]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_perf.c
drm/i915/perf: per-gen timebase for checking sample freq
[karo-tx-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 <robert@sixbynine.org>
25  */
26
27
28 /**
29  * DOC: i915 Perf Overview
30  *
31  * Gen graphics supports a large number of performance counters that can help
32  * driver and application developers understand and optimize their use of the
33  * GPU.
34  *
35  * This i915 perf interface enables userspace to configure and open a file
36  * descriptor representing a stream of GPU metrics which can then be read() as
37  * a stream of sample records.
38  *
39  * The interface is particularly suited to exposing buffered metrics that are
40  * captured by DMA from the GPU, unsynchronized with and unrelated to the CPU.
41  *
42  * Streams representing a single context are accessible to applications with a
43  * corresponding drm file descriptor, such that OpenGL can use the interface
44  * without special privileges. Access to system-wide metrics requires root
45  * privileges by default, unless changed via the dev.i915.perf_event_paranoid
46  * sysctl option.
47  *
48  */
49
50 /**
51  * DOC: i915 Perf History and Comparison with Core Perf
52  *
53  * The interface was initially inspired by the core Perf infrastructure but
54  * some notable differences are:
55  *
56  * i915 perf file descriptors represent a "stream" instead of an "event"; where
57  * a perf event primarily corresponds to a single 64bit value, while a stream
58  * might sample sets of tightly-coupled counters, depending on the
59  * configuration.  For example the Gen OA unit isn't designed to support
60  * orthogonal configurations of individual counters; it's configured for a set
61  * of related counters. Samples for an i915 perf stream capturing OA metrics
62  * will include a set of counter values packed in a compact HW specific format.
63  * The OA unit supports a number of different packing formats which can be
64  * selected by the user opening the stream. Perf has support for grouping
65  * events, but each event in the group is configured, validated and
66  * authenticated individually with separate system calls.
67  *
68  * i915 perf stream configurations are provided as an array of u64 (key,value)
69  * pairs, instead of a fixed struct with multiple miscellaneous config members,
70  * interleaved with event-type specific members.
71  *
72  * i915 perf doesn't support exposing metrics via an mmap'd circular buffer.
73  * The supported metrics are being written to memory by the GPU unsynchronized
74  * with the CPU, using HW specific packing formats for counter sets. Sometimes
75  * the constraints on HW configuration require reports to be filtered before it
76  * would be acceptable to expose them to unprivileged applications - to hide
77  * the metrics of other processes/contexts. For these use cases a read() based
78  * interface is a good fit, and provides an opportunity to filter data as it
79  * gets copied from the GPU mapped buffers to userspace buffers.
80  *
81  *
82  * Issues hit with first prototype based on Core Perf
83  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
84  *
85  * The first prototype of this driver was based on the core perf
86  * infrastructure, and while we did make that mostly work, with some changes to
87  * perf, we found we were breaking or working around too many assumptions baked
88  * into perf's currently cpu centric design.
89  *
90  * In the end we didn't see a clear benefit to making perf's implementation and
91  * interface more complex by changing design assumptions while we knew we still
92  * wouldn't be able to use any existing perf based userspace tools.
93  *
94  * Also considering the Gen specific nature of the Observability hardware and
95  * how userspace will sometimes need to combine i915 perf OA metrics with
96  * side-band OA data captured via MI_REPORT_PERF_COUNT commands; we're
97  * expecting the interface to be used by a platform specific userspace such as
98  * OpenGL or tools. This is to say; we aren't inherently missing out on having
99  * a standard vendor/architecture agnostic interface by not using perf.
100  *
101  *
102  * For posterity, in case we might re-visit trying to adapt core perf to be
103  * better suited to exposing i915 metrics these were the main pain points we
104  * hit:
105  *
106  * - The perf based OA PMU driver broke some significant design assumptions:
107  *
108  *   Existing perf pmus are used for profiling work on a cpu and we were
109  *   introducing the idea of _IS_DEVICE pmus with different security
110  *   implications, the need to fake cpu-related data (such as user/kernel
111  *   registers) to fit with perf's current design, and adding _DEVICE records
112  *   as a way to forward device-specific status records.
113  *
114  *   The OA unit writes reports of counters into a circular buffer, without
115  *   involvement from the CPU, making our PMU driver the first of a kind.
116  *
117  *   Given the way we were periodically forward data from the GPU-mapped, OA
118  *   buffer to perf's buffer, those bursts of sample writes looked to perf like
119  *   we were sampling too fast and so we had to subvert its throttling checks.
120  *
121  *   Perf supports groups of counters and allows those to be read via
122  *   transactions internally but transactions currently seem designed to be
123  *   explicitly initiated from the cpu (say in response to a userspace read())
124  *   and while we could pull a report out of the OA buffer we can't
125  *   trigger a report from the cpu on demand.
126  *
127  *   Related to being report based; the OA counters are configured in HW as a
128  *   set while perf generally expects counter configurations to be orthogonal.
129  *   Although counters can be associated with a group leader as they are
130  *   opened, there's no clear precedent for being able to provide group-wide
131  *   configuration attributes (for example we want to let userspace choose the
132  *   OA unit report format used to capture all counters in a set, or specify a
133  *   GPU context to filter metrics on). We avoided using perf's grouping
134  *   feature and forwarded OA reports to userspace via perf's 'raw' sample
135  *   field. This suited our userspace well considering how coupled the counters
136  *   are when dealing with normalizing. It would be inconvenient to split
137  *   counters up into separate events, only to require userspace to recombine
138  *   them. For Mesa it's also convenient to be forwarded raw, periodic reports
139  *   for combining with the side-band raw reports it captures using
140  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands.
