]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_perf.c
Merge tag 'amd-drm-next-6.5-2023-06-09' of https://gitlab.freedesktop.org/agd5f/linux...
[linux.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_perf.c
1 /*
2  * Copyright © 2015-2016 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *   Robert Bragg <[email protected]>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/nospec.h>
196 #include <linux/sizes.h>
197 #include <linux/uuid.h>
198
199 #include "gem/i915_gem_context.h"
200 #include "gem/i915_gem_internal.h"
201 #include "gt/intel_engine_pm.h"
202 #include "gt/intel_engine_regs.h"
203 #include "gt/intel_engine_user.h"
204 #include "gt/intel_execlists_submission.h"
205 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
206 #include "gt/intel_gt.h"
207 #include "gt/intel_gt_clock_utils.h"
208 #include "gt/intel_gt_mcr.h"
209 #include "gt/intel_gt_regs.h"
210 #include "gt/intel_lrc.h"
211 #include "gt/intel_lrc_reg.h"
212 #include "gt/intel_rc6.h"
213 #include "gt/intel_ring.h"
214 #include "gt/uc/intel_guc_slpc.h"
215
216 #include "i915_drv.h"
217 #include "i915_file_private.h"
218 #include "i915_perf.h"
219 #include "i915_perf_oa_regs.h"
220 #include "i915_reg.h"
221
222 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
223  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
224  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
225  */
226 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
227
228 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
229
230 /**
231  * DOC: OA Tail Pointer Race
232  *
233  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
234  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
235  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
236  * CPU).
237  *
238  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
239  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
240  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check_unlocked to avoid lots of
241  * redundant read() attempts.
242  *
243  * We workaround this issue in oa_buffer_check_unlocked() by reading the reports
244  * in the OA buffer, starting from the tail reported by the HW until we find a
245  * report with its first 2 dwords not 0 meaning its previous report is
246  * completely in memory and ready to be read. Those dwords are also set to 0
247  * once read and the whole buffer is cleared upon OA buffer initialization. The
248  * first dword is the reason for this report while the second is the timestamp,
249  * making the chances of having those 2 fields at 0 fairly unlikely. A more
250  * detailed explanation is available in oa_buffer_check_unlocked().
251  *
252  * Most of the implementation details for this workaround are in
253  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
254  *
255  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
256  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
257  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
258  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
259  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
260  * enabled without any periodic sampling.
261  */
262 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
263 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
264
265 /* The default frequency for checking whether the OA unit has written new
266  * reports to the circular OA buffer...
267  */
268 #define DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ 200
269 #define DEFAULT_POLL_PERIOD_NS (NSEC_PER_SEC / DEFAULT_POLL_FREQUENCY_HZ)
270
271 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
272 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
273
274 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
275  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
276  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
277  *
278  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
279  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
280  * overflow in OA report timestamps.
281  */
282 #define OA_EXPONENT_MAX 31
283
284 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
285
286 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
287 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
288 #define OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED  0x7f
289 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
290 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
291 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
292 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
293
294 #define HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) (GRAPHICS_VER_FULL(i915) >= IP_VER(12, 50))
295
296 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
297  *
298  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
299  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
300  *
301  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
302  */
303 static int oa_sample_rate_hard_limit;
304
305 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
306  * allow that by default unless root...
307  *
308  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
309  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
310  */
311 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
312
313 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
314  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
315  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
316  */
317 static const struct i915_oa_format oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
318         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
319         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
320         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
321         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
322         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
323         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
324         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
325         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
326         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
327         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
328         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
329         [I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
330         [I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8]    = { 5, 256 },
331         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8]        = { 1, 192, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
332         [I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8]        = { 2, 128, TYPE_OAM, HDR_64_BIT },
333 };
334
335 static const u32 mtl_oa_base[] = {
336         [PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0] = 0x393000,
337 };
338
339 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
340
341 /**
342  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
343  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
344  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
345  * @hold_preemption: Whether the preemption is disabled for the filtered
346  *                   context
347  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
348  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
349  * @oa_format: An OA unit HW report format
350  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
351  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
352  * @engine: The engine (typically rcs0) being monitored by the OA unit
353  * @has_sseu: Whether @sseu was specified by userspace
354  * @sseu: internal SSEU configuration computed either from the userspace
355  *        specified configuration in the opening parameters or a default value
356  *        (see get_default_sseu_config())
357  * @poll_oa_period: The period in nanoseconds at which the CPU will check for OA
358  * data availability
359  *
360  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
361  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
362  * which starts out zero initialized.
363  */
364 struct perf_open_properties {
365         u32 sample_flags;
366
367         u64 single_context:1;
368         u64 hold_preemption:1;
369         u64 ctx_handle;
370
371         /* OA sampling state */
372         int metrics_set;
373         int oa_format;
374         bool oa_periodic;
375         int oa_period_exponent;
376
377         struct intel_engine_cs *engine;
378
379         bool has_sseu;
380         struct intel_sseu sseu;
381
382         u64 poll_oa_period;
383 };
384
385 struct i915_oa_config_bo {
386         struct llist_node node;
387
388         struct i915_oa_config *oa_config;
389         struct i915_vma *vma;
390 };
391
392 static struct ctl_table_header *sysctl_header;
393
394 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer);
395
396 void i915_oa_config_release(struct kref *ref)
397 {
398         struct i915_oa_config *oa_config =
399                 container_of(ref, typeof(*oa_config), ref);
400
401         kfree(oa_config->flex_regs);
402         kfree(oa_config->b_counter_regs);
403         kfree(oa_config->mux_regs);
404
405         kfree_rcu(oa_config, rcu);
406 }
407
408 struct i915_oa_config *
409 i915_perf_get_oa_config(struct i915_perf *perf, int metrics_set)
410 {
411         struct i915_oa_config *oa_config;
412
413         rcu_read_lock();
414         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, metrics_set);
415         if (oa_config)
416                 oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
417         rcu_read_unlock();
418
419         return oa_config;
420 }
421
422 static void free_oa_config_bo(struct i915_oa_config_bo *oa_bo)
423 {
424         i915_oa_config_put(oa_bo->oa_config);
425         i915_vma_put(oa_bo->vma);
426         kfree(oa_bo);
427 }
428
429 static inline const
430 struct i915_perf_regs *__oa_regs(struct i915_perf_stream *stream)
431 {
432         return &stream->engine->oa_group->regs;
433 }
434
435 static u32 gen12_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
436 {
437         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
438
439         return intel_uncore_read(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr) &
440                GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK;
441 }
442
443 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
444 {
445         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
446
447         return intel_uncore_read(uncore, GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
448 }
449
450 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct i915_perf_stream *stream)
451 {
452         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
453         u32 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
454
455         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
456 }
457
458 #define oa_report_header_64bit(__s) \
459         ((__s)->oa_buffer.format->header == HDR_64_BIT)
460
461 static u64 oa_report_id(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
462 {
463         return oa_report_header_64bit(stream) ? *(u64 *)report : *(u32 *)report;
464 }
465
466 static u64 oa_report_reason(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
467 {
468         return (oa_report_id(stream, report) >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
469                (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
470                 OAREPORT_REASON_MASK_EXTENDED :
471                 OAREPORT_REASON_MASK);
472 }
473
474 static void oa_report_id_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
475 {
476         if (oa_report_header_64bit(stream))
477                 *(u64 *)report = 0;
478         else
479                 *report = 0;
480 }
481
482 static bool oa_report_ctx_invalid(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
483 {
484         return !(oa_report_id(stream, report) &
485                stream->perf->gen8_valid_ctx_bit) &&
486                GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) <= 11;
487 }
488
489 static u64 oa_timestamp(struct i915_perf_stream *stream, void *report)
490 {
491         return oa_report_header_64bit(stream) ?
492                 *((u64 *)report + 1) :
493                 *((u32 *)report + 1);
494 }
495
496 static void oa_timestamp_clear(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
497 {
498         if (oa_report_header_64bit(stream))
499                 *(u64 *)&report[2] = 0;
500         else
501                 report[1] = 0;
502 }
503
504 static u32 oa_context_id(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
505 {
506         u32 ctx_id = oa_report_header_64bit(stream) ? report[4] : report[2];
507
508         return ctx_id & stream->specific_ctx_id_mask;
509 }
510
511 static void oa_context_id_squash(struct i915_perf_stream *stream, u32 *report)
512 {
513         if (oa_report_header_64bit(stream))
514                 report[4] = INVALID_CTX_ID;
515         else
516                 report[2] = INVALID_CTX_ID;
517 }
518
519 /**
520  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
521  * @stream: i915 stream instance
522  *
523  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
524  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
525  * if there is data available for userspace to read.
526  *
527  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
528  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
529  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
530  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
531  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
532  *
533  * Besides returning true when there is data available to read() this function
534  * also updates the tail in the oa_buffer object.
535  *
536  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
537  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
538  * can't be modified.
539  *
540  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
541  */
542 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
543 {
544         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
545         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
546         u32 head, tail, read_tail;
547         unsigned long flags;
548         bool pollin;
549         u32 hw_tail;
550         u32 partial_report_size;
551
552         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
553          * could result in an OA buffer reset which might reset the head and
554          * tail state.
555          */
556         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
557
558         hw_tail = stream->perf->ops.oa_hw_tail_read(stream);
559
560         /* The tail pointer increases in 64 byte increments, not in report_size
561          * steps. Also the report size may not be a power of 2. Compute
562          * potentially partially landed report in the OA buffer
563          */
564         partial_report_size = OA_TAKEN(hw_tail, stream->oa_buffer.tail);
565         partial_report_size %= report_size;
566
567         /* Subtract partial amount off the tail */
568         hw_tail = OA_TAKEN(hw_tail, partial_report_size);
569
570         /* NB: The head we observe here might effectively be a little
571          * out of date. If a read() is in progress, the head could be
572          * anywhere between this head and stream->oa_buffer.tail.
573          */
574         head = stream->oa_buffer.head - gtt_offset;
575         read_tail = stream->oa_buffer.tail - gtt_offset;
576
577         tail = hw_tail;
578
579         /* Walk the stream backward until we find a report with report
580          * id and timestmap not at 0. Since the circular buffer pointers
581          * progress by increments of 64 bytes and that reports can be up
582          * to 256 bytes long, we can't tell whether a report has fully
583          * landed in memory before the report id and timestamp of the
584          * following report have effectively landed.
585          *
586          * This is assuming that the writes of the OA unit land in
587          * memory in the order they were written to.
588          * If not : (╯°□°)╯︵ ┻━┻
589          */
590         while (OA_TAKEN(tail, read_tail) >= report_size) {
591                 void *report = stream->oa_buffer.vaddr + tail;
592
593                 if (oa_report_id(stream, report) ||
594                     oa_timestamp(stream, report))
595                         break;
596
597                 tail = (tail - report_size) & (OA_BUFFER_SIZE - 1);
598         }
599
600         if (OA_TAKEN(hw_tail, tail) > report_size &&
601             __ratelimit(&stream->perf->tail_pointer_race))
602                 drm_notice(&stream->uncore->i915->drm,
603                            "unlanded report(s) head=0x%x tail=0x%x hw_tail=0x%x\n",
604                  head, tail, hw_tail);
605
606         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset + tail;
607
608         pollin = OA_TAKEN(stream->oa_buffer.tail,
609                           stream->oa_buffer.head) >= report_size;
610
611         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
612
613         return pollin;
614 }
615
616 /**
617  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
618  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
619  * @buf: destination buffer given by userspace
620  * @count: the number of bytes userspace wants to read
621  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
622  * @type: The kind of status to report to userspace
623  *
624  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
625  * into the userspace read() buffer.
626  *
627  * The @buf @offset will only be updated on success.
628  *
629  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
630  */
631 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
632                             char __user *buf,
633                             size_t count,
634                             size_t *offset,
635                             enum drm_i915_perf_record_type type)
636 {
637         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
638
639         if ((count - *offset) < header.size)
640                 return -ENOSPC;
641
642         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
643                 return -EFAULT;
644
645         (*offset) += header.size;
646
647         return 0;
648 }
649
650 /**
651  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
652  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
653  * @buf: destination buffer given by userspace
654  * @count: the number of bytes userspace wants to read
655  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
656  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
657  *
658  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
659  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
660  * function copies the requested components of a single sample to the given
661  * read() @buf.
662  *
663  * The @buf @offset will only be updated on success.
664  *
665  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
666  */
667 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
668                             char __user *buf,
669                             size_t count,
670                             size_t *offset,
671                             const u8 *report)
672 {
673         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
674         struct drm_i915_perf_record_header header;
675         int report_size_partial;
676         u8 *oa_buf_end;
677
678         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
679         header.pad = 0;
680         header.size = stream->sample_size;
681
682         if ((count - *offset) < header.size)
683                 return -ENOSPC;
684
685         buf += *offset;
686         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
687                 return -EFAULT;
688         buf += sizeof(header);
689
690         oa_buf_end = stream->oa_buffer.vaddr + OA_BUFFER_SIZE;
691         report_size_partial = oa_buf_end - report;
692
693         if (report_size_partial < report_size) {
694                 if (copy_to_user(buf, report, report_size_partial))
695                         return -EFAULT;
696                 buf += report_size_partial;
697
698                 if (copy_to_user(buf, stream->oa_buffer.vaddr,
699                                  report_size - report_size_partial))
700                         return -EFAULT;
701         } else if (copy_to_user(buf, report, report_size)) {
702                 return -EFAULT;
703         }
704
705         (*offset) += header.size;
706
707         return 0;
708 }
709
710 /**
711  * gen8_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
712  *                          userspace read() buffer.
713  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
714  * @buf: destination buffer given by userspace
715  * @count: the number of bytes userspace wants to read
716  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
717  *
718  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
719  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
720  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
721  * to decide if the error should be squashed before returning to
722  * userspace.
723  *
724  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
725  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
726  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
727  * Gen PRM naming convention.
728  *
729  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
730  */
731 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
732                                   char __user *buf,
733                                   size_t count,
734                                   size_t *offset)
735 {
736         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
737         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
738         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
739         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
740         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
741         size_t start_offset = *offset;
742         unsigned long flags;
743         u32 head, tail;
744         int ret = 0;
745
746         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
747                 return -EIO;
748
749         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
750
751         head = stream->oa_buffer.head;
752         tail = stream->oa_buffer.tail;
753
754         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
755
756         /*
757          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
758          * while indexing relative to oa_buf_base.
759          */
760         head -= gtt_offset;
761         tail -= gtt_offset;
762
763         /*
764          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
765          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
766          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
767          * only be incremented by multiples of the report size.
768          */
769         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
770                           head > OA_BUFFER_SIZE ||
771                           tail > OA_BUFFER_SIZE,
772                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
773                           head, tail))
774                 return -EIO;
775
776
777         for (/* none */;
778              OA_TAKEN(tail, head);
779              head = (head + report_size) & mask) {
780                 u8 *report = oa_buf_base + head;
781                 u32 *report32 = (void *)report;
782                 u32 ctx_id;
783                 u64 reason;
784
785                 /*
786                  * The reason field includes flags identifying what
787                  * triggered this specific report (mostly timer
788                  * triggered or e.g. due to a context switch).
789                  *
790                  * In MMIO triggered reports, some platforms do not set the
791                  * reason bit in this field and it is valid to have a reason
792                  * field of zero.
793                  */
794                 reason = oa_report_reason(stream, report);
795                 ctx_id = oa_context_id(stream, report32);
796
797                 /*
798                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
799                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
800                  * filtering below...
801                  *
802                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
803                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
804                  */
805                 if (oa_report_ctx_invalid(stream, report)) {
806                         ctx_id = INVALID_CTX_ID;
807                         oa_context_id_squash(stream, report32);
808                 }
809
810                 /*
811                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
812                  * off for a specific context and the kernel can't securely
813                  * stop the counters from updating as system-wide / global
814                  * values.
815                  *
816                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
817                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
818                  * automatically subtract/hide counter progress for other
819                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
820                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
821                  * provide a side-band view of the real values.
822                  *
823                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
824                  * to normalize counters for a single filtered context then it
825                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
826                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
827                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
828                  * associated with other contexts. Note that the hardware
829                  * automatically triggers reports when switching to a new
830                  * context which are tagged with the ID of the newly active
831                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
832                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
833                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
834                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
835                  * all.
836                  *
837                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
838                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
839                  * identify a switch before any 'context switch' report.
840                  */
841                 if (!stream->ctx ||
842                     stream->specific_ctx_id == ctx_id ||
843                     stream->oa_buffer.last_ctx_id == stream->specific_ctx_id ||
844                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
845
846                         /*
847                          * While filtering for a single context we avoid
848                          * leaking the IDs of other contexts.
849                          */
850                         if (stream->ctx &&
851                             stream->specific_ctx_id != ctx_id) {
852                                 oa_context_id_squash(stream, report32);
853                         }
854
855                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
856                                                report);
857                         if (ret)
858                                 break;
859
860                         stream->oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
861                 }
862
863                 if (is_power_of_2(report_size)) {
864                         /*
865                          * Clear out the report id and timestamp as a means
866                          * to detect unlanded reports.
867                          */
868                         oa_report_id_clear(stream, report32);
869                         oa_timestamp_clear(stream, report32);
870                 } else {
871                         /* Zero out the entire report */
872                         memset(report32, 0, report_size);
873                 }
874         }
875
876         if (start_offset != *offset) {
877                 i915_reg_t oaheadptr;
878
879                 oaheadptr = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
880                             __oa_regs(stream)->oa_head_ptr :
881                             GEN8_OAHEADPTR;
882
883                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
884
885                 /*
886                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
887                  * relative to oa_buf_base so put back here...
888                  */
889                 head += gtt_offset;
890                 intel_uncore_write(uncore, oaheadptr,
891                                    head & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
892                 stream->oa_buffer.head = head;
893
894                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
895         }
896
897         return ret;
898 }
899
900 /**
901  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
902  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
903  * @buf: destination buffer given by userspace
904  * @count: the number of bytes userspace wants to read
905  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
906  *
907  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
908  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
909  * initiate appending any buffered OA reports.
910  *
911  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
912  * the userspace buffer.
913  *
914  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
915  * even if an error is returned, and this is reflected in the
916  * updated @offset.
917  *
918  * Returns: zero on success or a negative error code
919  */
920 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
921                         char __user *buf,
922                         size_t count,
923                         size_t *offset)
924 {
925         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
926         u32 oastatus;
927         i915_reg_t oastatus_reg;
928         int ret;
929
930         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
931                 return -EIO;
932
933         oastatus_reg = GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) == 12 ?
