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4171                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4172                 return -ENOMEM;
4173         }
4174
4175         oa_config->perf = perf;
4176         kref_init(&oa_config->ref);
4177
4178         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4179                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4180                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4181                 err = -EINVAL;
4182                 goto reg_err;
4183         }
4184
4185         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4186          * kzalloc.
4187          */
4188         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4189
4190         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4191         regs = alloc_oa_regs(perf,
4192                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4193                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4194                              args->n_mux_regs);
4195
4196         if (IS_ERR(regs)) {
4197                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4198                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4199                 err = PTR_ERR(regs);
4200                 goto reg_err;
4201         }
4202         oa_config->mux_regs = regs;
4203
4204         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4205         regs = alloc_oa_regs(perf,
4206                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4207                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4208                              args->n_boolean_regs);
4209
4210         if (IS_ERR(regs)) {
4211                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4212                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4213                 err = PTR_ERR(regs);
4214                 goto reg_err;
4215         }
4216         oa_config->b_counter_regs = regs;
4217
4218         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4219                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4220                         err = -EINVAL;
4221                         goto reg_err;
4222                 }
4223         } else {
4224                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4225                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4226                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4227                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4228                                      args->n_flex_regs);
4229
4230                 if (IS_ERR(regs)) {
4231                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4232                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4233                         err = PTR_ERR(regs);
4234                         goto reg_err;
4235                 }
4236                 oa_config->flex_regs = regs;
4237         }
4238
4239         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4240         if (err)
4241                 goto reg_err;
4242
4243         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4244          * too costly.
4245          */
4246         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4247                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4248                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4249                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4250                         err = -EADDRINUSE;
4251                         goto sysfs_err;
4252                 }
4253         }
4254
4255         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4256         if (err) {
4257                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4258                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4259                 goto sysfs_err;
4260         }
4261
4262         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4263         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4264                                   oa_config, 2,
4265                                   0, GFP_KERNEL);
4266         if (oa_config->id < 0) {
4267                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4268                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4269                 err = oa_config->id;
4270                 goto sysfs_err;
4271         }
4272
4273         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4274
4275         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4276                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4277
4278         return oa_config->id;
4279
4280 sysfs_err:
4281         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4282 reg_err:
4283         i915_oa_config_put(oa_config);
4284         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4285                 "Failed to add new OA config\n");
4286         return err;
4287 }
4288
4289 /**
4290  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4291  * @dev: drm device
4292  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4293  * @file: drm file
4294  *
4295  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4296  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4297  *
4298  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4299  */
4300 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4301                                   struct drm_file *file)
4302 {
4303         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4304         u64 *arg = data;
4305         struct i915_oa_config *oa_config;
4306         int ret;
4307
4308         if (!perf->i915) {
4309                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4310                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4311                 return -ENOTSUPP;
4312         }
4313
4314         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4315                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4316                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4317                 return -EACCES;
4318         }
4319
4320         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4321         if (ret)
4322                 return ret;
4323
4324         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4325         if (!oa_config) {
4326                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4327                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4328                 ret = -ENOENT;
4329                 goto err_unlock;
4330         }
4331
4332         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4333
4334         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4335
4336         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4337
4338         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4339
4340         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4341                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4342
4343         i915_oa_config_put(oa_config);
4344
4345         return 0;
4346
4347 err_unlock:
4348         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4349         return ret;
4350 }
4351
4352 static struct ctl_table oa_table[] = {
4353         {
4354          .procname = "perf_stream_paranoid",
4355          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4356          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4357          .mode = 0644,
4358          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4359          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4360          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4361          },
4362         {
4363          .procname = "oa_max_sample_rate",
4364          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4365          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4366          .mode = 0644,
4367          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4368          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4369          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4370          },
4371         {}
4372 };
4373
4374 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
4375 {
4376         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
4377         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
4378
4379         switch (platform) {
4380         case INTEL_HASWELL:
4381                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4382                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
4383                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
4384                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
4385                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
4386                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
4387                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
4388                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
4389                 break;
4390
4391         case INTEL_BROADWELL:
4392         case INTEL_CHERRYVIEW:
4393         case INTEL_SKYLAKE:
4394         case INTEL_BROXTON:
4395         case INTEL_KABYLAKE:
4396         case INTEL_GEMINILAKE:
4397         case INTEL_COFFEELAKE:
4398         case INTEL_COMETLAKE:
4399         case INTEL_ICELAKE:
4400         case INTEL_ELKHARTLAKE:
4401         case INTEL_JASPERLAKE:
4402         case INTEL_TIGERLAKE:
4403         case INTEL_ROCKETLAKE:
4404         case INTEL_DG1:
4405         case INTEL_ALDERLAKE_S:
4406         case INTEL_ALDERLAKE_P:
4407                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
4408                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
4409                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
4410                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
4411                 break;
4412
4413         default:
4414                 MISSING_CASE(platform);
4415         }
4416 }
4417
4418 /**
4419  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
4420  * @i915: i915 device instance
4421  *
4422  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
4423  *
4424  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
4425  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
4426  */
4427 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
4428 {
4429         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4430
4431         /* XXX const struct i915_perf_ops! */
4432
4433         /* i915_perf is not enabled for DG2 yet */
4434         if (IS_DG2(i915))
4435                 return;
4436
4437         perf->oa_formats = oa_formats;
4438         if (IS_HASWELL(i915)) {
4439                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
4440                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
4441                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
4442                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
4443                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
4444                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
4445                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
4446                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
4447                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
4448         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
4449                 /* Note: that although we could theoretically also support the
4450                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
4451                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
4452                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
4453                  * execlist mode by default.