141  *
142  *   - As a side note on perf's grouping feature; there was also some concern
143  *     that using PERF_FORMAT_GROUP as a way to pack together counter values
144  *     would quite drastically inflate our sample sizes, which would likely
145  *     lower the effective sampling resolutions we could use when the available
146  *     memory bandwidth is limited.
147  *
148  *     With the OA unit's report formats, counters are packed together as 32
149  *     or 40bit values, with the largest report size being 256 bytes.
150  *
151  *     PERF_FORMAT_GROUP values are 64bit, but there doesn't appear to be a
152  *     documented ordering to the values, implying PERF_FORMAT_ID must also be
153  *     used to add a 64bit ID before each value; giving 16 bytes per counter.
154  *
155  *   Related to counter orthogonality; we can't time share the OA unit, while
156  *   event scheduling is a central design idea within perf for allowing
157  *   userspace to open + enable more events than can be configured in HW at any
158  *   one time.  The OA unit is not designed to allow re-configuration while in
159  *   use. We can't reconfigure the OA unit without losing internal OA unit
160  *   state which we can't access explicitly to save and restore. Reconfiguring
161  *   the OA unit is also relatively slow, involving ~100 register writes. From
162  *   userspace Mesa also depends on a stable OA configuration when emitting
163  *   MI_REPORT_PERF_COUNT commands and importantly the OA unit can't be
164  *   disabled while there are outstanding MI_RPC commands lest we hang the
165  *   command streamer.
166  *
167  *   The contents of sample records aren't extensible by device drivers (i.e.
168  *   the sample_type bits). As an example; Sourab Gupta had been looking to
169  *   attach GPU timestamps to our OA samples. We were shoehorning OA reports
170  *   into sample records by using the 'raw' field, but it's tricky to pack more
171  *   than one thing into this field because events/core.c currently only lets a
172  *   pmu give a single raw data pointer plus len which will be copied into the
173  *   ring buffer. To include more than the OA report we'd have to copy the
174  *   report into an intermediate larger buffer. I'd been considering allowing a
175  *   vector of data+len values to be specified for copying the raw data, but
176  *   it felt like a kludge to being using the raw field for this purpose.
177  *
178  * - It felt like our perf based PMU was making some technical compromises
179  *   just for the sake of using perf:
180  *
181  *   perf_event_open() requires events to either relate to a pid or a specific
182  *   cpu core, while our device pmu related to neither.  Events opened with a
183  *   pid will be automatically enabled/disabled according to the scheduling of
184  *   that process - so not appropriate for us. When an event is related to a
185  *   cpu id, perf ensures pmu methods will be invoked via an inter process
186  *   interrupt on that core. To avoid invasive changes our userspace opened OA
187  *   perf events for a specific cpu. This was workable but it meant the
188  *   majority of the OA driver ran in atomic context, including all OA report
189  *   forwarding, which wasn't really necessary in our case and seems to make
190  *   our locking requirements somewhat complex as we handled the interaction
191  *   with the rest of the i915 driver.
192  */
193
194 #include <linux/anon_inodes.h>
195 #include <linux/sizes.h>
196
197 #include "i915_drv.h"
198 #include "i915_oa_hsw.h"
199 #include "i915_oa_bdw.h"
200 #include "i915_oa_chv.h"
201 #include "i915_oa_sklgt2.h"
202 #include "i915_oa_sklgt3.h"
203 #include "i915_oa_sklgt4.h"
204 #include "i915_oa_bxt.h"
205
206 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
207  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
208  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
209  */
210 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
211
212 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
213
214 /**
215  * DOC: OA Tail Pointer Race
216  *
217  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
218  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
219  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
220  * CPU).
221  *
222  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
223  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
224  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
225  * read() attempts.
226  *
227  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
228  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
229  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
230  *
231  * To manage this we actually track two tail pointers:
232  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
233  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
234  *     it is considered 'aged'.
235  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
236  *
237  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
238  *
239  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
240  * callback (the same callback that is used for delivering POLLIN events)
241  *
242  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
243  * indicates that an updated tail pointer is needed.
244  *
245  * Most of the implementation details for this workaround are in
246  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
247  *
248  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
249  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
250  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
251  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
252  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
253  * enabled without any periodic sampling.
254  */
255 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
256 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
257
258 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
259  * circular OA buffer...
260  */
261 #define POLL_FREQUENCY 200
262 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
263
264 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
265 static int zero;
266 static int one = 1;
267 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
268
269 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
270  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
271  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
272  *
273  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
274  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
275  * overflow in OA report timestamps.
276  */
277 #define OA_EXPONENT_MAX 31
278
279 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
280
281 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
282 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
283 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
284 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
285 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
286 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
287
288
289 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
290  *
291  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
292  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
293  *
294  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
295  */
296 static int oa_sample_rate_hard_limit;
297
298 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
299  * allow that by default unless root...
300  *
301  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
302  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
303  */
304 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
305
306 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
307  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
308  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
309  */
310 static struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
311         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
312         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
313         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
314         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
315         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
316         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
317         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
318         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
319 };
320
321 static struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
322         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
323         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
324         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
325         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
326 };
327
328 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
329
330 /**
331  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
332  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
333  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
334  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
335  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
336  * @oa_format: An OA unit HW report format
337  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
338  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
339  *
340  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
341  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
342  * which starts out zero initialized.