934                        __oa_regs(stream)->oa_status :
935                        GEN8_OASTATUS;
936
937         oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
938
939         /*
940          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
941          *
942          * Although theoretically we could handle this more gracefully
943          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
944          * automatically triggered reports in this condition and so we
945          * have to assume that old reports are now being trampled
946          * over.
947          *
948          * Considering how we don't currently give userspace control
949          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
950          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
951          * that something has gone quite badly wrong.
952          */
953         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
954                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
955                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
956                 if (ret)
957                         return ret;
958
959                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
960                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
961                         stream->period_exponent);
962
963                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
964                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
965
966                 /*
967                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
968                  * reset GEN8_OASTATUS for us
969                  */
970                 oastatus = intel_uncore_read(uncore, oastatus_reg);
971         }
972
973         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
974                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
975                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
976                 if (ret)
977                         return ret;
978
979                 intel_uncore_rmw(uncore, oastatus_reg,
980                                  GEN8_OASTATUS_COUNTER_OVERFLOW |
981                                  GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST,
982                                  IS_GRAPHICS_VER(uncore->i915, 8, 11) ?
983                                  (GEN8_OASTATUS_HEAD_POINTER_WRAP |
984                                   GEN8_OASTATUS_TAIL_POINTER_WRAP) : 0);
985         }
986
987         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
988 }
989
990 /**
991  * gen7_append_oa_reports - Copies all buffered OA reports into
992  *                          userspace read() buffer.
993  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
994  * @buf: destination buffer given by userspace
995  * @count: the number of bytes userspace wants to read
996  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
997  *
998  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
999  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
1000  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
1001  * to decide if the error should be squashed before returning to
1002  * userspace.
1003  *
1004  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
1005  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
1006  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
1007  * Gen PRM naming convention.
1008  *
1009  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
1010  */
1011 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
1012                                   char __user *buf,
1013                                   size_t count,
1014                                   size_t *offset)
1015 {
1016         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1017         int report_size = stream->oa_buffer.format->size;
1018         u8 *oa_buf_base = stream->oa_buffer.vaddr;
1019         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1020         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
1021         size_t start_offset = *offset;
1022         unsigned long flags;
1023         u32 head, tail;
1024         int ret = 0;
1025
1026         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->enabled))
1027                 return -EIO;
1028
1029         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1030
1031         head = stream->oa_buffer.head;
1032         tail = stream->oa_buffer.tail;
1033
1034         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1035
1036         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
1037          * while indexing relative to oa_buf_base.
1038          */
1039         head -= gtt_offset;
1040         tail -= gtt_offset;
1041
1042         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
1043          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
1044          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
1045          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
1046          * all a power of two).
1047          */
1048         if (drm_WARN_ONCE(&uncore->i915->drm,
1049                           head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
1050                           tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
1051                           "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
1052                           head, tail))
1053                 return -EIO;
1054
1055
1056         for (/* none */;
1057              OA_TAKEN(tail, head);
1058              head = (head + report_size) & mask) {
1059                 u8 *report = oa_buf_base + head;
1060                 u32 *report32 = (void *)report;
1061
1062                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
1063                  * size so we never expect to see a report split
1064                  * between the beginning and end of the buffer.
1065                  *
1066                  * Given the initial alignment check a misalignment
1067                  * here would imply a driver bug that would result
1068                  * in an overrun.
1069                  */
1070                 if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm,
1071                                 (OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
1072                         drm_err(&uncore->i915->drm,
1073                                 "Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
1074                         break;
1075                 }
1076
1077                 /* The report-ID field for periodic samples includes
1078                  * some undocumented flags related to what triggered
1079                  * the report and is never expected to be zero so we
1080                  * can check that the report isn't invalid before
1081                  * copying it to userspace...
1082                  */
1083                 if (report32[0] == 0) {
1084                         if (__ratelimit(&stream->perf->spurious_report_rs))
1085                                 drm_notice(&uncore->i915->drm,
1086                                            "Skipping spurious, invalid OA report\n");
1087                         continue;
1088                 }
1089
1090                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
1091                 if (ret)
1092                         break;
1093
1094                 /* Clear out the first 2 dwords as a mean to detect unlanded
1095                  * reports.
1096                  */
1097                 report32[0] = 0;
1098                 report32[1] = 0;
1099         }
1100
1101         if (start_offset != *offset) {
1102                 spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1103
1104                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
1105                  * relative to oa_buf_base so put back here...
1106                  */
1107                 head += gtt_offset;
1108
1109                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2,
1110                                    (head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
1111                                    GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1112                 stream->oa_buffer.head = head;
1113
1114                 spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1115         }
1116
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 /**
1121  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1122  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1123  * @buf: destination buffer given by userspace
1124  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1125  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1126  *
1127  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1128  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1129  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1130  *
1131  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1132  * the userspace buffer.
1133  *
1134  * Returns: zero on success or a negative error code
1135  */
1136 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1137                         char __user *buf,
1138                         size_t count,
1139                         size_t *offset)
1140 {
1141         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1142         u32 oastatus1;
1143         int ret;
1144
1145         if (drm_WARN_ON(&uncore->i915->drm, !stream->oa_buffer.vaddr))
1146                 return -EIO;
1147
1148         oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1149
1150         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1151          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1152          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1153          * that have already been reported to userspace.
1154          */
1155         oastatus1 &= ~stream->perf->gen7_latched_oastatus1;
1156
1157         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1158          *
1159          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1160          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1161          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1162          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1163          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1164          *   the state again.
1165          *
1166          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1167          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1168          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1169          *   are being written to cleared memory.
1170          *
1171          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1172          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1173          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1174          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1175          *   now.
1176          */
1177         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1178                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1179                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1180                 if (ret)
1181                         return ret;
1182
1183                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1184                         "OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1185                         stream->period_exponent);
1186
1187                 stream->perf->ops.oa_disable(stream);
1188                 stream->perf->ops.oa_enable(stream);
1189
1190                 oastatus1 = intel_uncore_read(uncore, GEN7_OASTATUS1);
1191         }
1192
1193         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1194                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1195                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1196                 if (ret)
1197                         return ret;
1198                 stream->perf->gen7_latched_oastatus1 |=
1199                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1200         }
1201
1202         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1203 }
1204
1205 /**
1206  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1207  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1208  *
1209  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1210  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1211  * OA buffer and wakes us.
1212  *
1213  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1214  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1215  * really data ready for userspace yet.
1216  *
1217  * Returns: zero on success or a negative error code
1218  */
1219 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1220 {
1221         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1222         if (!stream->periodic)
1223                 return -EIO;
1224
1225         return wait_event_interruptible(stream->poll_wq,
1226                                         oa_buffer_check_unlocked(stream));
1227 }
1228
1229 /**
1230  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1231  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1232  * @file: An i915 perf stream file
1233  * @wait: poll() state table
1234  *
1235  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1236  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1237  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1238  */
1239 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1240                               struct file *file,
1241                               poll_table *wait)
1242 {
1243         poll_wait(file, &stream->poll_wq, wait);
1244 }
1245
1246 /**
1247  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1248  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1249  * @buf: destination buffer given by userspace
1250  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1251  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1252  *
1253  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1254  * the userspace buffer.
1255  *
1256  * Returns: zero on success or a negative error code
1257  */
1258 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1259                         char __user *buf,
1260                         size_t count,
1261                         size_t *offset)
1262 {
1263         return stream->perf->ops.read(stream, buf, count, offset);
1264 }
1265
1266 static struct intel_context *oa_pin_context(struct i915_perf_stream *stream)
1267 {
1268         struct i915_gem_engines_iter it;
1269         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
1270         struct intel_context *ce;
1271         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1272         int err = -ENODEV;
1273
1274         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
1275                 if (ce->engine != stream->engine) /* first match! */
1276                         continue;
1277
1278                 err = 0;
1279                 break;
1280         }
1281         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
1282
1283         if (err)
1284                 return ERR_PTR(err);
1285
1286         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1287 retry:
1288         /*
1289          * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1290          * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1291          */
1292         err = intel_context_pin_ww(ce, &ww);
1293         if (err == -EDEADLK) {
1294                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
1295                 if (!err)
1296                         goto retry;
1297         }
1298         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
1299
1300         if (err)
1301                 return ERR_PTR(err);
1302
1303         stream->pinned_ctx = ce;
1304         return stream->pinned_ctx;
1305 }
1306
1307 static int
1308 __store_reg_to_mem(struct i915_request *rq, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1309 {
1310         u32 *cs, cmd;
1311
1312         cmd = MI_STORE_REGISTER_MEM | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1313         if (GRAPHICS_VER(rq->engine->i915) >= 8)
1314                 cmd++;
1315
1316         cs = intel_ring_begin(rq, 4);
1317         if (IS_ERR(cs))
1318                 return PTR_ERR(cs);
1319
1320         *cs++ = cmd;
1321         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg);
1322         *cs++ = ggtt_offset;
1323         *cs++ = 0;
1324
1325         intel_ring_advance(rq, cs);
1326
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 static int
1331 __read_reg(struct intel_context *ce, i915_reg_t reg, u32 ggtt_offset)
1332 {
1333         struct i915_request *rq;
1334         int err;
1335
1336         rq = i915_request_create(ce);
1337         if (IS_ERR(rq))
1338                 return PTR_ERR(rq);
1339
1340         i915_request_get(rq);
1341
1342         err = __store_reg_to_mem(rq, reg, ggtt_offset);
1343
1344         i915_request_add(rq);
1345         if (!err && i915_request_wait(rq, 0, HZ / 2) < 0)
1346                 err = -ETIME;
1347
1348         i915_request_put(rq);
1349
1350         return err;
1351 }
1352
1353 static int
1354 gen12_guc_sw_ctx_id(struct intel_context *ce, u32 *ctx_id)
1355 {
1356         struct i915_vma *scratch;
1357         u32 *val;
1358         int err;
1359
1360         scratch = __vm_create_scratch_for_read_pinned(&ce->engine->gt->ggtt->vm, 4);
1361         if (IS_ERR(scratch))
1362                 return PTR_ERR(scratch);
1363
1364         err = i915_vma_sync(scratch);
1365         if (err)
1366                 goto err_scratch;
1367
1368         err = __read_reg(ce, RING_EXECLIST_STATUS_HI(ce->engine->mmio_base),
1369                          i915_ggtt_offset(scratch));
1370         if (err)
1371                 goto err_scratch;
1372
1373         val = i915_gem_object_pin_map_unlocked(scratch->obj, I915_MAP_WB);
1374         if (IS_ERR(val)) {
1375                 err = PTR_ERR(val);
1376                 goto err_scratch;
1377         }
1378
1379         *ctx_id = *val;
1380         i915_gem_object_unpin_map(scratch->obj);
1381
1382 err_scratch:
1383         i915_vma_unpin_and_release(&scratch, 0);
1384         return err;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * For execlist mode of submission, pick an unused context id
1389  * 0 - (NUM_CONTEXT_TAG -1) are used by other contexts
1390  * XXX_MAX_CONTEXT_HW_ID is used by idle context
1391  *
1392  * For GuC mode of submission read context id from the upper dword of the
1393  * EXECLIST_STATUS register. Note that we read this value only once and expect
1394  * that the value stays fixed for the entire OA use case. There are cases where
1395  * GuC KMD implementation may deregister a context to reuse it's context id, but
1396  * we prevent that from happening to the OA context by pinning it.
1397  */
1398 static int gen12_get_render_context_id(struct i915_perf_stream *stream)
1399 {
1400         u32 ctx_id, mask;
1401         int ret;
1402
1403         if (intel_engine_uses_guc(stream->engine)) {
1404                 ret = gen12_guc_sw_ctx_id(stream->pinned_ctx, &ctx_id);
1405                 if (ret)
1406                         return ret;
1407
1408                 mask = ((1U << GEN12_GUC_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1409                         (GEN12_GUC_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1410         } else if (GRAPHICS_VER_FULL(stream->engine->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
1411                 ctx_id = (XEHP_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1412                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1413
1414                 mask = ((1U << XEHP_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1415                         (XEHP_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1416         } else {
1417                 ctx_id = (GEN12_MAX_CONTEXT_HW_ID - 1) <<
1418                          (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1419
1420                 mask = ((1U << GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH) - 1) <<
1421                         (GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT - 32);
1422         }
1423         stream->specific_ctx_id = ctx_id & mask;
1424         stream->specific_ctx_id_mask = mask;
1425
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 static bool oa_find_reg_in_lri(u32 *state, u32 reg, u32 *offset, u32 end)
1430 {
1431         u32 idx = *offset;
1432         u32 len = min(MI_LRI_LEN(state[idx]) + idx, end);
1433         bool found = false;
1434
1435         idx++;
1436         for (; idx < len; idx += 2) {
1437                 if (state[idx] == reg) {
1438                         found = true;
1439                         break;
1440                 }
1441         }
1442
1443         *offset = idx;
1444         return found;
1445 }
1446
1447 static u32 oa_context_image_offset(struct intel_context *ce, u32 reg)
1448 {
1449         u32 offset, len = (ce->engine->context_size - PAGE_SIZE) / 4;
1450         u32 *state = ce->lrc_reg_state;
1451
1452         if (drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm, !state))
1453                 return U32_MAX;
1454
1455         for (offset = 0; offset < len; ) {
1456                 if (IS_MI_LRI_CMD(state[offset])) {
1457                         /*
1458                          * We expect reg-value pairs in MI_LRI command, so
1459                          * MI_LRI_LEN() should be even, if not, issue a warning.
1460                          */
1461                         drm_WARN_ON(&ce->engine->i915->drm,
1462                                     MI_LRI_LEN(state[offset]) & 0x1);
1463
1464                         if (oa_find_reg_in_lri(state, reg, &offset, len))
1465                                 break;
1466                 } else {
1467                         offset++;
1468                 }
1469         }
1470
1471         return offset < len ? offset : U32_MAX;
1472 }
1473
1474 static int set_oa_ctx_ctrl_offset(struct intel_context *ce)
1475 {
1476         i915_reg_t reg = GEN12_OACTXCONTROL(ce->engine->mmio_base);
1477         struct i915_perf *perf = &ce->engine->i915->perf;
1478         u32 offset = perf->ctx_oactxctrl_offset;
1479
1480         /* Do this only once. Failure is stored as offset of U32_MAX */
1481         if (offset)
1482                 goto exit;
1483
1484         offset = oa_context_image_offset(ce, i915_mmio_reg_offset(reg));
1485         perf->ctx_oactxctrl_offset = offset;
1486
1487         drm_dbg(&ce->engine->i915->drm,
1488                 "%s oa ctx control at 0x%08x dword offset\n",
1489                 ce->engine->name, offset);
1490
1491 exit:
1492         return offset && offset != U32_MAX ? 0 : -ENODEV;
1493 }
1494
1495 static bool engine_supports_mi_query(struct intel_engine_cs *engine)
1496 {
1497         return engine->class == RENDER_CLASS;
1498 }
1499
1500 /**
1501  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1502  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1503  *
1504  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1505  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1506  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1507  *
1508  * Returns: zero on success or a negative error code
1509  */
1510 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1511 {
1512         struct intel_context *ce;
1513         int ret = 0;
1514
1515         ce = oa_pin_context(stream);
1516         if (IS_ERR(ce))
1517                 return PTR_ERR(ce);
1518
1519         if (engine_supports_mi_query(stream->engine) &&
1520             HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(stream->perf->i915)) {
1521                 /*
1522                  * We are enabling perf query here. If we don't find the context
1523                  * offset here, just return an error.
1524                  */
1525                 ret = set_oa_ctx_ctrl_offset(ce);
1526                 if (ret) {
1527                         intel_context_unpin(ce);
1528                         drm_err(&stream->perf->i915->drm,
1529                                 "Enabling perf query failed for %s\n",
1530                                 stream->engine->name);
1531                         return ret;
1532                 }
1533         }
1534
1535         switch (GRAPHICS_VER(ce->engine->i915)) {
1536         case 7: {
1537                 /*
1538                  * On Haswell we don't do any post processing of the reports
1539                  * and don't need to use the mask.
1540                  */
1541                 stream->specific_ctx_id = i915_ggtt_offset(ce->state);
1542                 stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1543                 break;
1544         }
1545
1546         case 8:
1547         case 9:
1548                 if (intel_engine_uses_guc(ce->engine)) {
1549                         /*
1550                          * When using GuC, the context descriptor we write in
1551                          * i915 is read by GuC and rewritten before it's
1552                          * actually written into the hardware. The LRCA is
1553                          * what is put into the context id field of the
1554                          * context descriptor by GuC. Because it's aligned to
1555                          * a page, the lower 12bits are always at 0 and
1556                          * dropped by GuC. They won't be part of the context
1557                          * ID in the OA reports, so squash those lower bits.
1558                          */
1559                         stream->specific_ctx_id = ce->lrc.lrca >> 12;
1560
1561                         /*
1562                          * GuC uses the top bit to signal proxy submission, so
1563                          * ignore that bit.
1564                          */
1565                         stream->specific_ctx_id_mask =
1566                                 (1U << (GEN8_CTX_ID_WIDTH - 1)) - 1;
1567                 } else {
1568                         stream->specific_ctx_id_mask =
1569                                 (1U << GEN8_CTX_ID_WIDTH) - 1;
1570                         stream->specific_ctx_id = stream->specific_ctx_id_mask;
1571                 }
1572                 break;
1573
1574         case 11:
1575         case 12:
1576                 ret = gen12_get_render_context_id(stream);
1577                 break;
1578
1579         default:
1580                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(ce->engine->i915));
1581         }
1582
1583         ce->tag = stream->specific_ctx_id;
1584
1585         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
1586                 "filtering on ctx_id=0x%x ctx_id_mask=0x%x\n",
1587                 stream->specific_ctx_id,
1588                 stream->specific_ctx_id_mask);
1589
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1595  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1596  *
1597  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1598  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1599  */
1600 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1601 {
1602         struct intel_context *ce;
1603
1604         ce = fetch_and_zero(&stream->pinned_ctx);
1605         if (ce) {
1606                 ce->tag = 0; /* recomputed on next submission after parking */
1607                 intel_context_unpin(ce);
1608         }
1609
1610         stream->specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1611         stream->specific_ctx_id_mask = 0;
1612 }
1613
1614 static void
1615 free_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1616 {
1617         i915_vma_unpin_and_release(&stream->oa_buffer.vma,
1618                                    I915_VMA_RELEASE_MAP);
1619
1620         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1621 }
1622
1623 static void
1624 free_oa_configs(struct i915_perf_stream *stream)
1625 {
1626         struct i915_oa_config_bo *oa_bo, *tmp;
1627
1628         i915_oa_config_put(stream->oa_config);
1629         llist_for_each_entry_safe(oa_bo, tmp, stream->oa_config_bos.first, node)
1630                 free_oa_config_bo(oa_bo);
1631 }
1632
1633 static void
1634 free_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1635 {
1636         i915_vma_unpin_and_release(&stream->noa_wait, 0);
1637 }
1638
1639 static bool engine_supports_oa(const struct intel_engine_cs *engine)
1640 {
1641         return engine->oa_group;
1642 }
1643
1644 static bool engine_supports_oa_format(struct intel_engine_cs *engine, int type)
1645 {
1646         return engine->oa_group && engine->oa_group->type == type;
1647 }
1648
1649 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1650 {
1651         struct i915_perf *perf = stream->perf;
1652         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1653         struct i915_perf_group *g = stream->engine->oa_group;
1654
1655         if (WARN_ON(stream != g->exclusive_stream))
1656                 return;
1657
1658         /*
1659          * Unset exclusive_stream first, it will be checked while disabling
1660          * the metric set on gen8+.