4454                  */
4455                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
4456
4457                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
4458                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4459                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4460                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4461                                 gen8_is_valid_mux_addr;
4462                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4463                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4464
4465                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
4466                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
4467                                         chv_is_valid_mux_addr;
4468                         }
4469
4470                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4471                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4472                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4473                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
4474                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4475
4476                         if (GRAPHICS_VER(i915) == 8) {
4477                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
4478                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
4479
4480                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
4481                         } else {
4482                                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
4483                                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
4484
4485                                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4486                         }
4487                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
4488                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4489                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
4490                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4491                                 gen11_is_valid_mux_addr;
4492                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4493                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4494
4495                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
4496                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
4497                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
4498                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
4499                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
4500
4501                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
4502                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
4503
4504                         perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
4505                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
4506                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
4507                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
4508                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
4509                                 gen12_is_valid_mux_addr;
4510                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
4511                                 gen8_is_valid_flex_addr;
4512
4513                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
4514                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
4515                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
4516                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
4517                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
4518
4519                         perf->ctx_flexeu0_offset = 0;
4520                         perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x144;
4521                 }
4522         }
4523
4524         if (perf->ops.enable_metric_set) {
4525                 mutex_init(&perf->lock);
4526
4527                 /* Choose a representative limit */
4528                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
4529
4530                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
4531                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
4532
4533                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
4534                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
4535                  * forward to userspace.
4536                  *
4537                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
4538                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
4539                  * would ever see.
4540                  *
4541                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
4542                  */
4543                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
4544                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
4545                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
4546                  * warning for throttling.
4547                  */
4548                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
4549                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4550
4551                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
4552                                      5 * HZ, 10);
4553                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
4554                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
4555
4556                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
4557                              500 * 1000 /* 500us */);
4558
4559                 perf->i915 = i915;
4560
4561                 oa_init_supported_formats(perf);
4562         }
4563 }
4564
4565 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
4566 {
4567         i915_oa_config_put(p);
4568         return 0;
4569 }
4570
4571 int i915_perf_sysctl_register(void)
4572 {
4573         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
4574         return 0;
4575 }
4576
4577 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
4578 {
4579         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
4580 }
4581
4582 /**
4583  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
4584  * @i915: i915 device instance
4585  */
4586 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
4587 {
4588         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4589
4590         if (!perf->i915)
4591                 return;
4592
4593         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
4594         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
4595
4596         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
4597         perf->i915 = NULL;
4598 }
4599
4600 /**
4601  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
4602  *
4603  * This version number is used by userspace to detect available features.
4604  */
4605 int i915_perf_ioctl_version(void)
4606 {
4607         /*
4608          * 1: Initial version
4609          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
4610          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
4611          *
4612          * 2: Added runtime modification of OA config.
4613          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
4614          *
4615          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
4616          *    preemption on a particular context so that performance data is
4617          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
4618          *    OA buffer.
4619          *
4620          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
4621          *    be run for the duration of the performance recording based on
4622          *    their SSEU configuration.
4623          *
4624          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
4625          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
4626          */
4627         return 5;
4628 }
4629
4630 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
4631 #include "selftests/i915_perf.c"
4632 #endif
This page took 0.314715 seconds and 4 git commands to generate.