343  */
344 struct perf_open_properties {
345         u32 sample_flags;
346
347         u64 single_context:1;
348         u64 ctx_handle;
349
350         /* OA sampling state */
351         int metrics_set;
352         int oa_format;
353         bool oa_periodic;
354         int oa_period_exponent;
355 };
356
357 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct drm_i915_private *dev_priv)
358 {
359         return I915_READ(GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
360 }
361
362 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct drm_i915_private *dev_priv)
363 {
364         u32 oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
365
366         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
367 }
368
369 /**
370  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
371  * @dev_priv: i915 device instance
372  *
373  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
374  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
375  * if there is data available for userspace to read.
376  *
377  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
378  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
379  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
380  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
381  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
382  *
383  * Besides returning true when there is data available to read() this function
384  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
385  * and .aged_tail_idx state used for reading.
386  *
387  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
388  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
389  * can't be modified.
390  *
391  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
392  */
393 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct drm_i915_private *dev_priv)
394 {
395         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
396         unsigned long flags;
397         unsigned int aged_idx;
398         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
399         u64 now;
400
401         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
402          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
403          * tails[] and aged_tail state.
404          */
405         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
406
407         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
408          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
409          * a read() in progress.
410          */
411         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
412
413         aged_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
414         aged_tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
415         aging_tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
416
417         hw_tail = dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read(dev_priv);
418
419         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
420          * not in report_size steps...
421          */
422         hw_tail &= ~(report_size - 1);
423
424         now = ktime_get_mono_fast_ns();
425
426         /* Update the aged tail
427          *
428          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
429          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
430          * the CPU...
431          *
432          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
433          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
434          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
435          */
436         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
437             ((now - dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aging_timestamp) >
438              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
439
440                 aged_idx ^= 1;
441                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
442
443                 aged_tail = aging_tail;
444
445                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
446                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
447                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
448         }
449
450         /* Update the aging tail
451          *
452          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
453          * represents >= one report more data than is already available for
454          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
455          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
456          * pointer time to age.
457          */
458         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
459             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
460              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
461                 struct i915_vma *vma = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma;
462                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
463
464                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
465                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
466                  * could put the tail out of bounds...
467                  */
468                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
469                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
470                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
471                                 aging_tail = hw_tail;
472                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aging_timestamp = now;
473                 } else {
474                         DRM_ERROR("Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %u\n",
475                                   hw_tail);
476                 }
477         }
478
479         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
480
481         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
482                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
483 }
484
485 /**
486  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
487  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
488  * @buf: destination buffer given by userspace
489  * @count: the number of bytes userspace wants to read
490  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
491  * @type: The kind of status to report to userspace
492  *
493  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
494  * into the userspace read() buffer.
495  *
496  * The @buf @offset will only be updated on success.
497  *
498  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
499  */
500 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
501                             char __user *buf,
502                             size_t count,
503                             size_t *offset,
504                             enum drm_i915_perf_record_type type)
505 {
506         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
507
508         if ((count - *offset) < header.size)
509                 return -ENOSPC;
510
511         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
512                 return -EFAULT;
513
514         (*offset) += header.size;
515
516         return 0;
517 }
518
519 /**
520  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
521  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
522  * @buf: destination buffer given by userspace
523  * @count: the number of bytes userspace wants to read
524  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
525  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
526  *
527  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
528  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
529  * function copies the requested components of a single sample to the given
530  * read() @buf.
531  *
532  * The @buf @offset will only be updated on success.
533  *
534  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
535  */
536 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
537                             char __user *buf,
538                             size_t count,
539                             size_t *offset,
540                             const u8 *report)
541 {
542         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
543         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
544         struct drm_i915_perf_record_header header;
545         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
546
547         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
548         header.pad = 0;
549         header.size = stream->sample_size;
550
551         if ((count - *offset) < header.size)
552                 return -ENOSPC;
553
554         buf += *offset;
555         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
556                 return -EFAULT;
557         buf += sizeof(header);
558
559         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
560                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
561                         return -EFAULT;
562         }
563
564         (*offset) += header.size;
565
566         return 0;
567 }
568
569 /**
570  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
571  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
572  * @buf: destination buffer given by userspace
573  * @count: the number of bytes userspace wants to read
574  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
575  *
576  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
577  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
578  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
579  * to decide if the error should be squashed before returning to
580  * userspace.
581  *
582  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
583  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
584  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
585  * Gen PRM naming convention.
586  *
587  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
588  */
589 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
590                                   char __user *buf,
591                                   size_t count,
592                                   size_t *offset)
593 {
594         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
595         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
596         u8 *oa_buf_base = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr;
597         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
598         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
599         size_t start_offset = *offset;
600         unsigned long flags;
601         unsigned int aged_tail_idx;
602         u32 head, tail;
603         u32 taken;
604         int ret = 0;
605
606         if (WARN_ON(!stream->enabled))
607                 return -EIO;
608
609         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
610
611         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
612         aged_tail_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
613         tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
614
615         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
616
617         /*
618          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
619          * hrtimer callback to give us a pointer
620          */
621         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
622                 return -EAGAIN;
623
624         /*
625          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
626          * while indexing relative to oa_buf_base.
627          */
628         head -= gtt_offset;
629         tail -= gtt_offset;
630
631         /*
632          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
633          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
634          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
635          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
636          * all a power of two).
637          */
638         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
639                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
640                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
641                       head, tail))
642                 return -EIO;
643
644
645         for (/* none */;
646              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
647              head = (head + report_size) & mask) {
648                 u8 *report = oa_buf_base + head;
649                 u32 *report32 = (void *)report;
650                 u32 ctx_id;
651                 u32 reason;
652
653                 /*
654                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
655                  * size so we never expect to see a report split
656                  * between the beginning and end of the buffer.