1661          *
1662          * See i915_oa_init_reg_state() and lrc_configure_all_contexts()
1663          */
1664         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
1665         perf->ops.disable_metric_set(stream);
1666
1667         free_oa_buffer(stream);
1668
1669         /*
1670          * Wa_16011777198:dg2: Unset the override of GUCRC mode to enable rc6.
1671          */
1672         if (stream->override_gucrc)
1673                 drm_WARN_ON(&gt->i915->drm,
1674                             intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc));
1675
1676         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
1677         intel_engine_pm_put(stream->engine);
1678
1679         if (stream->ctx)
1680                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1681
1682         free_oa_configs(stream);
1683         free_noa_wait(stream);
1684
1685         if (perf->spurious_report_rs.missed) {
1686                 drm_notice(&gt->i915->drm,
1687                            "%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1688                            perf->spurious_report_rs.missed);
1689         }
1690 }
1691
1692 static void gen7_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1693 {
1694         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1695         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1696         unsigned long flags;
1697
1698         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1699
1700         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1701          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1702          */
1703         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS2, /* head */
1704                            gtt_offset | GEN7_OASTATUS2_MEM_SELECT_GGTT);
1705         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1706
1707         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1708
1709         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OASTATUS1, /* tail */
1710                            gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M);
1711
1712         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1713         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1714
1715         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1716
1717         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1718          * already seen since they can't be cleared while periodic
1719          * sampling is enabled.
1720          */
1721         stream->perf->gen7_latched_oastatus1 = 0;
1722
1723         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1724          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1725          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1726          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1727          *
1728          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1729          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1730          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1731          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1732          * memory...
1733          */
1734         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1735 }
1736
1737 static void gen8_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1738 {
1739         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1740         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1741         unsigned long flags;
1742
1743         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1744
1745         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OASTATUS, 0);
1746         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1747         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1748
1749         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1750
1751         /*
1752          * PRM says:
1753          *
1754          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1755          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1756          *  to enable proper functionality of the overflow
1757          *  bit."
1758          */
1759         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1760                    OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1761         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1762
1763         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1764         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1765
1766         /*
1767          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1768          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1769          * context.
1770          */
1771         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1772
1773         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1774
1775         /*
1776          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1777          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1778          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1779          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1780          *
1781          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1782          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1783          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1784          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1785          * memory...
1786          */
1787         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1788 }
1789
1790 static void gen12_init_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1791 {
1792         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
1793         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(stream->oa_buffer.vma);
1794         unsigned long flags;
1795
1796         spin_lock_irqsave(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1797
1798         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_status, 0);
1799         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_head_ptr,
1800                            gtt_offset & GEN12_OAG_OAHEADPTR_MASK);
1801         stream->oa_buffer.head = gtt_offset;
1802
1803         /*
1804          * PRM says:
1805          *
1806          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1807          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1808          *  to enable proper functionality of the overflow
1809          *  bit."
1810          */
1811         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_buffer, gtt_offset |
1812                            OABUFFER_SIZE_16M | GEN8_OABUFFER_MEM_SELECT_GGTT);
1813         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_tail_ptr,
1814                            gtt_offset & GEN12_OAG_OATAILPTR_MASK);
1815
1816         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1817         stream->oa_buffer.tail = gtt_offset;
1818
1819         /*
1820          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1821          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1822          * context.
1823          */
1824         stream->oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1825
1826         spin_unlock_irqrestore(&stream->oa_buffer.ptr_lock, flags);
1827
1828         /*
1829          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1830          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1831          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1832          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1833          *
1834          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1835          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1836          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1837          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1838          * memory...
1839          */
1840         memset(stream->oa_buffer.vaddr, 0,
1841                stream->oa_buffer.vma->size);
1842 }
1843
1844 static int alloc_oa_buffer(struct i915_perf_stream *stream)
1845 {
1846         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1847         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1848         struct drm_i915_gem_object *bo;
1849         struct i915_vma *vma;
1850         int ret;
1851
1852         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.vma))
1853                 return -ENODEV;
1854
1855         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1856         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1857
1858         bo = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, OA_BUFFER_SIZE);
1859         if (IS_ERR(bo)) {
1860                 drm_err(&i915->drm, "Failed to allocate OA buffer\n");
1861                 return PTR_ERR(bo);
1862         }
1863
1864         i915_gem_object_set_cache_coherency(bo, I915_CACHE_LLC);
1865
1866         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1867         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1868         if (IS_ERR(vma)) {
1869                 ret = PTR_ERR(vma);
1870                 goto err_unref;
1871         }
1872
1873         /*
1874          * PreHSW required 512K alignment.
1875          * HSW and onwards, align to requested size of OA buffer.
1876          */
1877         ret = i915_vma_pin(vma, 0, SZ_16M, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1878         if (ret) {
1879                 drm_err(&gt->i915->drm, "Failed to pin OA buffer %d\n", ret);
1880                 goto err_unref;
1881         }
1882
1883         stream->oa_buffer.vma = vma;
1884
1885         stream->oa_buffer.vaddr =
1886                 i915_gem_object_pin_map_unlocked(bo, I915_MAP_WB);
1887         if (IS_ERR(stream->oa_buffer.vaddr)) {
1888                 ret = PTR_ERR(stream->oa_buffer.vaddr);
1889                 goto err_unpin;
1890         }
1891
1892         return 0;
1893
1894 err_unpin:
1895         __i915_vma_unpin(vma);
1896
1897 err_unref:
1898         i915_gem_object_put(bo);
1899
1900         stream->oa_buffer.vaddr = NULL;
1901         stream->oa_buffer.vma = NULL;
1902
1903         return ret;
1904 }
1905
1906 static u32 *save_restore_register(struct i915_perf_stream *stream, u32 *cs,
1907                                   bool save, i915_reg_t reg, u32 offset,
1908                                   u32 dword_count)
1909 {
1910         u32 cmd;
1911         u32 d;
1912
1913         cmd = save ? MI_STORE_REGISTER_MEM : MI_LOAD_REGISTER_MEM;
1914         cmd |= MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1915         if (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) >= 8)
1916                 cmd++;
1917
1918         for (d = 0; d < dword_count; d++) {
1919                 *cs++ = cmd;
1920                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg) + 4 * d;
1921                 *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait) + offset + 4 * d;
1922                 *cs++ = 0;
1923         }
1924
1925         return cs;
1926 }
1927
1928 static int alloc_noa_wait(struct i915_perf_stream *stream)
1929 {
1930         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
1931         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
1932         struct drm_i915_gem_object *bo;
1933         struct i915_vma *vma;
1934         const u64 delay_ticks = 0xffffffffffffffff -
1935                 intel_gt_ns_to_clock_interval(to_gt(stream->perf->i915),
1936                 atomic64_read(&stream->perf->noa_programming_delay));
1937         const u32 base = stream->engine->mmio_base;
1938 #define CS_GPR(x) GEN8_RING_CS_GPR(base, x)
1939         u32 *batch, *ts0, *cs, *jump;
1940         struct i915_gem_ww_ctx ww;
1941         int ret, i;
1942         enum {
1943                 START_TS,
1944                 NOW_TS,
1945                 DELTA_TS,
1946                 JUMP_PREDICATE,
1947                 DELTA_TARGET,
1948                 N_CS_GPR
1949         };
1950         i915_reg_t mi_predicate_result = HAS_MI_SET_PREDICATE(i915) ?
1951                                           MI_PREDICATE_RESULT_2_ENGINE(base) :
1952                                           MI_PREDICATE_RESULT_1(RENDER_RING_BASE);
1953
1954         /*
1955          * gt->scratch was being used to save/restore the GPR registers, but on
1956          * MTL the scratch uses stolen lmem. An MI_SRM to this memory region
1957          * causes an engine hang. Instead allocate an additional page here to
1958          * save/restore GPR registers
1959          */
1960         bo = i915_gem_object_create_internal(i915, 8192);
1961         if (IS_ERR(bo)) {
1962                 drm_err(&i915->drm,
1963                         "Failed to allocate NOA wait batchbuffer\n");
1964                 return PTR_ERR(bo);
1965         }
1966
1967         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
1968 retry:
1969         ret = i915_gem_object_lock(bo, &ww);
1970         if (ret)
1971                 goto out_ww;
1972
1973         /*
1974          * We pin in GGTT because we jump into this buffer now because
1975          * multiple OA config BOs will have a jump to this address and it
1976          * needs to be fixed during the lifetime of the i915/perf stream.
1977          */
1978         vma = i915_vma_instance(bo, &gt->ggtt->vm, NULL);
1979         if (IS_ERR(vma)) {
1980                 ret = PTR_ERR(vma);
1981                 goto out_ww;
1982         }
1983
1984         ret = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1985         if (ret)
1986                 goto out_ww;
1987
1988         batch = cs = i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1989         if (IS_ERR(batch)) {
1990                 ret = PTR_ERR(batch);
1991                 goto err_unpin;
1992         }
1993
1994         stream->noa_wait = vma;
1995
1996 #define GPR_SAVE_OFFSET 4096
1997 #define PREDICATE_SAVE_OFFSET 4160
1998
1999         /* Save registers. */
2000         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2001                 cs = save_restore_register(
2002                         stream, cs, true /* save */, CS_GPR(i),
2003                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2004         cs = save_restore_register(
2005                 stream, cs, true /* save */, mi_predicate_result,
2006                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2007
2008         /* First timestamp snapshot location. */
2009         ts0 = cs;
2010
2011         /*
2012          * Initial snapshot of the timestamp register to implement the wait.
2013          * We work with 32b values, so clear out the top 32b bits of the
2014          * register because the ALU works 64bits.
2015          */
2016         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2017         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS)) + 4;
2018         *cs++ = 0;
2019         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2020         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2021         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(START_TS));
2022
2023         /*
2024          * This is the location we're going to jump back into until the
2025          * required amount of time has passed.
2026          */
2027         jump = cs;
2028
2029         /*
2030          * Take another snapshot of the timestamp register. Take care to clear
2031          * up the top 32bits of CS_GPR(1) as we're using it for other
2032          * operations below.
2033          */
2034         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2035         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS)) + 4;
2036         *cs++ = 0;
2037         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2038         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(RING_TIMESTAMP(base));
2039         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(NOW_TS));
2040
2041         /*
2042          * Do a diff between the 2 timestamps and store the result back into
2043          * CS_GPR(1).
2044          */
2045         *cs++ = MI_MATH(5);
2046         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(NOW_TS));
2047         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(START_TS));
2048         *cs++ = MI_MATH_SUB;
2049         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(DELTA_TS), MI_MATH_REG_ACCU);
2050         *cs++ = MI_MATH_STORE(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2051
2052         /*
2053          * Transfer the carry flag (set to 1 if ts1 < ts0, meaning the
2054          * timestamp have rolled over the 32bits) into the predicate register
2055          * to be used for the predicated jump.
2056          */
2057         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2058         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2059         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2060
2061         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2062                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2063
2064         /* Restart from the beginning if we had timestamps roll over. */
2065         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2066                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2067                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2068                 MI_BATCH_PREDICATE;
2069         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (ts0 - batch) * 4;
2070         *cs++ = 0;
2071
2072         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2073                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2074
2075         /*
2076          * Now add the diff between to previous timestamps and add it to :
2077          *      (((1 * << 64) - 1) - delay_ns)
2078          *
2079          * When the Carry Flag contains 1 this means the elapsed time is
2080          * longer than the expected delay, and we can exit the wait loop.
2081          */
2082         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2);
2083         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET));
2084         *cs++ = lower_32_bits(delay_ticks);
2085         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(DELTA_TARGET)) + 4;
2086         *cs++ = upper_32_bits(delay_ticks);
2087
2088         *cs++ = MI_MATH(4);
2089         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCA, MI_MATH_REG(DELTA_TS));
2090         *cs++ = MI_MATH_LOAD(MI_MATH_REG_SRCB, MI_MATH_REG(DELTA_TARGET));
2091         *cs++ = MI_MATH_ADD;
2092         *cs++ = MI_MATH_STOREINV(MI_MATH_REG(JUMP_PREDICATE), MI_MATH_REG_CF);
2093
2094         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2095
2096         /*
2097          * Transfer the result into the predicate register to be used for the
2098          * predicated jump.
2099          */
2100         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_REG | (3 - 2);
2101         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(CS_GPR(JUMP_PREDICATE));
2102         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(mi_predicate_result);
2103
2104         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2105                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE | 1;
2106
2107         /* Predicate the jump.  */
2108         *cs++ = (GRAPHICS_VER(i915) < 8 ?
2109                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2110                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8) |
2111                 MI_BATCH_PREDICATE;
2112         *cs++ = i915_ggtt_offset(vma) + (jump - batch) * 4;
2113         *cs++ = 0;
2114
2115         if (HAS_MI_SET_PREDICATE(i915))
2116                 *cs++ = MI_SET_PREDICATE;
2117
2118         /* Restore registers. */
2119         for (i = 0; i < N_CS_GPR; i++)
2120                 cs = save_restore_register(
2121                         stream, cs, false /* restore */, CS_GPR(i),
2122                         GPR_SAVE_OFFSET + 8 * i, 2);
2123         cs = save_restore_register(
2124                 stream, cs, false /* restore */, mi_predicate_result,
2125                 PREDICATE_SAVE_OFFSET, 1);
2126
2127         /* And return to the ring. */
2128         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
2129
2130         GEM_BUG_ON(cs - batch > PAGE_SIZE / sizeof(*batch));
2131
2132         i915_gem_object_flush_map(bo);
2133         __i915_gem_object_release_map(bo);
2134
2135         goto out_ww;
2136
2137 err_unpin:
2138         i915_vma_unpin_and_release(&vma, 0);
2139 out_ww:
2140         if (ret == -EDEADLK) {
2141                 ret = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2142                 if (!ret)
2143                         goto retry;
2144         }
2145         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2146         if (ret)
2147                 i915_gem_object_put(bo);
2148         return ret;
2149 }
2150
2151 static u32 *write_cs_mi_lri(u32 *cs,
2152                             const struct i915_oa_reg *reg_data,
2153                             u32 n_regs)
2154 {
2155         u32 i;
2156
2157         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
2158                 if ((i % MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS) == 0) {
2159                         u32 n_lri = min_t(u32,
2160                                           n_regs - i,
2161                                           MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2162
2163                         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_lri);
2164                 }
2165                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(reg_data[i].addr);
2166                 *cs++ = reg_data[i].value;
2167         }
2168
2169         return cs;
2170 }
2171
2172 static int num_lri_dwords(int num_regs)
2173 {
2174         int count = 0;
2175
2176         if (num_regs > 0) {
2177                 count += DIV_ROUND_UP(num_regs, MI_LOAD_REGISTER_IMM_MAX_REGS);
2178                 count += num_regs * 2;
2179         }
2180
2181         return count;
2182 }
2183
2184 static struct i915_oa_config_bo *
2185 alloc_oa_config_buffer(struct i915_perf_stream *stream,
2186                        struct i915_oa_config *oa_config)
2187 {
2188         struct drm_i915_gem_object *obj;
2189         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2190         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2191         size_t config_length = 0;
2192         u32 *cs;
2193         int err;
2194
2195         oa_bo = kzalloc(sizeof(*oa_bo), GFP_KERNEL);
2196         if (!oa_bo)
2197                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2198
2199         config_length += num_lri_dwords(oa_config->mux_regs_len);
2200         config_length += num_lri_dwords(oa_config->b_counter_regs_len);
2201         config_length += num_lri_dwords(oa_config->flex_regs_len);
2202         config_length += 3; /* MI_BATCH_BUFFER_START */
2203         config_length = ALIGN(sizeof(u32) * config_length, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2204
2205         obj = i915_gem_object_create_shmem(stream->perf->i915, config_length);
2206         if (IS_ERR(obj)) {
2207                 err = PTR_ERR(obj);
2208                 goto err_free;
2209         }
2210
2211         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2212 retry:
2213         err = i915_gem_object_lock(obj, &ww);
2214         if (err)
2215                 goto out_ww;
2216
2217         cs = i915_gem_object_pin_map(obj, I915_MAP_WB);
2218         if (IS_ERR(cs)) {
2219                 err = PTR_ERR(cs);
2220                 goto out_ww;
2221         }
2222
2223         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2224                              oa_config->mux_regs,
2225                              oa_config->mux_regs_len);
2226         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2227                              oa_config->b_counter_regs,
2228                              oa_config->b_counter_regs_len);
2229         cs = write_cs_mi_lri(cs,
2230                              oa_config->flex_regs,
2231                              oa_config->flex_regs_len);
2232
2233         /* Jump into the active wait. */
2234         *cs++ = (GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 8 ?
2235                  MI_BATCH_BUFFER_START :
2236                  MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8);
2237         *cs++ = i915_ggtt_offset(stream->noa_wait);
2238         *cs++ = 0;
2239
2240         i915_gem_object_flush_map(obj);
2241         __i915_gem_object_release_map(obj);
2242
2243         oa_bo->vma = i915_vma_instance(obj,
2244                                        &stream->engine->gt->ggtt->vm,
2245                                        NULL);
2246         if (IS_ERR(oa_bo->vma)) {
2247                 err = PTR_ERR(oa_bo->vma);
2248                 goto out_ww;
2249         }
2250
2251         oa_bo->oa_config = i915_oa_config_get(oa_config);
2252         llist_add(&oa_bo->node, &stream->oa_config_bos);
2253
2254 out_ww:
2255         if (err == -EDEADLK) {
2256                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2257                 if (!err)
2258                         goto retry;
2259         }
2260         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2261
2262         if (err)
2263                 i915_gem_object_put(obj);
2264 err_free:
2265         if (err) {
2266                 kfree(oa_bo);
2267                 return ERR_PTR(err);
2268         }
2269         return oa_bo;
2270 }
2271
2272 static struct i915_vma *
2273 get_oa_vma(struct i915_perf_stream *stream, struct i915_oa_config *oa_config)
2274 {
2275         struct i915_oa_config_bo *oa_bo;
2276
2277         /*
2278          * Look for the buffer in the already allocated BOs attached
2279          * to the stream.