657                  *
658                  * Given the initial alignment check a misalignment
659                  * here would imply a driver bug that would result
660                  * in an overrun.
661                  */
662                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
663                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
664                         break;
665                 }
666
667                 /*
668                  * The reason field includes flags identifying what
669                  * triggered this specific report (mostly timer
670                  * triggered or e.g. due to a context switch).
671                  *
672                  * This field is never expected to be zero so we can
673                  * check that the report isn't invalid before copying
674                  * it to userspace...
675                  */
676                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
677                           OAREPORT_REASON_MASK);
678                 if (reason == 0) {
679                         if (__ratelimit(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs))
680                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
681                         continue;
682                 }
683
684                 /*
685                  * XXX: Just keep the lower 21 bits for now since I'm not
686                  * entirely sure if the HW touches any of the higher bits in
687                  * this field
688                  */
689                 ctx_id = report32[2] & 0x1fffff;
690
691                 /*
692                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
693                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
694                  * filtering below...
695                  *
696                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
697                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
698                  */
699                 if (!(report32[0] & dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit))
700                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
701
702                 /*
703                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
704                  * off for a specific context and the kernel can't securely
705                  * stop the counters from updating as system-wide / global
706                  * values.
707                  *
708                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
709                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
710                  * automatically subtract/hide counter progress for other
711                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
712                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
713                  * provide a side-band view of the real values.
714                  *
715                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
716                  * to normalize counters for a single filtered context then it
717                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
718                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
719                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
720                  * associated with other contexts. Note that the hardware
721                  * automatically triggers reports when switching to a new
722                  * context which are tagged with the ID of the newly active
723                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
724                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
725                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
726                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
727                  * all.
728                  *
729                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
730                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
731                  * identify a switch before any 'context switch' report.
732                  */
733                 if (!dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx ||
734                     dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id == ctx_id ||
735                     (dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id ==
736                      dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id) ||
737                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
738
739                         /*
740                          * While filtering for a single context we avoid
741                          * leaking the IDs of other contexts.
742                          */
743                         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx &&
744                             dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id != ctx_id) {
745                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
746                         }
747
748                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
749                                                report);
750                         if (ret)
751                                 break;
752
753                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
754                 }
755
756                 /*
757                  * The above reason field sanity check is based on
758                  * the assumption that the OA buffer is initially
759                  * zeroed and we reset the field after copying so the
760                  * check is still meaningful once old reports start
761                  * being overwritten.
762                  */
763                 report32[0] = 0;
764         }
765
766         if (start_offset != *offset) {
767                 spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
768
769                 /*
770                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
771                  * relative to oa_buf_base so put back here...
772                  */
773                 head += gtt_offset;
774
775                 I915_WRITE(GEN8_OAHEADPTR, head & GEN8_OAHEADPTR_MASK);
776                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = head;
777
778                 spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
779         }
780
781         return ret;
782 }
783
784 /**
785  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
786  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
787  * @buf: destination buffer given by userspace
788  * @count: the number of bytes userspace wants to read
789  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
790  *
791  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
792  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
793  * initiate appending any buffered OA reports.
794  *
795  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
796  * the userspace buffer.
797  *
798  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
799  * even if an error is returned, and this is reflected in the
800  * updated @offset.
801  *
802  * Returns: zero on success or a negative error code
803  */
804 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
805                         char __user *buf,
806                         size_t count,
807                         size_t *offset)
808 {
809         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
810         u32 oastatus;
811         int ret;
812
813         if (WARN_ON(!dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr))
814                 return -EIO;
815
816         oastatus = I915_READ(GEN8_OASTATUS);
817
818         /*
819          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
820          *
821          * Although theoretically we could handle this more gracefully
822          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
823          * automatically triggered reports in this condition and so we
824          * have to assume that old reports are now being trampled
825          * over.
826          *
827          * Considering how we don't currently give userspace control
828          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
829          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
830          * that something has gone quite badly wrong.
831          */
832         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
833                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
834                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
835                 if (ret)
836                         return ret;
837
838                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
839                           dev_priv->perf.oa.period_exponent);
840
841                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
842                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
843
844                 /*
845                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
846                  * reset GEN8_OASTATUS for us
847                  */
848                 oastatus = I915_READ(GEN8_OASTATUS);
849         }
850
851         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
852                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
853                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
854                 if (ret)
855                         return ret;
856                 I915_WRITE(GEN8_OASTATUS,
857                            oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
858         }
859
860         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
861 }
862
863 /**
864  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
865  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
866  * @buf: destination buffer given by userspace
867  * @count: the number of bytes userspace wants to read
868  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
869  *
870  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
871  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
872  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
873  * to decide if the error should be squashed before returning to
874  * userspace.
875  *
876  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
877  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
878  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
879  * Gen PRM naming convention.
880  *
881  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
882  */
883 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
884                                   char __user *buf,
885                                   size_t count,
886                                   size_t *offset)
887 {
888         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
889         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
890         u8 *oa_buf_base = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr;
891         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
892         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
893         size_t start_offset = *offset;
894         unsigned long flags;
895         unsigned int aged_tail_idx;
896         u32 head, tail;
897         u32 taken;
898         int ret = 0;
899
900         if (WARN_ON(!stream->enabled))
901                 return -EIO;
902
903         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
904
905         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
906         aged_tail_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
907         tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
908
909         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
910
911         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
912          * hrtimer callback to give us a pointer
913          */
914         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
915                 return -EAGAIN;
916
917         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
918          * while indexing relative to oa_buf_base.
919          */
920         head -= gtt_offset;
921         tail -= gtt_offset;
922
923         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
924          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
925          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
926          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
927          * all a power of two).
928          */
929         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
930                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
931                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
932                       head, tail))
933                 return -EIO;
934
935
936         for (/* none */;
937              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
938              head = (head + report_size) & mask) {
939                 u8 *report = oa_buf_base + head;
940                 u32 *report32 = (void *)report;
941
942                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
943                  * size so we never expect to see a report split
944                  * between the beginning and end of the buffer.
945                  *
946                  * Given the initial alignment check a misalignment
947                  * here would imply a driver bug that would result
948                  * in an overrun.
949                  */
950                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
951                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
952                         break;
953                 }
954
955                 /* The report-ID field for periodic samples includes
956                  * some undocumented flags related to what triggered
957                  * the report and is never expected to be zero so we
958                  * can check that the report isn't invalid before
959                  * copying it to userspace...
960                  */
961                 if (report32[0] == 0) {
962                         if (__ratelimit(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs))
963                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
964                         continue;
965                 }
966
967                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
968                 if (ret)
969                         break;
970
971                 /* The above report-id field sanity check is based on
972                  * the assumption that the OA buffer is initially
973                  * zeroed and we reset the field after copying so the
974                  * check is still meaningful once old reports start
975                  * being overwritten.
976                  */
977                 report32[0] = 0;
978         }
979
980         if (start_offset != *offset) {
981                 spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
982
983                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
984                  * relative to oa_buf_base so put back here...
985                  */
986                 head += gtt_offset;
987
988                 I915_WRITE(GEN7_OASTATUS2,
989                            ((head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
990                             OA_MEM_SELECT_GGTT));
991                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = head;
992
993                 spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
994         }
995
996         return ret;
997 }
998
999 /**
1000  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1001  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1002  * @buf: destination buffer given by userspace
1003  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1004  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1005  *
1006  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1007  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1008  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1009  *
1010  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1011  * the userspace buffer.
1012  *
1013  * Returns: zero on success or a negative error code
1014  */
1015 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1016                         char __user *buf,
1017                         size_t count,
1018                         size_t *offset)
1019 {
1020         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1021         u32 oastatus1;
1022         int ret;
1023
1024         if (WARN_ON(!dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr))
1025                 return -EIO;
1026
1027         oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
1028
1029         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1030          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1031          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1032          * that have already been reported to userspace.
1033          */
1034         oastatus1 &= ~dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1;
1035
1036         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1037          *
1038          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1039          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1040          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1041          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1042          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1043          *   the state again.
1044          *
1045          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1046          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1047          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1048          *   are being written to cleared memory.
1049          *
1050          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1051          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1052          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1053          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1054          *   now.
1055          */
1056         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1057                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1058                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1059                 if (ret)
1060                         return ret;
1061
1062                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1063                           dev_priv->perf.oa.period_exponent);
1064
1065                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
1066                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
1067
1068                 oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
1069         }
1070
1071         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1072                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1073                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1074                 if (ret)
1075                         return ret;
1076                 dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1 |=
1077                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1078         }
1079
1080         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1081 }
1082
1083 /**
1084  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1085  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1086  *
1087  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1088  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1089  * OA buffer and wakes us.
1090  *
1091  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1092  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1093  * really data ready for userspace yet.
1094  *
1095  * Returns: zero on success or a negative error code
1096  */
1097 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1098 {
1099         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1100
1101         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1102         if (!dev_priv->perf.oa.periodic)
1103                 return -EIO;
1104
1105         return wait_event_interruptible(dev_priv->perf.oa.poll_wq,
1106                                         oa_buffer_check_unlocked(dev_priv));
1107 }
1108
1109 /**
1110  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1111  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1112  * @file: An i915 perf stream file
1113  * @wait: poll() state table
1114  *
1115  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1116  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1117  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1118  */
1119 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1120                               struct file *file,
1121                               poll_table *wait)
1122 {
1123         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1124
1125         poll_wait(file, &dev_priv->perf.oa.poll_wq, wait);
1126 }
1127
1128 /**
1129  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1130  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1131  * @buf: destination buffer given by userspace
1132  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1133  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1134  *
1135  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1136  * the userspace buffer.
1137  *
1138  * Returns: zero on success or a negative error code
1139  */
1140 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1141                         char __user *buf,
1142                         size_t count,
1143                         size_t *offset)
1144 {
1145         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1146
1147         return dev_priv->perf.oa.ops.read(stream, buf, count, offset);
1148 }
1149
1150 /**
1151  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1152  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1153  *
1154  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1155  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1156  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1157  *
1158  * Returns: zero on success or a negative error code
1159  */
1160 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1161 {
1162         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1163
1164         if (i915.enable_execlists)
1165                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = stream->ctx->hw_id;
1166         else {
1167                 struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1168                 struct intel_ring *ring;
1169                 int ret;
1170
1171                 ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1172                 if (ret)
1173                         return ret;
1174
1175                 /*
1176                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1177                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1178                  *
1179                  * NB: implied RCS engine...