2280          */
2281         llist_for_each_entry(oa_bo, stream->oa_config_bos.first, node) {
2282                 if (oa_bo->oa_config == oa_config &&
2283                     memcmp(oa_bo->oa_config->uuid,
2284                            oa_config->uuid,
2285                            sizeof(oa_config->uuid)) == 0)
2286                         goto out;
2287         }
2288
2289         oa_bo = alloc_oa_config_buffer(stream, oa_config);
2290         if (IS_ERR(oa_bo))
2291                 return ERR_CAST(oa_bo);
2292
2293 out:
2294         return i915_vma_get(oa_bo->vma);
2295 }
2296
2297 static int
2298 emit_oa_config(struct i915_perf_stream *stream,
2299                struct i915_oa_config *oa_config,
2300                struct intel_context *ce,
2301                struct i915_active *active)
2302 {
2303         struct i915_request *rq;
2304         struct i915_vma *vma;
2305         struct i915_gem_ww_ctx ww;
2306         int err;
2307
2308         vma = get_oa_vma(stream, oa_config);
2309         if (IS_ERR(vma))
2310                 return PTR_ERR(vma);
2311
2312         i915_gem_ww_ctx_init(&ww, true);
2313 retry:
2314         err = i915_gem_object_lock(vma->obj, &ww);
2315         if (err)
2316                 goto err;
2317
2318         err = i915_vma_pin_ww(vma, &ww, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
2319         if (err)
2320                 goto err;
2321
2322         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2323         rq = i915_request_create(ce);
2324         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2325         if (IS_ERR(rq)) {
2326                 err = PTR_ERR(rq);
2327                 goto err_vma_unpin;
2328         }
2329
2330         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2331                 /* After all individual context modifications */
2332                 err = i915_request_await_active(rq, active,
2333                                                 I915_ACTIVE_AWAIT_ACTIVE);
2334                 if (err)
2335                         goto err_add_request;
2336
2337                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2338                 if (err)
2339                         goto err_add_request;
2340         }
2341
2342         err = i915_vma_move_to_active(vma, rq, 0);
2343         if (err)
2344                 goto err_add_request;
2345
2346         err = rq->engine->emit_bb_start(rq,
2347                                         i915_vma_offset(vma), 0,
2348                                         I915_DISPATCH_SECURE);
2349         if (err)
2350                 goto err_add_request;
2351
2352 err_add_request:
2353         i915_request_add(rq);
2354 err_vma_unpin:
2355         i915_vma_unpin(vma);
2356 err:
2357         if (err == -EDEADLK) {
2358                 err = i915_gem_ww_ctx_backoff(&ww);
2359                 if (!err)
2360                         goto retry;
2361         }
2362
2363         i915_gem_ww_ctx_fini(&ww);
2364         i915_vma_put(vma);
2365         return err;
2366 }
2367
2368 static struct intel_context *oa_context(struct i915_perf_stream *stream)
2369 {
2370         return stream->pinned_ctx ?: stream->engine->kernel_context;
2371 }
2372
2373 static int
2374 hsw_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2375                       struct i915_active *active)
2376 {
2377         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2378
2379         /*
2380          * PRM:
2381          *
2382          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
2383          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
2384          * unable to count the events from non-render clock domain.
2385          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
2386          * count the events from non-render domain. Unit level clock
2387          * gating for RCS should also be disabled.
2388          */
2389         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2390                          GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE, 0);
2391         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2392                          0, GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE);
2393
2394         return emit_oa_config(stream,
2395                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2396                               active);
2397 }
2398
2399 static void hsw_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2400 {
2401         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2402
2403         intel_uncore_rmw(uncore, GEN6_UCGCTL1,
2404                          GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE, 0);
2405         intel_uncore_rmw(uncore, GEN7_MISCCPCTL,
2406                          0, GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE);
2407
2408         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2409 }
2410
2411 static u32 oa_config_flex_reg(const struct i915_oa_config *oa_config,
2412                               i915_reg_t reg)
2413 {
2414         u32 mmio = i915_mmio_reg_offset(reg);
2415         int i;
2416
2417         /*
2418          * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
2419          * Active' event. In the future it's anticipated that there
2420          * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
2421          */
2422         if (!oa_config)
2423                 return 0;
2424
2425         for (i = 0; i < oa_config->flex_regs_len; i++) {
2426                 if (i915_mmio_reg_offset(oa_config->flex_regs[i].addr) == mmio)
2427                         return oa_config->flex_regs[i].value;
2428         }
2429
2430         return 0;
2431 }
2432 /*
2433  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
2434  * has been disabled.
2435  *
2436  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
2437  * in the case that the OA unit has been disabled.
2438  */
2439 static void
2440 gen8_update_reg_state_unlocked(const struct intel_context *ce,
2441                                const struct i915_perf_stream *stream)
2442 {
2443         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2444         u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2445         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2446         static const i915_reg_t flex_regs[] = {
2447                 EU_PERF_CNTL0,
2448                 EU_PERF_CNTL1,
2449                 EU_PERF_CNTL2,
2450                 EU_PERF_CNTL3,
2451                 EU_PERF_CNTL4,
2452                 EU_PERF_CNTL5,
2453                 EU_PERF_CNTL6,
2454         };
2455         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
2456         int i;
2457
2458         reg_state[ctx_oactxctrl + 1] =
2459                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2460                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2461                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2462
2463         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_regs); i++)
2464                 reg_state[ctx_flexeu0 + i * 2 + 1] =
2465                         oa_config_flex_reg(stream->oa_config, flex_regs[i]);
2466 }
2467
2468 struct flex {
2469         i915_reg_t reg;
2470         u32 offset;
2471         u32 value;
2472 };
2473
2474 static int
2475 gen8_store_flex(struct i915_request *rq,
2476                 struct intel_context *ce,
2477                 const struct flex *flex, unsigned int count)
2478 {
2479         u32 offset;
2480         u32 *cs;
2481
2482         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * count);
2483         if (IS_ERR(cs))
2484                 return PTR_ERR(cs);
2485
2486         offset = i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_STATE_OFFSET;
2487         do {
2488                 *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
2489                 *cs++ = offset + flex->offset * sizeof(u32);
2490                 *cs++ = 0;
2491                 *cs++ = flex->value;
2492         } while (flex++, --count);
2493
2494         intel_ring_advance(rq, cs);
2495
2496         return 0;
2497 }
2498
2499 static int
2500 gen8_load_flex(struct i915_request *rq,
2501                struct intel_context *ce,
2502                const struct flex *flex, unsigned int count)
2503 {
2504         u32 *cs;
2505
2506         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
2507
2508         cs = intel_ring_begin(rq, 2 * count + 2);
2509         if (IS_ERR(cs))
2510                 return PTR_ERR(cs);
2511
2512         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
2513         do {
2514                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(flex->reg);
2515                 *cs++ = flex->value;
2516         } while (flex++, --count);
2517         *cs++ = MI_NOOP;
2518
2519         intel_ring_advance(rq, cs);
2520
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 static int gen8_modify_context(struct intel_context *ce,
2525                                const struct flex *flex, unsigned int count)
2526 {
2527         struct i915_request *rq;
2528         int err;
2529
2530         rq = intel_engine_create_kernel_request(ce->engine);
2531         if (IS_ERR(rq))
2532                 return PTR_ERR(rq);
2533
2534         /* Serialise with the remote context */
2535         err = intel_context_prepare_remote_request(ce, rq);
2536         if (err == 0)
2537                 err = gen8_store_flex(rq, ce, flex, count);
2538
2539         i915_request_add(rq);
2540         return err;
2541 }
2542
2543 static int
2544 gen8_modify_self(struct intel_context *ce,
2545                  const struct flex *flex, unsigned int count,
2546                  struct i915_active *active)
2547 {
2548         struct i915_request *rq;
2549         int err;
2550
2551         intel_engine_pm_get(ce->engine);
2552         rq = i915_request_create(ce);
2553         intel_engine_pm_put(ce->engine);
2554         if (IS_ERR(rq))
2555                 return PTR_ERR(rq);
2556
2557         if (!IS_ERR_OR_NULL(active)) {
2558                 err = i915_active_add_request(active, rq);
2559                 if (err)
2560                         goto err_add_request;
2561         }
2562
2563         err = gen8_load_flex(rq, ce, flex, count);
2564         if (err)
2565                 goto err_add_request;
2566
2567 err_add_request:
2568         i915_request_add(rq);
2569         return err;
2570 }
2571
2572 static int gen8_configure_context(struct i915_perf_stream *stream,
2573                                   struct i915_gem_context *ctx,
2574                                   struct flex *flex, unsigned int count)
2575 {
2576         struct i915_gem_engines_iter it;
2577         struct intel_context *ce;
2578         int err = 0;
2579
2580         for_each_gem_engine(ce, i915_gem_context_lock_engines(ctx), it) {
2581                 GEM_BUG_ON(ce == ce->engine->kernel_context);
2582
2583                 if (ce->engine->class != RENDER_CLASS)
2584                         continue;
2585
2586                 /* Otherwise OA settings will be set upon first use */
2587                 if (!intel_context_pin_if_active(ce))
2588                         continue;
2589
2590                 flex->value = intel_sseu_make_rpcs(ce->engine->gt, &ce->sseu);
2591                 err = gen8_modify_context(ce, flex, count);
2592
2593                 intel_context_unpin(ce);
2594                 if (err)
2595                         break;
2596         }
2597         i915_gem_context_unlock_engines(ctx);
2598
2599         return err;
2600 }
2601
2602 static int gen12_configure_oar_context(struct i915_perf_stream *stream,
2603                                        struct i915_active *active)
2604 {
2605         int err;
2606         struct intel_context *ce = stream->pinned_ctx;
2607         u32 format = stream->oa_buffer.format->format;
2608         u32 offset = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2609         struct flex regs_context[] = {
2610                 {
2611                         GEN8_OACTXCONTROL,
2612                         offset + 1,
2613                         active ? GEN8_OA_COUNTER_RESUME : 0,
2614                 },
2615         };
2616         /* Offsets in regs_lri are not used since this configuration is only
2617          * applied using LRI. Initialize the correct offsets for posterity.
2618          */
2619 #define GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET 0x5B0
2620         struct flex regs_lri[] = {
2621                 {
2622                         GEN12_OAR_OACONTROL,
2623                         GEN12_OAR_OACONTROL_OFFSET + 1,
2624                         (format << GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT) |
2625                         (active ? GEN12_OAR_OACONTROL_COUNTER_ENABLE : 0)
2626                 },
2627                 {
2628                         RING_CONTEXT_CONTROL(ce->engine->mmio_base),
2629                         CTX_CONTEXT_CONTROL,
2630                         _MASKED_FIELD(GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE,
2631                                       active ?
2632                                       GEN12_CTX_CTRL_OAR_CONTEXT_ENABLE :
2633                                       0)
2634                 },
2635         };
2636
2637         /* Modify the context image of pinned context with regs_context */
2638         err = intel_context_lock_pinned(ce);
2639         if (err)
2640                 return err;
2641
2642         err = gen8_modify_context(ce, regs_context,
2643                                   ARRAY_SIZE(regs_context));
2644         intel_context_unlock_pinned(ce);
2645         if (err)
2646                 return err;
2647
2648         /* Apply regs_lri using LRI with pinned context */
2649         return gen8_modify_self(ce, regs_lri, ARRAY_SIZE(regs_lri), active);
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
2654  * configuration across all contexts.
2655  *
2656  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
2657  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
2658  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
2659  * the face of context switches.
2660  *
2661  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
2662  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
2663  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
2664  * transiently before a WA BB could be parsed.
2665  *
2666  * This function needs to:
2667  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
2668  *   updated
2669  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
2670  *   OA state if they are scheduled for use.
2671  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
2672  *   per-context OA state.
2673  *
2674  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
2675  * Note: the first flex register passed must always be R_PWR_CLK_STATE
2676  */
2677 static int
2678 oa_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2679                           struct flex *regs,
2680                           size_t num_regs,
2681                           struct i915_active *active)
2682 {
2683         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2684         struct intel_engine_cs *engine;
2685         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
2686         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
2687         int err;
2688
2689         lockdep_assert_held(&gt->perf.lock);
2690
2691         /*
2692          * The OA register config is setup through the context image. This image
2693          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
2694          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
2695          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
2696          *
2697          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
2698          * this might leave small interval of time where the OA unit is
2699          * configured at an invalid sampling period.
2700          *
2701          * Note that since we emit all requests from a single ring, there
2702          * is still an implicit global barrier here that may cause a high
2703          * priority context to wait for an otherwise independent low priority
2704          * context. Contexts idle at the time of reconfiguration are not
2705          * trapped behind the barrier.
2706          */
2707         spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2708         list_for_each_entry_safe(ctx, cn, &i915->gem.contexts.list, link) {
2709                 if (!kref_get_unless_zero(&ctx->ref))
2710                         continue;
2711
2712                 spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2713
2714                 err = gen8_configure_context(stream, ctx, regs, num_regs);
2715                 if (err) {
2716                         i915_gem_context_put(ctx);
2717                         return err;
2718                 }
2719
2720                 spin_lock(&i915->gem.contexts.lock);
2721                 list_safe_reset_next(ctx, cn, link);
2722                 i915_gem_context_put(ctx);
2723         }
2724         spin_unlock(&i915->gem.contexts.lock);
2725
2726         /*
2727          * After updating all other contexts, we need to modify ourselves.
2728          * If we don't modify the kernel_context, we do not get events while
2729          * idle.
2730          */
2731         for_each_uabi_engine(engine, i915) {
2732                 struct intel_context *ce = engine->kernel_context;
2733
2734                 if (engine->class != RENDER_CLASS)
2735                         continue;
2736
2737                 regs[0].value = intel_sseu_make_rpcs(engine->gt, &ce->sseu);
2738
2739                 err = gen8_modify_self(ce, regs, num_regs, active);
2740                 if (err)
2741                         return err;
2742         }
2743
2744         return 0;
2745 }
2746
2747 static int
2748 gen12_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2749                              const struct i915_oa_config *oa_config,
2750                              struct i915_active *active)
2751 {
2752         struct flex regs[] = {
2753                 {
2754                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2755                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2756                 },
2757         };
2758
2759         if (stream->engine->class != RENDER_CLASS)
2760                 return 0;
2761
2762         return oa_configure_all_contexts(stream,
2763                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2764                                          active);
2765 }
2766
2767 static int
2768 lrc_configure_all_contexts(struct i915_perf_stream *stream,
2769                            const struct i915_oa_config *oa_config,
2770                            struct i915_active *active)
2771 {
2772         u32 ctx_oactxctrl = stream->perf->ctx_oactxctrl_offset;
2773         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
2774         const u32 ctx_flexeu0 = stream->perf->ctx_flexeu0_offset;
2775 #define ctx_flexeuN(N) (ctx_flexeu0 + 2 * (N) + 1)
2776         struct flex regs[] = {
2777                 {
2778                         GEN8_R_PWR_CLK_STATE(RENDER_RING_BASE),
2779                         CTX_R_PWR_CLK_STATE,
2780                 },
2781                 {
2782                         GEN8_OACTXCONTROL,
2783                         ctx_oactxctrl + 1,
2784                 },
2785                 { EU_PERF_CNTL0, ctx_flexeuN(0) },
2786                 { EU_PERF_CNTL1, ctx_flexeuN(1) },
2787                 { EU_PERF_CNTL2, ctx_flexeuN(2) },
2788                 { EU_PERF_CNTL3, ctx_flexeuN(3) },
2789                 { EU_PERF_CNTL4, ctx_flexeuN(4) },
2790                 { EU_PERF_CNTL5, ctx_flexeuN(5) },
2791                 { EU_PERF_CNTL6, ctx_flexeuN(6) },
2792         };
2793 #undef ctx_flexeuN
2794         int i;
2795
2796         regs[1].value =
2797                 (stream->period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
2798                 (stream->periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
2799                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
2800
2801         for (i = 2; i < ARRAY_SIZE(regs); i++)
2802                 regs[i].value = oa_config_flex_reg(oa_config, regs[i].reg);
2803
2804         return oa_configure_all_contexts(stream,
2805                                          regs, ARRAY_SIZE(regs),
2806                                          active);
2807 }
2808
2809 static int
2810 gen8_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2811                        struct i915_active *active)
2812 {
2813         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2814         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2815         int ret;
2816
2817         /*
2818          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
2819          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
2820          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
2821          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
2822          * overruns.
2823          *
2824          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
2825          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
2826          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
2827          * correctly block these reports.
2828          *
2829          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
2830          * this ratio to normalize.
2831          *
2832          * Note: This register is not power context saved and restored, but
2833          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
2834          * enabled.
2835          *
2836          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
2837          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
2838          * RPT_ID field.
2839          */
2840         if (IS_GRAPHICS_VER(stream->perf->i915, 9, 11)) {
2841                 intel_uncore_write(uncore, GEN8_OA_DEBUG,
2842                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2843                                                       GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
2844         }
2845
2846         /*
2847          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2848          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2849          * registers.
2850          */
2851         ret = lrc_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2852         if (ret)
2853                 return ret;
2854
2855         return emit_oa_config(stream,
2856                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2857                               active);
2858 }
2859
2860 static u32 oag_report_ctx_switches(const struct i915_perf_stream *stream)
2861 {
2862         return _MASKED_FIELD(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS,
2863                              (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) ?
2864                              0 : GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CTX_SWITCH_REPORTS);
2865 }
2866
2867 static int
2868 gen12_enable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream,
2869                         struct i915_active *active)
2870 {
2871         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2872         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2873         struct i915_oa_config *oa_config = stream->oa_config;
2874         bool periodic = stream->periodic;
2875         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
2876         u32 sqcnt1;
2877         int ret;
2878
2879         /*
2880          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2881          * EU NOA signals behave incorrectly if EU clock gating is enabled.