1180                  */
1181                 ring = engine->context_pin(engine, stream->ctx);
1182                 mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1183                 if (IS_ERR(ring))
1184                         return PTR_ERR(ring);
1185
1186
1187                 /*
1188                  * Explicitly track the ID (instead of calling
1189                  * i915_ggtt_offset() on the fly) considering the difference
1190                  * with gen8+ and execlists
1191                  */
1192                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id =
1193                         i915_ggtt_offset(stream->ctx->engine[engine->id].state);
1194         }
1195
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 /**
1200  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1201  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1202  *
1203  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1204  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1205  */
1206 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1207 {
1208         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1209
1210         if (i915.enable_execlists) {
1211                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1212         } else {
1213                 struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1214
1215                 mutex_lock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1216
1217                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1218                 engine->context_unpin(engine, stream->ctx);
1219
1220                 mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void
1225 free_oa_buffer(struct drm_i915_private *i915)
1226 {
1227         mutex_lock(&i915->drm.struct_mutex);
1228
1229         i915_gem_object_unpin_map(i915->perf.oa.oa_buffer.vma->obj);
1230         i915_vma_unpin(i915->perf.oa.oa_buffer.vma);
1231         i915_gem_object_put(i915->perf.oa.oa_buffer.vma->obj);
1232
1233         i915->perf.oa.oa_buffer.vma = NULL;
1234         i915->perf.oa.oa_buffer.vaddr = NULL;
1235
1236         mutex_unlock(&i915->drm.struct_mutex);
1237 }
1238
1239 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1240 {
1241         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1242
1243         BUG_ON(stream != dev_priv->perf.oa.exclusive_stream);
1244
1245         /*
1246          * Unset exclusive_stream first, it might be checked while
1247          * disabling the metric set on gen8+.
1248          */
1249         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream = NULL;
1250
1251         dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set(dev_priv);
1252
1253         free_oa_buffer(dev_priv);
1254
1255         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
1256         intel_runtime_pm_put(dev_priv);
1257
1258         if (stream->ctx)
1259                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1260
1261         if (dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs.missed) {
1262                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1263                          dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs.missed);
1264         }
1265 }
1266
1267 static void gen7_init_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1268 {
1269         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
1270         unsigned long flags;
1271
1272         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1273
1274         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1275          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1276          */
1277         I915_WRITE(GEN7_OASTATUS2, gtt_offset | OA_MEM_SELECT_GGTT); /* head */
1278         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = gtt_offset;
1279
1280         I915_WRITE(GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1281
1282         I915_WRITE(GEN7_OASTATUS1, gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M); /* tail */
1283
1284         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1285         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1286         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1287
1288         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1289
1290         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1291          * already seen since they can't be cleared while periodic
1292          * sampling is enabled.
1293          */
1294         dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1 = 0;
1295
1296         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1297          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1298          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1299          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1300          *
1301          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1302          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1303          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1304          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1305          * memory...
1306          */
1307         memset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1308
1309         /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
1310          * concurrent streams in the future.
1311          */
1312         dev_priv->perf.oa.pollin = false;
1313 }
1314
1315 static void gen8_init_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1316 {
1317         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
1318         unsigned long flags;
1319
1320         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1321
1322         I915_WRITE(GEN8_OASTATUS, 0);
1323         I915_WRITE(GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1324         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = gtt_offset;
1325
1326         I915_WRITE(GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1327
1328         /*
1329          * PRM says:
1330          *
1331          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1332          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1333          *  to enable proper functionality of the overflow
1334          *  bit."
1335          */
1336         I915_WRITE(GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1337                    OABUFFER_SIZE_16M | OA_MEM_SELECT_GGTT);
1338         I915_WRITE(GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1339
1340         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1341         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1342         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1343
1344         /*
1345          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1346          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1347          * context.
1348          */
1349         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1350
1351         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1352
1353         /*
1354          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1355          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1356          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1357          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1358          *
1359          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1360          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1361          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1362          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1363          * memory...
1364          */
1365         memset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1366
1367         /*
1368          * Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
1369          * concurrent streams in the future.
1370          */
1371         dev_priv->perf.oa.pollin = false;
1372 }
1373
1374 static int alloc_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1375 {
1376         struct drm_i915_gem_object *bo;
1377         struct i915_vma *vma;
1378         int ret;
1379
1380         if (WARN_ON(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma))
1381                 return -ENODEV;
1382
1383         ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1384         if (ret)
1385                 return ret;
1386
1387         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1388         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1389
1390         bo = i915_gem_object_create(dev_priv, OA_BUFFER_SIZE);
1391         if (IS_ERR(bo)) {
1392                 DRM_ERROR("Failed to allocate OA buffer\n");
1393                 ret = PTR_ERR(bo);
1394                 goto unlock;
1395         }
1396
1397         ret = i915_gem_object_set_cache_level(bo, I915_CACHE_LLC);
1398         if (ret)
1399                 goto err_unref;
1400
1401         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1402         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1403         if (IS_ERR(vma)) {
1404                 ret = PTR_ERR(vma);
1405                 goto err_unref;
1406         }
1407         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma = vma;
1408
1409         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr =
1410                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1411         if (IS_ERR(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr)) {
1412                 ret = PTR_ERR(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr);
1413                 goto err_unpin;
1414         }
1415
1416         dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer(dev_priv);
1417
1418         DRM_DEBUG_DRIVER("OA Buffer initialized, gtt offset = 0x%x, vaddr = %p\n",
1419                          i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma),
1420                          dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr);
1421
1422         goto unlock;
1423
1424 err_unpin:
1425         __i915_vma_unpin(vma);
1426
1427 err_unref:
1428         i915_gem_object_put(bo);
1429
1430         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr = NULL;
1431         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma = NULL;
1432
1433 unlock:
1434         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1435         return ret;
1436 }
1437
1438 static void config_oa_regs(struct drm_i915_private *dev_priv,
1439                            const struct i915_oa_reg *regs,
1440                            int n_regs)
1441 {
1442         int i;
1443
1444         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1445                 const struct i915_oa_reg *reg = regs + i;
1446
1447                 I915_WRITE(reg->addr, reg->value);
1448         }
1449 }
1450
1451 static int hsw_enable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1452 {
1453         int ret = i915_oa_select_metric_set_hsw(dev_priv);
1454         int i;
1455
1456         if (ret)
1457                 return ret;
1458
1459         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, (I915_READ(GDT_CHICKEN_BITS) |
1460                                       GT_NOA_ENABLE));
1461
1462         /* PRM:
1463          *
1464          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
1465          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
1466          * unable to count the events from non-render clock domain.
1467          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
1468          * count the events from non-render domain. Unit level clock
1469          * gating for RCS should also be disabled.
1470          */
1471         I915_WRITE(GEN7_MISCCPCTL, (I915_READ(GEN7_MISCCPCTL) &
1472                                     ~GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE));
1473         I915_WRITE(GEN6_UCGCTL1, (I915_READ(GEN6_UCGCTL1) |
1474                                   GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE));
1475
1476         for (i = 0; i < dev_priv->perf.oa.n_mux_configs; i++) {
1477                 config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.mux_regs[i],
1478                                dev_priv->perf.oa.mux_regs_lens[i]);
1479         }
1480
1481         /* It apparently takes a fairly long time for a new MUX
1482          * configuration to be be applied after these register writes.
1483          * This delay duration was derived empirically based on the
1484          * render_basic config but hopefully it covers the maximum
1485          * configuration latency.
1486          *
1487          * As a fallback, the checks in _append_oa_reports() to skip
1488          * invalid OA reports do also seem to work to discard reports
1489          * generated before this config has completed - albeit not
1490          * silently.
1491          *
1492          * Unfortunately this is essentially a magic number, since we
1493          * don't currently know of a reliable mechanism for predicting
1494          * how long the MUX config will take to apply and besides
1495          * seeing invalid reports we don't know of a reliable way to
1496          * explicitly check that the MUX config has landed.
1497          *
1498          * It's even possible we've miss characterized the underlying
1499          * problem - it just seems like the simplest explanation why
1500          * a delay at this location would mitigate any invalid reports.
1501          */
1502         usleep_range(15000, 20000);
1503
1504         config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.b_counter_regs,
1505                        dev_priv->perf.oa.b_counter_regs_len);
1506
1507         return 0;
1508 }
1509
1510 static void hsw_disable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1511 {
1512         I915_WRITE(GEN6_UCGCTL1, (I915_READ(GEN6_UCGCTL1) &
1513                                   ~GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE));
1514         I915_WRITE(GEN7_MISCCPCTL, (I915_READ(GEN7_MISCCPCTL) |
1515                                     GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE));
1516
1517         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, (I915_READ(GDT_CHICKEN_BITS) &
1518                                       ~GT_NOA_ENABLE));
1519 }
1520
1521 /*
1522  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
1523  * has been disabled.
1524  *
1525  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
1526  * in the case that the OA unit has been disabled.
1527  */
1528 static void gen8_update_reg_state_unlocked(struct i915_gem_context *ctx,
1529                                            u32 *reg_state)
1530 {
1531         struct drm_i915_private *dev_priv = ctx->i915;
1532         const struct i915_oa_reg *flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs;
1533         int n_flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs_len;
1534         u32 ctx_oactxctrl = dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset;
1535         u32 ctx_flexeu0 = dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset;
1536         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
1537         u32 flex_mmio[] = {
1538                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL0),
1539                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL1),
1540                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL2),
1541                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL3),
1542                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL4),
1543                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL5),
1544                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL6),
1545         };
1546         int i;
1547
1548         reg_state[ctx_oactxctrl] = i915_mmio_reg_offset(GEN8_OACTXCONTROL);
1549         reg_state[ctx_oactxctrl+1] = (dev_priv->perf.oa.period_exponent <<
1550                                       GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1551                                      (dev_priv->perf.oa.periodic ?
1552                                       GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
1553                                      GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
1554
1555         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_mmio); i++) {
1556                 u32 state_offset = ctx_flexeu0 + i * 2;
1557                 u32 mmio = flex_mmio[i];
1558
1559                 /*
1560                  * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
1561                  * Active' event. In the future it's anticipated that there
1562                  * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
1563                  */
1564                 u32 value = 0;
1565                 int j;
1566
1567                 for (j = 0; j < n_flex_regs; j++) {
1568                         if (i915_mmio_reg_offset(flex_regs[j].addr) == mmio) {
1569                                 value = flex_regs[j].value;
1570                                 break;
1571                         }
1572                 }
1573
1574                 reg_state[state_offset] = mmio;
1575                 reg_state[state_offset+1] = value;
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Same as gen8_update_reg_state_unlocked only through the batchbuffer. This
1581  * is only used by the kernel context.