2882          * Disable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2883          */
2884         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2885                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2886                                              _MASKED_BIT_ENABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2887                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2888                                    _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2889         }
2890
2891         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_debug,
2892                            /* Disable clk ratio reports, like previous Gens. */
2893                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN12_OAG_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
2894                                               GEN12_OAG_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO) |
2895                            /*
2896                             * If the user didn't require OA reports, instruct
2897                             * the hardware not to emit ctx switch reports.
2898                             */
2899                            oag_report_ctx_switches(stream));
2900
2901         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctx_ctrl, periodic ?
2902                            (GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_COUNTER_RESUME |
2903                             GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_ENABLE |
2904                             (period_exponent << GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL_TIMER_PERIOD_SHIFT))
2905                             : 0);
2906
2907         /*
2908          * Initialize Super Queue Internal Cnt Register
2909          * Set PMON Enable in order to collect valid metrics.
2910          * Enable byets per clock reporting in OA for XEHPSDV onward.
2911          */
2912         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2913                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2914
2915         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, 0, sqcnt1);
2916
2917         /*
2918          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
2919          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
2920          * registers.
2921          */
2922         ret = gen12_configure_all_contexts(stream, oa_config, active);
2923         if (ret)
2924                 return ret;
2925
2926         /*
2927          * For Gen12, performance counters are context
2928          * saved/restored. Only enable it for the context that
2929          * requested this.
2930          */
2931         if (stream->ctx) {
2932                 ret = gen12_configure_oar_context(stream, active);
2933                 if (ret)
2934                         return ret;
2935         }
2936
2937         return emit_oa_config(stream,
2938                               stream->oa_config, oa_context(stream),
2939                               active);
2940 }
2941
2942 static void gen8_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2943 {
2944         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2945
2946         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2947         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2948
2949         intel_uncore_rmw(uncore, GDT_CHICKEN_BITS, GT_NOA_ENABLE, 0);
2950 }
2951
2952 static void gen11_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2953 {
2954         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2955
2956         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2957         lrc_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2958
2959         /* Make sure we disable noa to save power. */
2960         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2961 }
2962
2963 static void gen12_disable_metric_set(struct i915_perf_stream *stream)
2964 {
2965         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
2966         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
2967         u32 sqcnt1;
2968
2969         /*
2970          * Wa_1508761755:xehpsdv, dg2
2971          * Enable thread stall DOP gating and EU DOP gating.
2972          */
2973         if (IS_XEHPSDV(i915) || IS_DG2(i915)) {
2974                 intel_gt_mcr_multicast_write(uncore->gt, GEN8_ROW_CHICKEN,
2975                                              _MASKED_BIT_DISABLE(STALL_DOP_GATING_DISABLE));
2976                 intel_uncore_write(uncore, GEN7_ROW_CHICKEN2,
2977                                    _MASKED_BIT_DISABLE(GEN12_DISABLE_DOP_GATING));
2978         }
2979
2980         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
2981         gen12_configure_all_contexts(stream, NULL, NULL);
2982
2983         /* disable the context save/restore or OAR counters */
2984         if (stream->ctx)
2985                 gen12_configure_oar_context(stream, NULL);
2986
2987         /* Make sure we disable noa to save power. */
2988         intel_uncore_rmw(uncore, RPM_CONFIG1, GEN10_GT_NOA_ENABLE, 0);
2989
2990         sqcnt1 = GEN12_SQCNT1_PMON_ENABLE |
2991                  (HAS_OA_BPC_REPORTING(i915) ? GEN12_SQCNT1_OABPC : 0);
2992
2993         /* Reset PMON Enable to save power. */
2994         intel_uncore_rmw(uncore, GEN12_SQCNT1, sqcnt1, 0);
2995 }
2996
2997 static void gen7_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
2998 {
2999         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3000         struct i915_gem_context *ctx = stream->ctx;
3001         u32 ctx_id = stream->specific_ctx_id;
3002         bool periodic = stream->periodic;
3003         u32 period_exponent = stream->period_exponent;
3004         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3005
3006         /*
3007          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3008          *
3009          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3010          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3011          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3012          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3013          * memory which this helps maintains.
3014          */
3015         gen7_init_oa_buffer(stream);
3016
3017         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL,
3018                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
3019                            (period_exponent <<
3020                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
3021                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
3022                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
3023                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
3024                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
3025 }
3026
3027 static void gen8_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3028 {
3029         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3030         u32 report_format = stream->oa_buffer.format->format;
3031
3032         /*
3033          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
3034          *
3035          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
3036          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
3037          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
3038          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
3039          * memory which this helps maintains.
3040          */
3041         gen8_init_oa_buffer(stream);
3042
3043         /*
3044          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
3045          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
3046          * field of reports
3047          */
3048         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL,
3049                            (report_format << GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
3050                            GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
3051 }
3052
3053 static void gen12_oa_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3054 {
3055         const struct i915_perf_regs *regs;
3056         u32 val;
3057
3058         /*
3059          * If we don't want OA reports from the OA buffer, then we don't even
3060          * need to program the OAG unit.
3061          */
3062         if (!(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3063                 return;
3064
3065         gen12_init_oa_buffer(stream);
3066
3067         regs = __oa_regs(stream);
3068         val = (stream->oa_buffer.format->format << regs->oa_ctrl_counter_format_shift) |
3069               GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE;
3070
3071         intel_uncore_write(stream->uncore, regs->oa_ctrl, val);
3072 }
3073
3074 /**
3075  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
3076  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3077  *
3078  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
3079  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
3080  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
3081  * during a read() or poll()).
3082  */
3083 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
3084 {
3085         stream->pollin = false;
3086
3087         stream->perf->ops.oa_enable(stream);
3088
3089         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3090                 hrtimer_start(&stream->poll_check_timer,
3091                               ns_to_ktime(stream->poll_oa_period),
3092                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
3093 }
3094
3095 static void gen7_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3096 {
3097         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3098
3099         intel_uncore_write(uncore, GEN7_OACONTROL, 0);
3100         if (intel_wait_for_register(uncore,
3101                                     GEN7_OACONTROL, GEN7_OACONTROL_ENABLE, 0,
3102                                     50))
3103                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3104                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3105 }
3106
3107 static void gen8_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3108 {
3109         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3110
3111         intel_uncore_write(uncore, GEN8_OACONTROL, 0);
3112         if (intel_wait_for_register(uncore,
3113                                     GEN8_OACONTROL, GEN8_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3114                                     50))
3115                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3116                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3117 }
3118
3119 static void gen12_oa_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3120 {
3121         struct intel_uncore *uncore = stream->uncore;
3122
3123         intel_uncore_write(uncore, __oa_regs(stream)->oa_ctrl, 0);
3124         if (intel_wait_for_register(uncore,
3125                                     __oa_regs(stream)->oa_ctrl,
3126                                     GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_ENABLE, 0,
3127                                     50))
3128                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3129                         "wait for OA to be disabled timed out\n");
3130
3131         intel_uncore_write(uncore, GEN12_OA_TLB_INV_CR, 1);
3132         if (intel_wait_for_register(uncore,
3133                                     GEN12_OA_TLB_INV_CR,
3134                                     1, 0,
3135                                     50))
3136                 drm_err(&stream->perf->i915->drm,
3137                         "wait for OA tlb invalidate timed out\n");
3138 }
3139
3140 /**
3141  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
3142  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
3143  *
3144  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
3145  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
3146  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
3147  */
3148 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
3149 {
3150         stream->perf->ops.oa_disable(stream);
3151
3152         if (stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)
3153                 hrtimer_cancel(&stream->poll_check_timer);
3154 }
3155
3156 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
3157         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
3158         .enable = i915_oa_stream_enable,
3159         .disable = i915_oa_stream_disable,
3160         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
3161         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
3162         .read = i915_oa_read,
3163 };
3164
3165 static int i915_perf_stream_enable_sync(struct i915_perf_stream *stream)
3166 {
3167         struct i915_active *active;
3168         int err;
3169
3170         active = i915_active_create();
3171         if (!active)
3172                 return -ENOMEM;
3173
3174         err = stream->perf->ops.enable_metric_set(stream, active);
3175         if (err == 0)
3176                 __i915_active_wait(active, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3177
3178         i915_active_put(active);
3179         return err;
3180 }
3181
3182 static void
3183 get_default_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3184                         struct intel_engine_cs *engine)
3185 {
3186         const struct sseu_dev_info *devinfo_sseu = &engine->gt->info.sseu;
3187
3188         *out_sseu = intel_sseu_from_device_info(devinfo_sseu);
3189
3190         if (GRAPHICS_VER(engine->i915) == 11) {
3191                 /*
3192                  * We only need subslice count so it doesn't matter which ones
3193                  * we select - just turn off low bits in the amount of half of
3194                  * all available subslices per slice.
3195                  */
3196                 out_sseu->subslice_mask =
3197                         ~(~0 << (hweight8(out_sseu->subslice_mask) / 2));
3198                 out_sseu->slice_mask = 0x1;
3199         }
3200 }
3201
3202 static int
3203 get_sseu_config(struct intel_sseu *out_sseu,
3204                 struct intel_engine_cs *engine,
3205                 const struct drm_i915_gem_context_param_sseu *drm_sseu)
3206 {
3207         if (drm_sseu->engine.engine_class != engine->uabi_class ||
3208             drm_sseu->engine.engine_instance != engine->uabi_instance)
3209                 return -EINVAL;
3210
3211         return i915_gem_user_to_context_sseu(engine->gt, drm_sseu, out_sseu);
3212 }
3213
3214 /*
3215  * OA timestamp frequency = CS timestamp frequency in most platforms. On some
3216  * platforms OA unit ignores the CTC_SHIFT and the 2 timestamps differ. In such
3217  * cases, return the adjusted CS timestamp frequency to the user.
3218  */
3219 u32 i915_perf_oa_timestamp_frequency(struct drm_i915_private *i915)
3220 {
3221         /*
3222          * Wa_18013179988:dg2
3223          * Wa_14015846243:mtl
3224          */
3225         if (IS_DG2(i915) || IS_METEORLAKE(i915)) {
3226                 intel_wakeref_t wakeref;
3227                 u32 reg, shift;
3228
3229                 with_intel_runtime_pm(to_gt(i915)->uncore->rpm, wakeref)
3230                         reg = intel_uncore_read(to_gt(i915)->uncore, RPM_CONFIG0);
3231
3232                 shift = REG_FIELD_GET(GEN10_RPM_CONFIG0_CTC_SHIFT_PARAMETER_MASK,
3233                                       reg);
3234
3235                 return to_gt(i915)->clock_frequency << (3 - shift);
3236         }
3237
3238         return to_gt(i915)->clock_frequency;
3239 }
3240
3241 /**
3242  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
3243  * @stream: An i915 perf stream
3244  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
3245  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
3246  *
3247  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
3248  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
3249  *
3250  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
3251  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
3252  * properties are OK.
3253  *
3254  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
3255  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
3256  *
3257  * Returns: zero on success or a negative error code.
3258  */
3259 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
3260                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
3261                                struct perf_open_properties *props)
3262 {
3263         struct drm_i915_private *i915 = stream->perf->i915;
3264         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3265         struct i915_perf_group *g;
3266         struct intel_gt *gt;
3267         int ret;
3268
3269         if (!props->engine) {
3270                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3271                         "OA engine not specified\n");
3272                 return -EINVAL;
3273         }
3274         gt = props->engine->gt;
3275         g = props->engine->oa_group;
3276
3277         /*
3278          * If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
3279          * reason then don't let userspace try their luck with config
3280          * IDs
3281          */
3282         if (!perf->metrics_kobj) {
3283                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3284                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
3285                 return -EINVAL;
3286         }
3287
3288         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) &&
3289             (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 12 || !stream->ctx)) {
3290                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3291                         "Only OA report sampling supported\n");
3292                 return -EINVAL;
3293         }
3294
3295         if (!perf->ops.enable_metric_set) {
3296                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3297                         "OA unit not supported\n");
3298                 return -ENODEV;
3299         }
3300
3301         /*
3302          * To avoid the complexity of having to accurately filter
3303          * counter reports and marshal to the appropriate client
3304          * we currently only allow exclusive access
3305          */
3306         if (g->exclusive_stream) {
3307                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3308                         "OA unit already in use\n");
3309                 return -EBUSY;
3310         }
3311
3312         if (!props->oa_format) {
3313                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3314                         "OA report format not specified\n");
3315                 return -EINVAL;
3316         }
3317
3318         stream->engine = props->engine;
3319         stream->uncore = stream->engine->gt->uncore;
3320
3321         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
3322
3323         stream->oa_buffer.format = &perf->oa_formats[props->oa_format];
3324         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, stream->oa_buffer.format->size == 0))
3325                 return -EINVAL;
3326
3327         stream->sample_flags = props->sample_flags;
3328         stream->sample_size += stream->oa_buffer.format->size;
3329
3330         stream->hold_preemption = props->hold_preemption;
3331
3332         stream->periodic = props->oa_periodic;
3333         if (stream->periodic)
3334                 stream->period_exponent = props->oa_period_exponent;
3335
3336         if (stream->ctx) {
3337                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
3338                 if (ret) {
3339                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3340                                 "Invalid context id to filter with\n");
3341                         return ret;
3342                 }
3343         }
3344
3345         ret = alloc_noa_wait(stream);
3346         if (ret) {
3347                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3348                         "Unable to allocate NOA wait batch buffer\n");
3349                 goto err_noa_wait_alloc;
3350         }
3351
3352         stream->oa_config = i915_perf_get_oa_config(perf, props->metrics_set);
3353         if (!stream->oa_config) {
3354                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3355                         "Invalid OA config id=%i\n", props->metrics_set);
3356                 ret = -EINVAL;
3357                 goto err_config;
3358         }
3359
3360         /* PRM - observability performance counters:
3361          *
3362          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
3363          *
3364          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
3365          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
3366          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
3367          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
3368          *
3369          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
3370          *   references will effectively disable RC6.
3371          */
3372         intel_engine_pm_get(stream->engine);
3373         intel_uncore_forcewake_get(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3374
3375         /*
3376          * Wa_16011777198:dg2: GuC resets render as part of the Wa. This causes
3377          * OA to lose the configuration state. Prevent this by overriding GUCRC
3378          * mode.
3379          */
3380         if (intel_uc_uses_guc_rc(&gt->uc) &&
3381             (IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G10, STEP_A0, STEP_C0) ||
3382              IS_DG2_GRAPHICS_STEP(gt->i915, G11, STEP_A0, STEP_B0))) {
3383                 ret = intel_guc_slpc_override_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc,
3384                                                          SLPC_GUCRC_MODE_GUCRC_NO_RC6);
3385                 if (ret) {
3386                         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3387                                 "Unable to override gucrc mode\n");
3388                         goto err_gucrc;
3389                 }
3390
3391                 stream->override_gucrc = true;
3392         }
3393
3394         ret = alloc_oa_buffer(stream);
3395         if (ret)
3396                 goto err_oa_buf_alloc;
3397
3398         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
3399
3400         stream->engine->gt->perf.sseu = props->sseu;
3401         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, stream);
3402
3403         ret = i915_perf_stream_enable_sync(stream);
3404         if (ret) {
3405                 drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3406                         "Unable to enable metric set\n");
3407                 goto err_enable;
3408         }
3409
3410         drm_dbg(&stream->perf->i915->drm,
3411                 "opening stream oa config uuid=%s\n",
3412                   stream->oa_config->uuid);
3413
3414         hrtimer_init(&stream->poll_check_timer,
3415                      CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3416         stream->poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3417         init_waitqueue_head(&stream->poll_wq);
3418         spin_lock_init(&stream->oa_buffer.ptr_lock);
3419         mutex_init(&stream->lock);
3420
3421         return 0;
3422
3423 err_enable:
3424         WRITE_ONCE(g->exclusive_stream, NULL);
3425         perf->ops.disable_metric_set(stream);
3426
3427         free_oa_buffer(stream);
3428
3429 err_oa_buf_alloc:
3430         if (stream->override_gucrc)
3431                 intel_guc_slpc_unset_gucrc_mode(&gt->uc.guc.slpc);
3432
3433 err_gucrc:
3434         intel_uncore_forcewake_put(stream->uncore, FORCEWAKE_ALL);
3435         intel_engine_pm_put(stream->engine);
3436
3437         free_oa_configs(stream);
3438
3439 err_config:
3440         free_noa_wait(stream);
3441
3442 err_noa_wait_alloc:
3443         if (stream->ctx)
3444                 oa_put_render_ctx_id(stream);
3445
3446         return ret;
3447 }
3448
3449 void i915_oa_init_reg_state(const struct intel_context *ce,
3450                             const struct intel_engine_cs *engine)
3451 {
3452         struct i915_perf_stream *stream;
3453
3454         if (engine->class != RENDER_CLASS)
3455                 return;
3456
3457         /* perf.exclusive_stream serialised by lrc_configure_all_contexts() */
3458         stream = READ_ONCE(engine->oa_group->exclusive_stream);
3459         if (stream && GRAPHICS_VER(stream->perf->i915) < 12)
3460                 gen8_update_reg_state_unlocked(ce, stream);
3461 }
3462
3463 /**
3464  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
3465  * @file: An i915 perf stream file
3466  * @buf: destination buffer given by userspace
3467  * @count: the number of bytes userspace wants to read
3468  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
3469  *
3470  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
3471  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
3472  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
3473  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
3474  *
3475  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
3476  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
3477  * while reading.
3478  *
3479  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
3480  */
3481 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
3482                               char __user *buf,
3483                               size_t count,
3484                               loff_t *ppos)
3485 {
3486         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3487         size_t offset = 0;
3488         int ret;
3489
3490         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
3491          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
3492          * to a deadlock for blocking file descriptors...
3493          */
3494         if (!stream->enabled || !(stream->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT))
3495                 return -EIO;
3496
3497         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
3498                 /* There's the small chance of false positives from
3499                  * stream->ops->wait_unlocked.
3500                  *
3501                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
3502                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
3503                  * any reports really belong to the current context
3504                  */
3505                 do {
3506                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
3507                         if (ret)
3508                                 return ret;
3509
3510                         mutex_lock(&stream->lock);
3511                         ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3512                         mutex_unlock(&stream->lock);
3513                 } while (!offset && !ret);
3514         } else {
3515                 mutex_lock(&stream->lock);
3516                 ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
3517                 mutex_unlock(&stream->lock);
3518         }
3519
3520         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive EPOLLIN
3521          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
3522          * not really any data available. In this situation though we don't
3523          * want to enter a busy loop between poll() reporting a EPOLLIN event
3524          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
3525          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
3526          * before reporting another EPOLLIN event.
3527          * The exception to this is if ops->read() returned -ENOSPC which means
3528          * that more OA data is available than could fit in the user provided
3529          * buffer. In this case we want the next poll() call to not block.
3530          */
3531         if (ret != -ENOSPC)
3532                 stream->pollin = false;
3533
3534         /* Possible values for ret are 0, -EFAULT, -ENOSPC, -EIO, ... */
3535         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
3536 }
3537
3538 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
3539 {
3540         struct i915_perf_stream *stream =
3541                 container_of(hrtimer, typeof(*stream), poll_check_timer);
3542
3543         if (oa_buffer_check_unlocked(stream)) {
3544                 stream->pollin = true;
3545                 wake_up(&stream->poll_wq);
3546         }
3547
3548         hrtimer_forward_now(hrtimer,
3549                             ns_to_ktime(stream->poll_oa_period));
3550
3551         return HRTIMER_RESTART;
3552 }
3553
3554 /**
3555  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3556  * @stream: An i915 perf stream
3557  * @file: An i915 perf stream file
3558  * @wait: poll() state table
3559  *
3560  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
3561  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
3562  * will be woken for new stream data.
3563  *
3564  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3565  */
3566 static __poll_t i915_perf_poll_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3567                                       struct file *file,
3568                                       poll_table *wait)
3569 {
3570         __poll_t events = 0;
3571
3572         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
3573
3574         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
3575          * here since this path may be very hot depending on what else
3576          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
3577          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
3578          * samples to read.
3579          */
3580         if (stream->pollin)
3581                 events |= EPOLLIN;
3582
3583         return events;
3584 }
3585
3586 /**
3587  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
3588  * @file: An i915 perf stream file
3589  * @wait: poll() state table
3590  *
3591  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
3592  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
3593  * data.
3594  *
3595  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
3596  *
3597  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
3598  */
3599 static __poll_t i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3600 {
3601         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3602         __poll_t ret;
3603
3604         mutex_lock(&stream->lock);
3605         ret = i915_perf_poll_locked(stream, file, wait);
3606         mutex_unlock(&stream->lock);
3607
3608         return ret;
3609 }
3610
3611 /**
3612  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
3613  * @stream: A disabled i915 perf stream
3614  *
3615  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
3616  *
3617  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
3618  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
3619  * buffered data.
3620  */
3621 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3622 {
3623         if (stream->enabled)
3624                 return;
3625
3626         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
3627         stream->enabled = true;
3628
3629         if (stream->ops->enable)
3630                 stream->ops->enable(stream);
3631
3632         if (stream->hold_preemption)
3633                 intel_context_set_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3634 }
3635
3636 /**
3637  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
3638  * @stream: An enabled i915 perf stream
3639  *
3640  * Disables the associated capture of data for this stream.
3641  *
3642  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
3643  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
3644  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
3645  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
3646  *
3647  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
3648  * to attempt to read from the stream (-EIO).
3649  */
3650 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3651 {
3652         if (!stream->enabled)
3653                 return;
3654
3655         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
3656         stream->enabled = false;
3657
3658         if (stream->hold_preemption)
3659                 intel_context_clear_nopreempt(stream->pinned_ctx);
3660
3661         if (stream->ops->disable)
3662                 stream->ops->disable(stream);
3663 }
3664
3665 static long i915_perf_config_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3666                                     unsigned long metrics_set)
3667 {
3668         struct i915_oa_config *config;
3669         long ret = stream->oa_config->id;
3670
3671         config = i915_perf_get_oa_config(stream->perf, metrics_set);
3672         if (!config)
3673                 return -EINVAL;
3674
3675         if (config != stream->oa_config) {
3676                 int err;
3677
3678                 /*
3679                  * If OA is bound to a specific context, emit the
3680                  * reconfiguration inline from that context. The update
3681                  * will then be ordered with respect to submission on that
3682                  * context.
3683                  *
3684                  * When set globally, we use a low priority kernel context,
3685                  * so it will effectively take effect when idle.
3686                  */
3687                 err = emit_oa_config(stream, config, oa_context(stream), NULL);
3688                 if (!err)
3689                         config = xchg(&stream->oa_config, config);
3690                 else
3691                         ret = err;
3692         }
3693
3694         i915_oa_config_put(config);
3695
3696         return ret;
3697 }
3698
3699 /**
3700  * i915_perf_ioctl_locked - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3701  * @stream: An i915 perf stream
3702  * @cmd: the ioctl request
3703  * @arg: the ioctl data
3704  *
3705  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3706  * an unknown ioctl request.
3707  */
3708 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
3709                                    unsigned int cmd,
3710                                    unsigned long arg)
3711 {
3712         switch (cmd) {
3713         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
3714                 i915_perf_enable_locked(stream);
3715                 return 0;
3716         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
3717                 i915_perf_disable_locked(stream);
3718                 return 0;
3719         case I915_PERF_IOCTL_CONFIG:
3720                 return i915_perf_config_locked(stream, arg);
3721         }
3722
3723         return -EINVAL;
3724 }
3725
3726 /**
3727  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
3728  * @file: An i915 perf stream file
3729  * @cmd: the ioctl request
3730  * @arg: the ioctl data
3731  *
3732  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
3733  *
3734  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
3735  * an unknown ioctl request.
3736  */
3737 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
3738                             unsigned int cmd,
3739                             unsigned long arg)
3740 {
3741         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3742         long ret;
3743
3744         mutex_lock(&stream->lock);
3745         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
3746         mutex_unlock(&stream->lock);
3747
3748         return ret;
3749 }
3750
3751 /**
3752  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
3753  * @stream: An i915 perf stream
3754  *
3755  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
3756  * any associated data capture in the process.
3757  *
3758  * Note: The &gt->perf.lock mutex has been taken to serialize
3759  * with any non-file-operation driver hooks.
3760  */
3761 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
3762 {
3763         if (stream->enabled)
3764                 i915_perf_disable_locked(stream);
3765
3766         if (stream->ops->destroy)
3767                 stream->ops->destroy(stream);
3768
3769         if (stream->ctx)
3770                 i915_gem_context_put(stream->ctx);
3771
3772         kfree(stream);
3773 }
3774
3775 /**
3776  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
3777  * @inode: anonymous inode associated with file
3778  * @file: An i915 perf stream file
3779  *
3780  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
3781  *
3782  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
3783  *
3784  * Returns: zero on success or a negative error code.
3785  */
3786 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
3787 {
3788         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
3789         struct i915_perf *perf = stream->perf;
3790         struct intel_gt *gt = stream->engine->gt;
3791
3792         /*
3793          * Within this call, we know that the fd is being closed and we have no
3794          * other user of stream->lock. Use the perf lock to destroy the stream
3795          * here.
3796          */
3797         mutex_lock(&gt->perf.lock);
3798         i915_perf_destroy_locked(stream);
3799         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
3800
3801         /* Release the reference the perf stream kept on the driver. */
3802         drm_dev_put(&perf->i915->drm);
3803
3804         return 0;
3805 }
3806
3807
3808 static const struct file_operations fops = {
3809         .owner          = THIS_MODULE,
3810         .llseek         = no_llseek,
3811         .release        = i915_perf_release,
3812         .poll           = i915_perf_poll,
3813         .read           = i915_perf_read,
3814         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
3815         /* Our ioctl have no arguments, so it's safe to use the same function
3816          * to handle 32bits compatibility.
3817          */
3818         .compat_ioctl   = i915_perf_ioctl,
3819 };
3820
3821
3822 /**
3823  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
3824  * @perf: i915 perf instance
3825  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
3826  * @props: individually validated u64 property value pairs
3827  * @file: drm file
3828  *
3829  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
3830  *
3831  * Implements further stream config validation and stream initialization on
3832  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &gt->perf.lock mutex
3833  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
3834  *
3835  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
3836  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
3837  * sense.
3838  *
3839  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
3840  * config validation and stream initialization details will be handled by
3841  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
3842  * will be relevant to all stream types / backends.
3843  *
3844  * Returns: zero on success or a negative error code.
3845  */
3846 static int
3847 i915_perf_open_ioctl_locked(struct i915_perf *perf,
3848                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
3849                             struct perf_open_properties *props,
3850                             struct drm_file *file)
3851 {
3852         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
3853         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
3854         unsigned long f_flags = 0;
3855         bool privileged_op = true;
3856         int stream_fd;
3857         int ret;
3858
3859         if (props->single_context) {
3860                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
3861                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
3862
3863                 specific_ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_handle);
3864                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
3865                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3866                                 "Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
3867                                   ctx_handle);
3868                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
3869                         goto err;
3870                 }
3871         }
3872
3873         /*
3874          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
3875          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
3876          * rest of the system, which we consider acceptable for a
3877          * non-privileged client.
3878          *
3879          * For Gen8->11 the OA unit no longer supports clock gating off for a
3880          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
3881          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
3882          * filter reports based on the included context ID we can't block
3883          * clients from seeing the raw / global counter values via
3884          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
3885          * enable the OA unit by default.
3886          *
3887          * For Gen12+ we gain a new OAR unit that only monitors the RCS on a
3888          * per context basis. So we can relax requirements there if the user
3889          * doesn't request global stream access (i.e. query based sampling
3890          * using MI_RECORD_PERF_COUNT.
3891          */
3892         if (IS_HASWELL(perf->i915) && specific_ctx)
3893                 privileged_op = false;
3894         else if (GRAPHICS_VER(perf->i915) == 12 && specific_ctx &&
3895                  (props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) == 0)
3896                 privileged_op = false;
3897
3898         if (props->hold_preemption) {
3899                 if (!props->single_context) {
3900                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
3901                                 "preemption disable with no context\n");
3902                         ret = -EINVAL;
3903                         goto err;
3904                 }
3905                 privileged_op = true;
3906         }
3907
3908         /*
3909          * Asking for SSEU configuration is a priviliged operation.
3910          */
3911         if (props->has_sseu)
3912                 privileged_op = true;
3913         else
3914                 get_default_sseu_config(&props->sseu, props->engine);
3915
3916         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
3917          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
3918          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
3919          * without CAP_PERFMON or CAP_SYS_ADMIN privileges.
3920          */
3921         if (privileged_op &&
3922             i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
3923                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
3924                         "Insufficient privileges to open i915 perf stream\n");
3925                 ret = -EACCES;
3926                 goto err_ctx;
3927         }
3928
3929         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
3930         if (!stream) {
3931                 ret = -ENOMEM;
3932                 goto err_ctx;
3933         }
3934
3935         stream->perf = perf;
3936         stream->ctx = specific_ctx;
3937         stream->poll_oa_period = props->poll_oa_period;
3938
3939         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
3940         if (ret)
3941                 goto err_alloc;
3942
3943         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
3944          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
3945          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
3946          */
3947         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
3948                 ret = -ENODEV;
3949                 goto err_flags;
3950         }
3951
3952         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
3953                 f_flags |= O_CLOEXEC;
3954         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
3955                 f_flags |= O_NONBLOCK;
3956
3957         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
3958         if (stream_fd < 0) {
3959                 ret = stream_fd;
3960                 goto err_flags;
3961         }
3962
3963         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
3964                 i915_perf_enable_locked(stream);
3965
3966         /* Take a reference on the driver that will be kept with stream_fd
3967          * until its release.
3968          */
3969         drm_dev_get(&perf->i915->drm);
3970
3971         return stream_fd;
3972
3973 err_flags:
3974         if (stream->ops->destroy)
3975                 stream->ops->destroy(stream);
3976 err_alloc:
3977         kfree(stream);
3978 err_ctx:
3979         if (specific_ctx)
3980                 i915_gem_context_put(specific_ctx);
3981 err:
3982         return ret;
3983 }
3984
3985 static u64 oa_exponent_to_ns(struct i915_perf *perf, int exponent)
3986 {
3987         u64 nom = (2ULL << exponent) * NSEC_PER_SEC;
3988         u32 den = i915_perf_oa_timestamp_frequency(perf->i915);
3989
3990         return div_u64(nom + den - 1, den);
3991 }
3992
3993 static __always_inline bool
3994 oa_format_valid(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
3995 {
3996         return test_bit(format, perf->format_mask);
3997 }
3998
3999 static __always_inline void
4000 oa_format_add(struct i915_perf *perf, enum drm_i915_oa_format format)
4001 {
4002         __set_bit(format, perf->format_mask);
4003 }
4004
4005 /**
4006  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
4007  * @perf: i915 perf instance
4008  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
4009  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
4010  * @props: The stream configuration built up while validating properties
4011  *
4012  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
4013  * validate that the combination of properties makes sense or that all
4014  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
4015  *
4016  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
4017  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
4018  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
4019  */
4020 static int read_properties_unlocked(struct i915_perf *perf,
4021                                     u64 __user *uprops,
4022                                     u32 n_props,
4023                                     struct perf_open_properties *props)
4024 {
4025         struct drm_i915_gem_context_param_sseu user_sseu;
4026         const struct i915_oa_format *f;
4027         u64 __user *uprop = uprops;
4028         bool config_instance = false;
4029         bool config_class = false;
4030         bool config_sseu = false;
4031         u8 class, instance;
4032         u32 i;
4033         int ret;
4034
4035         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
4036         props->poll_oa_period = DEFAULT_POLL_PERIOD_NS;
4037
4038         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
4039          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
4040          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
4041          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
4042          * from userspace.
4043          */
4044         if (!n_props || n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4045                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4046                         "Invalid number of i915 perf properties given\n");
4047                 return -EINVAL;
4048         }
4049
4050         /* Defaults when class:instance is not passed */
4051         class = I915_ENGINE_CLASS_RENDER;
4052         instance = 0;
4053
4054         for (i = 0; i < n_props; i++) {
4055                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
4056                 u64 id, value;
4057
4058                 ret = get_user(id, uprop);
4059                 if (ret)
4060                         return ret;
4061
4062                 ret = get_user(value, uprop + 1);
4063                 if (ret)
4064                         return ret;
4065
4066                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
4067                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4068                                 "Unknown i915 perf property ID\n");
4069                         return -EINVAL;
4070                 }
4071
4072                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
4073                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
4074                         props->single_context = 1;
4075                         props->ctx_handle = value;
4076                         break;
4077                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
4078                         if (value)
4079                                 props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
4080                         break;
4081                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
4082                         if (value == 0) {
4083                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4084                                         "Unknown OA metric set ID\n");
4085                                 return -EINVAL;
4086                         }
4087                         props->metrics_set = value;
4088                         break;
4089                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
4090                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
4091                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4092                                         "Out-of-range OA report format %llu\n",
4093                                           value);
4094                                 return -EINVAL;
4095                         }
4096                         if (!oa_format_valid(perf, value)) {
4097                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4098                                         "Unsupported OA report format %llu\n",
4099                                           value);
4100                                 return -EINVAL;
4101                         }
4102                         props->oa_format = value;
4103                         break;
4104                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
4105                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
4106                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4107                                         "OA timer exponent too high (> %u)\n",
4108                                          OA_EXPONENT_MAX);
4109                                 return -EINVAL;
4110                         }
4111
4112                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
4113                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
4114                          * for BXT. We don't allow such high sampling
4115                          * frequencies by default unless root.
4116                          */
4117
4118                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
4119                         oa_period = oa_exponent_to_ns(perf, value);
4120
4121                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
4122                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
4123                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
4124                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
4125                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
4126                          */
4127                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
4128                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
4129                                 do_div(tmp, oa_period);
4130                                 oa_freq_hz = tmp;
4131                         } else
4132                                 oa_freq_hz = 0;
4133
4134                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate && !perfmon_capable()) {
4135                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4136                                         "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",
4137                                           i915_oa_max_sample_rate);
4138                                 return -EACCES;
4139                         }
4140
4141                         props->oa_periodic = true;
4142                         props->oa_period_exponent = value;
4143                         break;
4144                 case DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION:
4145                         props->hold_preemption = !!value;
4146                         break;
4147                 case DRM_I915_PERF_PROP_GLOBAL_SSEU: {
4148                         if (GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 50)) {
4149                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4150                                         "SSEU config not supported on gfx %x\n",
4151                                         GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915));
4152                                 return -ENODEV;
4153                         }
4154
4155                         if (copy_from_user(&user_sseu,
4156                                            u64_to_user_ptr(value),
4157                                            sizeof(user_sseu))) {
4158                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4159                                         "Unable to copy global sseu parameter\n");
4160                                 return -EFAULT;
4161                         }
4162                         config_sseu = true;
4163                         break;
4164                 }
4165                 case DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD:
4166                         if (value < 100000 /* 100us */) {
4167                                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4168                                         "OA availability timer too small (%lluns < 100us)\n",
4169                                           value);
4170                                 return -EINVAL;
4171                         }
4172                         props->poll_oa_period = value;
4173                         break;
4174                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS:
4175                         class = (u8)value;
4176                         config_class = true;
4177                         break;
4178                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE:
4179                         instance = (u8)value;
4180                         config_instance = true;
4181                         break;
4182                 default:
4183                         MISSING_CASE(id);
4184                         return -EINVAL;
4185                 }
4186
4187                 uprop += 2;
4188         }
4189
4190         if ((config_class && !config_instance) ||
4191             (config_instance && !config_class)) {
4192                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4193                         "OA engine-class and engine-instance parameters must be passed together\n");
4194                 return -EINVAL;
4195         }
4196
4197         props->engine = intel_engine_lookup_user(perf->i915, class, instance);
4198         if (!props->engine) {
4199                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4200                         "OA engine class and instance invalid %d:%d\n",
4201                         class, instance);
4202                 return -EINVAL;
4203         }
4204
4205         if (!engine_supports_oa(props->engine)) {
4206                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4207                         "Engine not supported by OA %d:%d\n",
4208                         class, instance);
4209                 return -EINVAL;
4210         }
4211
4212         /*
4213          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
4214          * C6 disable in BIOS. Fail if Media C6 is enabled on steppings where OAM
4215          * does not work as expected.
4216          */
4217         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(props->engine->i915, STEP_A0, STEP_C0) &&
4218             props->engine->oa_group->type == TYPE_OAM &&
4219             intel_check_bios_c6_setup(&props->engine->gt->rc6)) {
4220                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4221                         "OAM requires media C6 to be disabled in BIOS\n");
4222                 return -EINVAL;
4223         }
4224
4225         i = array_index_nospec(props->oa_format, I915_OA_FORMAT_MAX);
4226         f = &perf->oa_formats[i];
4227         if (!engine_supports_oa_format(props->engine, f->type)) {
4228                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4229                         "Invalid OA format %d for class %d\n",
4230                         f->type, props->engine->class);
4231                 return -EINVAL;
4232         }
4233
4234         if (config_sseu) {
4235                 ret = get_sseu_config(&props->sseu, props->engine, &user_sseu);
4236                 if (ret) {
4237                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4238                                 "Invalid SSEU configuration\n");
4239                         return ret;
4240                 }
4241                 props->has_sseu = true;
4242         }
4243
4244         return 0;
4245 }
4246
4247 /**
4248  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
4249  * @dev: drm device
4250  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
4251  * @file: drm file
4252  *
4253  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
4254  * and an array of u64 key, value pair properties.
4255  *
4256  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
4257  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
4258  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
4259  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
4260  *
4261  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
4262  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_lock.
4263  *
4264  * Most of the implementation details are handled by
4265  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &gt->perf.lock
4266  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
4267  *
4268  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
4269  * error code on failure.
4270  */
4271 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4272                          struct drm_file *file)
4273 {
4274         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4275         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
4276         struct intel_gt *gt;
4277         struct perf_open_properties props;
4278         u32 known_open_flags;
4279         int ret;
4280
4281         if (!perf->i915) {
4282                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4283                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4284                 return -ENOTSUPP;
4285         }
4286
4287         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
4288                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
4289                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
4290         if (param->flags & ~known_open_flags) {
4291                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4292                         "Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
4293                 return -EINVAL;
4294         }
4295
4296         ret = read_properties_unlocked(perf,
4297                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
4298                                        param->num_properties,
4299                                        &props);
4300         if (ret)
4301                 return ret;
4302
4303         gt = props.engine->gt;
4304
4305         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4306         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(perf, param, &props, file);
4307         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4308
4309         return ret;
4310 }
4311
4312 /**
4313  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
4314  * @i915: i915 device instance
4315  *
4316  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
4317  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
4318  * used to open an i915-perf stream.
4319  */
4320 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *i915)
4321 {
4322         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4323         struct intel_gt *gt = to_gt(i915);
4324
4325         if (!perf->i915)
4326                 return;
4327
4328         /* To be sure we're synchronized with an attempted
4329          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
4330          * being exposed to userspace.
4331          */
4332         mutex_lock(&gt->perf.lock);
4333
4334         perf->metrics_kobj =
4335                 kobject_create_and_add("metrics",
4336                                        &i915->drm.primary->kdev->kobj);
4337
4338         mutex_unlock(&gt->perf.lock);
4339 }
4340
4341 /**
4342  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
4343  * @i915: i915 device instance
4344  *
4345  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
4346  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
4347  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
4348  * remaining state in i915_perf_fini().
4349  */
4350 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *i915)
4351 {
4352         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
4353
4354         if (!perf->metrics_kobj)
4355                 return;
4356
4357         kobject_put(perf->metrics_kobj);
4358         perf->metrics_kobj = NULL;
4359 }
4360
4361 static bool gen8_is_valid_flex_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4362 {
4363         static const i915_reg_t flex_eu_regs[] = {
4364                 EU_PERF_CNTL0,
4365                 EU_PERF_CNTL1,
4366                 EU_PERF_CNTL2,
4367                 EU_PERF_CNTL3,
4368                 EU_PERF_CNTL4,
4369                 EU_PERF_CNTL5,
4370                 EU_PERF_CNTL6,
4371         };
4372         int i;
4373
4374         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_eu_regs); i++) {
4375                 if (i915_mmio_reg_offset(flex_eu_regs[i]) == addr)
4376                         return true;
4377         }
4378         return false;
4379 }
4380
4381 static bool reg_in_range_table(u32 addr, const struct i915_range *table)
4382 {
4383         while (table->start || table->end) {
4384                 if (addr >= table->start && addr <= table->end)
4385                         return true;
4386
4387                 table++;
4388         }
4389
4390         return false;
4391 }
4392
4393 #define REG_EQUAL(addr, mmio) \
4394         ((addr) == i915_mmio_reg_offset(mmio))
4395
4396 static const struct i915_range gen7_oa_b_counters[] = {
4397         { .start = 0x2710, .end = 0x272c },     /* OASTARTTRIG[1-8] */
4398         { .start = 0x2740, .end = 0x275c },     /* OAREPORTTRIG[1-8] */
4399         { .start = 0x2770, .end = 0x27ac },     /* OACEC[0-7][0-1] */
4400         {}
4401 };
4402
4403 static const struct i915_range gen12_oa_b_counters[] = {
4404         { .start = 0x2b2c, .end = 0x2b2c },     /* GEN12_OAG_OA_PESS */
4405         { .start = 0xd900, .end = 0xd91c },     /* GEN12_OAG_OASTARTTRIG[1-8] */
4406         { .start = 0xd920, .end = 0xd93c },     /* GEN12_OAG_OAREPORTTRIG1[1-8] */
4407         { .start = 0xd940, .end = 0xd97c },     /* GEN12_OAG_CEC[0-7][0-1] */
4408         { .start = 0xdc00, .end = 0xdc3c },     /* GEN12_OAG_SCEC[0-7][0-1] */
4409         { .start = 0xdc40, .end = 0xdc40 },     /* GEN12_OAG_SPCTR_CNF */
4410         { .start = 0xdc44, .end = 0xdc44 },     /* GEN12_OAA_DBG_REG */
4411         {}
4412 };
4413
4414 static const struct i915_range mtl_oam_b_counters[] = {
4415         { .start = 0x393000, .end = 0x39301c }, /* GEN12_OAM_STARTTRIG1[1-8] */
4416         { .start = 0x393020, .end = 0x39303c }, /* GEN12_OAM_REPORTTRIG1[1-8] */
4417         { .start = 0x393040, .end = 0x39307c }, /* GEN12_OAM_CEC[0-7][0-1] */
4418         { .start = 0x393200, .end = 0x39323C }, /* MPES[0-7] */
4419         {}
4420 };
4421
4422 static const struct i915_range xehp_oa_b_counters[] = {
4423         { .start = 0xdc48, .end = 0xdc48 },     /* OAA_ENABLE_REG */
4424         { .start = 0xdd00, .end = 0xdd48 },     /* OAG_LCE0_0 - OAA_LENABLE_REG */
4425 };
4426
4427 static const struct i915_range gen7_oa_mux_regs[] = {
4428         { .start = 0x91b8, .end = 0x91cc },     /* OA_PERFCNT[1-2], OA_PERFMATRIX */
4429         { .start = 0x9800, .end = 0x9888 },     /* MICRO_BP0_0 - NOA_WRITE */
4430         { .start = 0xe180, .end = 0xe180 },     /* HALF_SLICE_CHICKEN2 */
4431         {}
4432 };
4433
4434 static const struct i915_range hsw_oa_mux_regs[] = {
4435         { .start = 0x09e80, .end = 0x09ea4 }, /* HSW_MBVID2_NOA[0-9] */
4436         { .start = 0x09ec0, .end = 0x09ec0 }, /* HSW_MBVID2_MISR0 */
4437         { .start = 0x25100, .end = 0x2ff90 },
4438         {}
4439 };
4440
4441 static const struct i915_range chv_oa_mux_regs[] = {
4442         { .start = 0x182300, .end = 0x1823a4 },
4443         {}
4444 };
4445
4446 static const struct i915_range gen8_oa_mux_regs[] = {
4447         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d2c },     /* RPM_CONFIG[0-1], NOA_CONFIG[0-8] */
4448         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4449         {}
4450 };
4451
4452 static const struct i915_range gen11_oa_mux_regs[] = {
4453         { .start = 0x91c8, .end = 0x91dc },     /* OA_PERFCNT[3-4] */
4454         {}
4455 };
4456
4457 static const struct i915_range gen12_oa_mux_regs[] = {
4458         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4459         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4460         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4461         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4462         { .start = 0x20cc, .end = 0x20cc },     /* WAIT_FOR_RC6_EXIT */
4463         {}
4464 };
4465
4466 /*
4467  * Ref: 14010536224:
4468  * 0x20cc is repurposed on MTL, so use a separate array for MTL.
4469  */
4470 static const struct i915_range mtl_oa_mux_regs[] = {
4471         { .start = 0x0d00, .end = 0x0d04 },     /* RPM_CONFIG[0-1] */
4472         { .start = 0x0d0c, .end = 0x0d2c },     /* NOA_CONFIG[0-8] */
4473         { .start = 0x9840, .end = 0x9840 },     /* GDT_CHICKEN_BITS */
4474         { .start = 0x9884, .end = 0x9888 },     /* NOA_WRITE */
4475         { .start = 0x38d100, .end = 0x38d114},  /* VISACTL */
4476         {}
4477 };
4478
4479 static bool gen7_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4480 {
4481         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_b_counters);
4482 }
4483
4484 static bool gen8_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4485 {
4486         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4487                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs);
4488 }
4489
4490 static bool gen11_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4491 {
4492         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4493                 reg_in_range_table(addr, gen8_oa_mux_regs) ||
4494                 reg_in_range_table(addr, gen11_oa_mux_regs);
4495 }
4496
4497 static bool hsw_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4498 {
4499         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4500                 reg_in_range_table(addr, hsw_oa_mux_regs);
4501 }
4502
4503 static bool chv_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4504 {
4505         return reg_in_range_table(addr, gen7_oa_mux_regs) ||
4506                 reg_in_range_table(addr, chv_oa_mux_regs);
4507 }
4508
4509 static bool gen12_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4510 {
4511         return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters);
4512 }
4513
4514 static bool mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4515 {
4516         if (HAS_OAM(perf->i915) &&
4517             GRAPHICS_VER_FULL(perf->i915) >= IP_VER(12, 70))
4518                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oam_b_counters);
4519
4520         return false;
4521 }
4522
4523 static bool xehp_is_valid_b_counter_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4524 {
4525         return reg_in_range_table(addr, xehp_oa_b_counters) ||
4526                 reg_in_range_table(addr, gen12_oa_b_counters) ||
4527                 mtl_is_valid_oam_b_counter_addr(perf, addr);
4528 }
4529
4530 static bool gen12_is_valid_mux_addr(struct i915_perf *perf, u32 addr)
4531 {
4532         if (IS_METEORLAKE(perf->i915))
4533                 return reg_in_range_table(addr, mtl_oa_mux_regs);
4534         else
4535                 return reg_in_range_table(addr, gen12_oa_mux_regs);
4536 }
4537
4538 static u32 mask_reg_value(u32 reg, u32 val)
4539 {
4540         /* HALF_SLICE_CHICKEN2 is programmed with a the
4541          * WaDisableSTUnitPowerOptimization workaround. Make sure the value
4542          * programmed by userspace doesn't change this.
4543          */
4544         if (REG_EQUAL(reg, HALF_SLICE_CHICKEN2))
4545                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(GEN8_ST_PO_DISABLE);
4546
4547         /* WAIT_FOR_RC6_EXIT has only one bit fullfilling the function
4548          * indicated by its name and a bunch of selection fields used by OA
4549          * configs.
4550          */
4551         if (REG_EQUAL(reg, WAIT_FOR_RC6_EXIT))
4552                 val = val & ~_MASKED_BIT_ENABLE(HSW_WAIT_FOR_RC6_EXIT_ENABLE);
4553
4554         return val;
4555 }
4556
4557 static struct i915_oa_reg *alloc_oa_regs(struct i915_perf *perf,
4558                                          bool (*is_valid)(struct i915_perf *perf, u32 addr),
4559                                          u32 __user *regs,
4560                                          u32 n_regs)
4561 {
4562         struct i915_oa_reg *oa_regs;
4563         int err;
4564         u32 i;
4565
4566         if (!n_regs)
4567                 return NULL;
4568
4569         /* No is_valid function means we're not allowing any register to be programmed. */
4570         GEM_BUG_ON(!is_valid);
4571         if (!is_valid)
4572                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4573
4574         oa_regs = kmalloc_array(n_regs, sizeof(*oa_regs), GFP_KERNEL);
4575         if (!oa_regs)
4576                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4577
4578         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
4579                 u32 addr, value;
4580
4581                 err = get_user(addr, regs);
4582                 if (err)
4583                         goto addr_err;
4584
4585                 if (!is_valid(perf, addr)) {
4586                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4587                                 "Invalid oa_reg address: %X\n", addr);
4588                         err = -EINVAL;
4589                         goto addr_err;
4590                 }
4591
4592                 err = get_user(value, regs + 1);
4593                 if (err)
4594                         goto addr_err;
4595
4596                 oa_regs[i].addr = _MMIO(addr);
4597                 oa_regs[i].value = mask_reg_value(addr, value);
4598
4599                 regs += 2;
4600         }
4601
4602         return oa_regs;
4603
4604 addr_err:
4605         kfree(oa_regs);
4606         return ERR_PTR(err);
4607 }
4608
4609 static ssize_t show_dynamic_id(struct kobject *kobj,
4610                                struct kobj_attribute *attr,
4611                                char *buf)
4612 {
4613         struct i915_oa_config *oa_config =
4614                 container_of(attr, typeof(*oa_config), sysfs_metric_id);
4615
4616         return sprintf(buf, "%d\n", oa_config->id);
4617 }
4618
4619 static int create_dynamic_oa_sysfs_entry(struct i915_perf *perf,
4620                                          struct i915_oa_config *oa_config)
4621 {
4622         sysfs_attr_init(&oa_config->sysfs_metric_id.attr);
4623         oa_config->sysfs_metric_id.attr.name = "id";
4624         oa_config->sysfs_metric_id.attr.mode = S_IRUGO;
4625         oa_config->sysfs_metric_id.show = show_dynamic_id;
4626         oa_config->sysfs_metric_id.store = NULL;
4627
4628         oa_config->attrs[0] = &oa_config->sysfs_metric_id.attr;
4629         oa_config->attrs[1] = NULL;
4630
4631         oa_config->sysfs_metric.name = oa_config->uuid;
4632         oa_config->sysfs_metric.attrs = oa_config->attrs;
4633
4634         return sysfs_create_group(perf->metrics_kobj,
4635                                   &oa_config->sysfs_metric);
4636 }
4637
4638 /**
4639  * i915_perf_add_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to add a new OA config
4640  * @dev: drm device
4641  * @data: ioctl data (pointer to struct drm_i915_perf_oa_config) copied from
4642  *        userspace (unvalidated)
4643  * @file: drm file
4644  *
4645  * Validates the submitted OA register to be saved into a new OA config that
4646  * can then be used for programming the OA unit and its NOA network.
4647  *
4648  * Returns: A new allocated config number to be used with the perf open ioctl
4649  * or a negative error code on failure.
4650  */
4651 int i915_perf_add_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4652                                struct drm_file *file)
4653 {
4654         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4655         struct drm_i915_perf_oa_config *args = data;
4656         struct i915_oa_config *oa_config, *tmp;
4657         struct i915_oa_reg *regs;
4658         int err, id;
4659
4660         if (!perf->i915) {
4661                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4662                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4663                 return -ENOTSUPP;
4664         }
4665
4666         if (!perf->metrics_kobj) {
4667                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4668                         "OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
4669                 return -EINVAL;
4670         }
4671
4672         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4673                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4674                         "Insufficient privileges to add i915 OA config\n");
4675                 return -EACCES;
4676         }
4677
4678         if ((!args->mux_regs_ptr || !args->n_mux_regs) &&
4679             (!args->boolean_regs_ptr || !args->n_boolean_regs) &&
4680             (!args->flex_regs_ptr || !args->n_flex_regs)) {
4681                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4682                         "No OA registers given\n");
4683                 return -EINVAL;
4684         }
4685
4686         oa_config = kzalloc(sizeof(*oa_config), GFP_KERNEL);
4687         if (!oa_config) {
4688                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4689                         "Failed to allocate memory for the OA config\n");
4690                 return -ENOMEM;
4691         }
4692
4693         oa_config->perf = perf;
4694         kref_init(&oa_config->ref);
4695
4696         if (!uuid_is_valid(args->uuid)) {
4697                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4698                         "Invalid uuid format for OA config\n");
4699                 err = -EINVAL;
4700                 goto reg_err;
4701         }
4702
4703         /* Last character in oa_config->uuid will be 0 because oa_config is
4704          * kzalloc.
4705          */
4706         memcpy(oa_config->uuid, args->uuid, sizeof(args->uuid));
4707
4708         oa_config->mux_regs_len = args->n_mux_regs;
4709         regs = alloc_oa_regs(perf,
4710                              perf->ops.is_valid_mux_reg,
4711                              u64_to_user_ptr(args->mux_regs_ptr),
4712                              args->n_mux_regs);
4713
4714         if (IS_ERR(regs)) {
4715                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4716                         "Failed to create OA config for mux_regs\n");
4717                 err = PTR_ERR(regs);
4718                 goto reg_err;
4719         }
4720         oa_config->mux_regs = regs;
4721
4722         oa_config->b_counter_regs_len = args->n_boolean_regs;
4723         regs = alloc_oa_regs(perf,
4724                              perf->ops.is_valid_b_counter_reg,
4725                              u64_to_user_ptr(args->boolean_regs_ptr),
4726                              args->n_boolean_regs);
4727
4728         if (IS_ERR(regs)) {
4729                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4730                         "Failed to create OA config for b_counter_regs\n");
4731                 err = PTR_ERR(regs);
4732                 goto reg_err;
4733         }
4734         oa_config->b_counter_regs = regs;
4735
4736         if (GRAPHICS_VER(perf->i915) < 8) {
4737                 if (args->n_flex_regs != 0) {
4738                         err = -EINVAL;
4739                         goto reg_err;
4740                 }
4741         } else {
4742                 oa_config->flex_regs_len = args->n_flex_regs;
4743                 regs = alloc_oa_regs(perf,
4744                                      perf->ops.is_valid_flex_reg,
4745                                      u64_to_user_ptr(args->flex_regs_ptr),
4746                                      args->n_flex_regs);
4747
4748                 if (IS_ERR(regs)) {
4749                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4750                                 "Failed to create OA config for flex_regs\n");
4751                         err = PTR_ERR(regs);
4752                         goto reg_err;
4753                 }
4754                 oa_config->flex_regs = regs;
4755         }
4756
4757         err = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4758         if (err)
4759                 goto reg_err;
4760
4761         /* We shouldn't have too many configs, so this iteration shouldn't be
4762          * too costly.
4763          */
4764         idr_for_each_entry(&perf->metrics_idr, tmp, id) {
4765                 if (!strcmp(tmp->uuid, oa_config->uuid)) {
4766                         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4767                                 "OA config already exists with this uuid\n");
4768                         err = -EADDRINUSE;
4769                         goto sysfs_err;
4770                 }
4771         }
4772
4773         err = create_dynamic_oa_sysfs_entry(perf, oa_config);
4774         if (err) {
4775                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4776                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4777                 goto sysfs_err;
4778         }
4779
4780         /* Config id 0 is invalid, id 1 for kernel stored test config. */
4781         oa_config->id = idr_alloc(&perf->metrics_idr,
4782                                   oa_config, 2,
4783                                   0, GFP_KERNEL);
4784         if (oa_config->id < 0) {
4785                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4786                         "Failed to create sysfs entry for OA config\n");
4787                 err = oa_config->id;
4788                 goto sysfs_err;
4789         }
4790         id = oa_config->id;
4791
4792         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4793                 "Added config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4794         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4795
4796         return id;
4797
4798 sysfs_err:
4799         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4800 reg_err:
4801         i915_oa_config_put(oa_config);
4802         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4803                 "Failed to add new OA config\n");
4804         return err;
4805 }
4806
4807 /**
4808  * i915_perf_remove_config_ioctl - DRM ioctl() for userspace to remove an OA config
4809  * @dev: drm device
4810  * @data: ioctl data (pointer to u64 integer) copied from userspace
4811  * @file: drm file
4812  *
4813  * Configs can be removed while being used, the will stop appearing in sysfs
4814  * and their content will be freed when the stream using the config is closed.
4815  *
4816  * Returns: 0 on success or a negative error code on failure.
4817  */
4818 int i915_perf_remove_config_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
4819                                   struct drm_file *file)
4820 {
4821         struct i915_perf *perf = &to_i915(dev)->perf;
4822         u64 *arg = data;
4823         struct i915_oa_config *oa_config;
4824         int ret;
4825
4826         if (!perf->i915) {
4827                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4828                         "i915 perf interface not available for this system\n");
4829                 return -ENOTSUPP;
4830         }
4831
4832         if (i915_perf_stream_paranoid && !perfmon_capable()) {
4833                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4834                         "Insufficient privileges to remove i915 OA config\n");
4835                 return -EACCES;
4836         }
4837
4838         ret = mutex_lock_interruptible(&perf->metrics_lock);
4839         if (ret)
4840                 return ret;
4841
4842         oa_config = idr_find(&perf->metrics_idr, *arg);
4843         if (!oa_config) {
4844                 drm_dbg(&perf->i915->drm,
4845                         "Failed to remove unknown OA config\n");
4846                 ret = -ENOENT;
4847                 goto err_unlock;
4848         }
4849
4850         GEM_BUG_ON(*arg != oa_config->id);
4851
4852         sysfs_remove_group(perf->metrics_kobj, &oa_config->sysfs_metric);
4853
4854         idr_remove(&perf->metrics_idr, *arg);
4855
4856         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4857
4858         drm_dbg(&perf->i915->drm,
4859                 "Removed config %s id=%i\n", oa_config->uuid, oa_config->id);
4860
4861         i915_oa_config_put(oa_config);
4862
4863         return 0;
4864
4865 err_unlock:
4866         mutex_unlock(&perf->metrics_lock);
4867         return ret;
4868 }
4869
4870 static struct ctl_table oa_table[] = {
4871         {
4872          .procname = "perf_stream_paranoid",
4873          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
4874          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
4875          .mode = 0644,
4876          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4877          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4878          .extra2 = SYSCTL_ONE,
4879          },
4880         {
4881          .procname = "oa_max_sample_rate",
4882          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
4883          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
4884          .mode = 0644,
4885          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
4886          .extra1 = SYSCTL_ZERO,
4887          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
4888          },
4889         {}
4890 };
4891
4892 static u32 num_perf_groups_per_gt(struct intel_gt *gt)
4893 {
4894         return 1;
4895 }
4896
4897 static u32 __oam_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4898 {
4899         if (GRAPHICS_VER_FULL(engine->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4900                 /*
4901                  * There's 1 SAMEDIA gt and 1 OAM per SAMEDIA gt. All media slices
4902                  * within the gt use the same OAM. All MTL SKUs list 1 SA MEDIA.
4903                  */
4904                 drm_WARN_ON(&engine->i915->drm,
4905                             engine->gt->type != GT_MEDIA);
4906
4907                 return PERF_GROUP_OAM_SAMEDIA_0;
4908         }
4909
4910         return PERF_GROUP_INVALID;
4911 }
4912
4913 static u32 __oa_engine_group(struct intel_engine_cs *engine)
4914 {
4915         switch (engine->class) {
4916         case RENDER_CLASS:
4917                 return PERF_GROUP_OAG;
4918
4919         case VIDEO_DECODE_CLASS:
4920         case VIDEO_ENHANCEMENT_CLASS:
4921                 return __oam_engine_group(engine);
4922
4923         default:
4924                 return PERF_GROUP_INVALID;
4925         }
4926 }
4927
4928 static struct i915_perf_regs __oam_regs(u32 base)
4929 {
4930         return (struct i915_perf_regs) {
4931                 base,
4932                 GEN12_OAM_HEAD_POINTER(base),
4933                 GEN12_OAM_TAIL_POINTER(base),
4934                 GEN12_OAM_BUFFER(base),
4935                 GEN12_OAM_CONTEXT_CONTROL(base),
4936                 GEN12_OAM_CONTROL(base),
4937                 GEN12_OAM_DEBUG(base),
4938                 GEN12_OAM_STATUS(base),
4939                 GEN12_OAM_CONTROL_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4940         };
4941 }
4942
4943 static struct i915_perf_regs __oag_regs(void)
4944 {
4945         return (struct i915_perf_regs) {
4946                 0,
4947                 GEN12_OAG_OAHEADPTR,
4948                 GEN12_OAG_OATAILPTR,
4949                 GEN12_OAG_OABUFFER,
4950                 GEN12_OAG_OAGLBCTXCTRL,
4951                 GEN12_OAG_OACONTROL,
4952                 GEN12_OAG_OA_DEBUG,
4953                 GEN12_OAG_OASTATUS,
4954                 GEN12_OAG_OACONTROL_OA_COUNTER_FORMAT_SHIFT,
4955         };
4956 }
4957
4958 static void oa_init_groups(struct intel_gt *gt)
4959 {
4960         int i, num_groups = gt->perf.num_perf_groups;
4961
4962         for (i = 0; i < num_groups; i++) {
4963                 struct i915_perf_group *g = &gt->perf.group[i];
4964
4965                 /* Fused off engines can result in a group with num_engines == 0 */
4966                 if (g->num_engines == 0)
4967                         continue;
4968
4969                 if (i == PERF_GROUP_OAG && gt->type != GT_MEDIA) {
4970                         g->regs = __oag_regs();
4971                         g->type = TYPE_OAG;
4972                 } else if (GRAPHICS_VER_FULL(gt->i915) >= IP_VER(12, 70)) {
4973                         g->regs = __oam_regs(mtl_oa_base[i]);
4974                         g->type = TYPE_OAM;
4975                 }
4976         }
4977 }
4978
4979 static int oa_init_gt(struct intel_gt *gt)
4980 {
4981         u32 num_groups = num_perf_groups_per_gt(gt);
4982         struct intel_engine_cs *engine;
4983         struct i915_perf_group *g;
4984         intel_engine_mask_t tmp;
4985
4986         g = kcalloc(num_groups, sizeof(*g), GFP_KERNEL);
4987         if (!g)
4988                 return -ENOMEM;
4989
4990         for_each_engine_masked(engine, gt, ALL_ENGINES, tmp) {
4991                 u32 index = __oa_engine_group(engine);
4992
4993                 engine->oa_group = NULL;
4994                 if (index < num_groups) {
4995                         g[index].num_engines++;
4996                         engine->oa_group = &g[index];
4997                 }
4998         }
4999
5000         gt->perf.num_perf_groups = num_groups;
5001         gt->perf.group = g;
5002
5003         oa_init_groups(gt);
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 static int oa_init_engine_groups(struct i915_perf *perf)
5009 {
5010         struct intel_gt *gt;
5011         int i, ret;
5012
5013         for_each_gt(gt, perf->i915, i) {
5014                 ret = oa_init_gt(gt);
5015                 if (ret)
5016                         return ret;
5017         }
5018
5019         return 0;
5020 }
5021
5022 static void oa_init_supported_formats(struct i915_perf *perf)
5023 {
5024         struct drm_i915_private *i915 = perf->i915;
5025         enum intel_platform platform = INTEL_INFO(i915)->platform;
5026
5027         switch (platform) {
5028         case INTEL_HASWELL:
5029                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5030                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13);
5031                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A29);
5032                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8);
5033                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8);
5034                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8);
5035                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16);
5036                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5037                 break;
5038
5039         case INTEL_BROADWELL:
5040         case INTEL_CHERRYVIEW:
5041         case INTEL_SKYLAKE:
5042         case INTEL_BROXTON:
5043         case INTEL_KABYLAKE:
5044         case INTEL_GEMINILAKE:
5045         case INTEL_COFFEELAKE:
5046         case INTEL_COMETLAKE:
5047         case INTEL_ICELAKE:
5048         case INTEL_ELKHARTLAKE:
5049         case INTEL_JASPERLAKE:
5050         case INTEL_TIGERLAKE:
5051         case INTEL_ROCKETLAKE:
5052         case INTEL_DG1:
5053         case INTEL_ALDERLAKE_S:
5054         case INTEL_ALDERLAKE_P:
5055                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12);
5056                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8);
5057                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5058                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_C4_B8);
5059                 break;
5060
5061         case INTEL_DG2:
5062                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5063                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5064                 break;
5065
5066         case INTEL_METEORLAKE:
5067                 oa_format_add(perf, I915_OAR_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8);
5068                 oa_format_add(perf, I915_OA_FORMAT_A24u40_A14u32_B8_C8);
5069                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u64_B8_C8);
5070                 oa_format_add(perf, I915_OAM_FORMAT_MPEC8u32_B8_C8);
5071                 break;
5072
5073         default:
5074                 MISSING_CASE(platform);
5075         }
5076 }
5077
5078 static void i915_perf_init_info(struct drm_i915_private *i915)
5079 {
5080         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5081
5082         switch (GRAPHICS_VER(i915)) {
5083         case 8:
5084                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
5085                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
5086                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(25);
5087                 break;
5088         case 9:
5089                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
5090                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
5091                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5092                 break;
5093         case 11:
5094                 perf->ctx_oactxctrl_offset = 0x124;
5095                 perf->ctx_flexeu0_offset = 0x78e;
5096                 perf->gen8_valid_ctx_bit = BIT(16);
5097                 break;
5098         case 12:
5099                 /*
5100                  * Calculate offset at runtime in oa_pin_context for gen12 and
5101                  * cache the value in perf->ctx_oactxctrl_offset.
5102                  */
5103                 break;
5104         default:
5105                 MISSING_CASE(GRAPHICS_VER(i915));
5106         }
5107 }
5108
5109 /**
5110  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module bind
5111  * @i915: i915 device instance
5112  *
5113  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
5114  *
5115  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
5116  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
5117  */
5118 int i915_perf_init(struct drm_i915_private *i915)
5119 {
5120         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5121
5122         perf->oa_formats = oa_formats;
5123         if (IS_HASWELL(i915)) {
5124                 perf->ops.is_valid_b_counter_reg = gen7_is_valid_b_counter_addr;
5125                 perf->ops.is_valid_mux_reg = hsw_is_valid_mux_addr;
5126                 perf->ops.is_valid_flex_reg = NULL;
5127                 perf->ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
5128                 perf->ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
5129                 perf->ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
5130                 perf->ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
5131                 perf->ops.read = gen7_oa_read;
5132                 perf->ops.oa_hw_tail_read = gen7_oa_hw_tail_read;
5133         } else if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(i915)) {
5134                 /* Note: that although we could theoretically also support the
5135                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
5136                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
5137                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
5138                  * execlist mode by default.
5139                  */
5140                 perf->ops.read = gen8_oa_read;
5141                 i915_perf_init_info(i915);
5142
5143                 if (IS_GRAPHICS_VER(i915, 8, 9)) {
5144                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5145                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5146                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5147                                 gen8_is_valid_mux_addr;
5148                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5149                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5150
5151                         if (IS_CHERRYVIEW(i915)) {
5152                                 perf->ops.is_valid_mux_reg =
5153                                         chv_is_valid_mux_addr;
5154                         }
5155
5156                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5157                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5158                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5159                         perf->ops.disable_metric_set = gen8_disable_metric_set;
5160                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5161                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 11) {
5162                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5163                                 gen7_is_valid_b_counter_addr;
5164                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5165                                 gen11_is_valid_mux_addr;
5166                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5167                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5168
5169                         perf->ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
5170                         perf->ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
5171                         perf->ops.enable_metric_set = gen8_enable_metric_set;
5172                         perf->ops.disable_metric_set = gen11_disable_metric_set;
5173                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen8_oa_hw_tail_read;
5174                 } else if (GRAPHICS_VER(i915) == 12) {
5175                         perf->ops.is_valid_b_counter_reg =
5176                                 HAS_OA_SLICE_CONTRIB_LIMITS(i915) ?
5177                                 xehp_is_valid_b_counter_addr :
5178                                 gen12_is_valid_b_counter_addr;
5179                         perf->ops.is_valid_mux_reg =
5180                                 gen12_is_valid_mux_addr;
5181                         perf->ops.is_valid_flex_reg =
5182                                 gen8_is_valid_flex_addr;
5183
5184                         perf->ops.oa_enable = gen12_oa_enable;
5185                         perf->ops.oa_disable = gen12_oa_disable;
5186                         perf->ops.enable_metric_set = gen12_enable_metric_set;
5187                         perf->ops.disable_metric_set = gen12_disable_metric_set;
5188                         perf->ops.oa_hw_tail_read = gen12_oa_hw_tail_read;
5189                 }
5190         }
5191
5192         if (perf->ops.enable_metric_set) {
5193                 struct intel_gt *gt;
5194                 int i, ret;
5195
5196                 for_each_gt(gt, i915, i)
5197                         mutex_init(&gt->perf.lock);
5198
5199                 /* Choose a representative limit */
5200                 oa_sample_rate_hard_limit = to_gt(i915)->clock_frequency / 2;
5201
5202                 mutex_init(&perf->metrics_lock);
5203                 idr_init_base(&perf->metrics_idr, 1);
5204
5205                 /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any
5206                  * _NOTES about spurious, invalid OA reports which we don't
5207                  * forward to userspace.
5208                  *
5209                  * We print a _NOTE about any throttling when closing the
5210                  * stream instead of waiting until driver _fini which no one
5211                  * would ever see.
5212                  *
5213                  * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
5214                  */
5215                 ratelimit_state_init(&perf->spurious_report_rs, 5 * HZ, 10);
5216                 /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
5217                  * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a
5218                  * warning for throttling.
5219                  */
5220                 ratelimit_set_flags(&perf->spurious_report_rs,
5221                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5222
5223                 ratelimit_state_init(&perf->tail_pointer_race,
5224                                      5 * HZ, 10);
5225                 ratelimit_set_flags(&perf->tail_pointer_race,
5226                                     RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
5227
5228                 atomic64_set(&perf->noa_programming_delay,
5229                              500 * 1000 /* 500us */);
5230
5231                 perf->i915 = i915;
5232
5233                 ret = oa_init_engine_groups(perf);
5234                 if (ret) {
5235                         drm_err(&i915->drm,
5236                                 "OA initialization failed %d\n", ret);
5237                         return ret;
5238                 }
5239
5240                 oa_init_supported_formats(perf);
5241         }
5242
5243         return 0;
5244 }
5245
5246 static int destroy_config(int id, void *p, void *data)
5247 {
5248         i915_oa_config_put(p);
5249         return 0;
5250 }
5251
5252 int i915_perf_sysctl_register(void)
5253 {
5254         sysctl_header = register_sysctl("dev/i915", oa_table);
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 void i915_perf_sysctl_unregister(void)
5259 {
5260         unregister_sysctl_table(sysctl_header);
5261 }
5262
5263 /**
5264  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
5265  * @i915: i915 device instance
5266  */
5267 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *i915)
5268 {
5269         struct i915_perf *perf = &i915->perf;
5270         struct intel_gt *gt;
5271         int i;
5272
5273         if (!perf->i915)
5274                 return;
5275
5276         for_each_gt(gt, perf->i915, i)
5277                 kfree(gt->perf.group);
5278
5279         idr_for_each(&perf->metrics_idr, destroy_config, perf);
5280         idr_destroy(&perf->metrics_idr);
5281
5282         memset(&perf->ops, 0, sizeof(perf->ops));
5283         perf->i915 = NULL;
5284 }
5285
5286 /**
5287  * i915_perf_ioctl_version - Version of the i915-perf subsystem
5288  * @i915: The i915 device
5289  *
5290  * This version number is used by userspace to detect available features.
5291  */
5292 int i915_perf_ioctl_version(struct drm_i915_private *i915)
5293 {
5294         /*
5295          * 1: Initial version
5296          *   I915_PERF_IOCTL_ENABLE
5297          *   I915_PERF_IOCTL_DISABLE
5298          *
5299          * 2: Added runtime modification of OA config.
5300          *   I915_PERF_IOCTL_CONFIG
5301          *
5302          * 3: Add DRM_I915_PERF_PROP_HOLD_PREEMPTION parameter to hold
5303          *    preemption on a particular context so that performance data is
5304          *    accessible from a delta of MI_RPC reports without looking at the
5305          *    OA buffer.
5306          *
5307          * 4: Add DRM_I915_PERF_PROP_ALLOWED_SSEU to limit what contexts can
5308          *    be run for the duration of the performance recording based on
5309          *    their SSEU configuration.
5310          *
5311          * 5: Add DRM_I915_PERF_PROP_POLL_OA_PERIOD parameter that controls the
5312          *    interval for the hrtimer used to check for OA data.
5313          *
5314          * 6: Add DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_CLASS and
5315          *    DRM_I915_PERF_PROP_OA_ENGINE_INSTANCE
5316          *
5317          * 7: Add support for video decode and enhancement classes.
5318          */
5319
5320         /*
5321          * Wa_14017512683: mtl[a0..c0): Use of OAM must be preceded with Media
5322          * C6 disable in BIOS. If Media C6 is enabled in BIOS, return version 6
5323          * to indicate that OA media is not supported.
5324          */
5325         if (IS_MTL_MEDIA_STEP(i915, STEP_A0, STEP_C0)) {
5326                 struct intel_gt *gt;
5327                 int i;
5328
5329                 for_each_gt(gt, i915, i) {
5330                         if (gt->type == GT_MEDIA &&
5331                             intel_check_bios_c6_setup(&gt->rc6))
5332                                 return 6;
5333                 }
5334         }
5335
5336         return 7;
5337 }
5338
5339 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
5340 #include "selftests/i915_perf.c"
5341 #endif
This page took 0.359537 seconds and 4 git commands to generate.