1582  */
1583 static int gen8_emit_oa_config(struct drm_i915_gem_request *req)
1584 {
1585         struct drm_i915_private *dev_priv = req->i915;
1586         const struct i915_oa_reg *flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs;
1587         int n_flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs_len;
1588         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
1589         u32 flex_mmio[] = {
1590                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL0),
1591                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL1),
1592                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL2),
1593                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL3),
1594                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL4),
1595                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL5),
1596                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL6),
1597         };
1598         u32 *cs;
1599         int i;
1600
1601         cs = intel_ring_begin(req, n_flex_regs * 2 + 4);
1602         if (IS_ERR(cs))
1603                 return PTR_ERR(cs);
1604
1605         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(n_flex_regs + 1);
1606
1607         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_OACTXCONTROL);
1608         *cs++ = (dev_priv->perf.oa.period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1609                 (dev_priv->perf.oa.periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
1610                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
1611
1612         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_mmio); i++) {
1613                 u32 mmio = flex_mmio[i];
1614
1615                 /*
1616                  * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
1617                  * Active' event. In the future it's anticipated that there
1618                  * will be an explicit 'No Event' we can select, but not
1619                  * yet...
1620                  */
1621                 u32 value = 0;
1622                 int j;
1623
1624                 for (j = 0; j < n_flex_regs; j++) {
1625                         if (i915_mmio_reg_offset(flex_regs[j].addr) == mmio) {
1626                                 value = flex_regs[j].value;
1627                                 break;
1628                         }
1629                 }
1630
1631                 *cs++ = mmio;
1632                 *cs++ = value;
1633         }
1634
1635         *cs++ = MI_NOOP;
1636         intel_ring_advance(req, cs);
1637
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 static int gen8_switch_to_updated_kernel_context(struct drm_i915_private *dev_priv)
1642 {
1643         struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1644         struct i915_gem_timeline *timeline;
1645         struct drm_i915_gem_request *req;
1646         int ret;
1647
1648         lockdep_assert_held(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1649
1650         i915_gem_retire_requests(dev_priv);
1651
1652         req = i915_gem_request_alloc(engine, dev_priv->kernel_context);
1653         if (IS_ERR(req))
1654                 return PTR_ERR(req);
1655
1656         ret = gen8_emit_oa_config(req);
1657         if (ret) {
1658                 i915_add_request(req);
1659                 return ret;
1660         }
1661
1662         /* Queue this switch after all other activity */
1663         list_for_each_entry(timeline, &dev_priv->gt.timelines, link) {
1664                 struct drm_i915_gem_request *prev;
1665                 struct intel_timeline *tl;
1666
1667                 tl = &timeline->engine[engine->id];
1668                 prev = i915_gem_active_raw(&tl->last_request,
1669                                            &dev_priv->drm.struct_mutex);
1670                 if (prev)
1671                         i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&req->submit,
1672                                                          &prev->submit,
1673                                                          GFP_KERNEL);
1674         }
1675
1676         ret = i915_switch_context(req);
1677         i915_add_request(req);
1678
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
1684  * configuration across all contexts.
1685  *
1686  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
1687  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
1688  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
1689  * the face of context switches.
1690  *
1691  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
1692  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
1693  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
1694  * transiently before a WA BB could be parsed.
1695  *
1696  * This function needs to:
1697  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
1698  *   updated
1699  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
1700  *   OA state if they are scheduled for use.
1701  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
1702  *   per-context OA state.
1703  *
1704  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
1705  */
1706 static int gen8_configure_all_contexts(struct drm_i915_private *dev_priv,
1707                                        bool interruptible)
1708 {
1709         struct i915_gem_context *ctx;
1710         int ret;
1711         unsigned int wait_flags = I915_WAIT_LOCKED;
1712
1713         if (interruptible) {
1714                 ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1715                 if (ret)
1716                         return ret;
1717
1718                 wait_flags |= I915_WAIT_INTERRUPTIBLE;
1719         } else {
1720                 mutex_lock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1721         }
1722
1723         /* Switch away from any user context. */
1724         ret = gen8_switch_to_updated_kernel_context(dev_priv);
1725         if (ret)
1726                 goto out;
1727
1728         /*
1729          * The OA register config is setup through the context image. This image
1730          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
1731          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
1732          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
1733          *
1734          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
1735          * this might leave small interval of time where the OA unit is
1736          * configured at an invalid sampling period.
1737          *
1738          * So far the best way to work around this issue seems to be draining
1739          * the GPU from any submitted work.
1740          */
1741         ret = i915_gem_wait_for_idle(dev_priv, wait_flags);
1742         if (ret)
1743                 goto out;
1744
1745         /* Update all contexts now that we've stalled the submission. */
1746         list_for_each_entry(ctx, &dev_priv->context_list, link) {
1747                 struct intel_context *ce = &ctx->engine[RCS];
1748                 u32 *regs;
1749
1750                 /* OA settings will be set upon first use */
1751                 if (!ce->state)
1752                         continue;
1753
1754                 regs = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj, I915_MAP_WB);
1755                 if (IS_ERR(regs)) {
1756                         ret = PTR_ERR(regs);
1757                         goto out;
1758                 }
1759
1760                 ce->state->obj->mm.dirty = true;
1761                 regs += LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE / sizeof(*regs);
1762
1763                 gen8_update_reg_state_unlocked(ctx, regs);
1764
1765                 i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
1766         }
1767
1768  out:
1769         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1770
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static int gen8_enable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1775 {
1776         int ret = dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set(dev_priv);
1777         int i;
1778
1779         if (ret)
1780                 return ret;
1781
1782         /*
1783          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
1784          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
1785          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
1786          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
1787          * overruns.
1788          *
1789          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
1790          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
1791          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
1792          * correctly block these reports.
1793          *
1794          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
1795          * this ratio to normalize.
1796          *
1797          * Note: This register is not power context saved and restored, but
1798          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
1799          * enabled.
1800          *
1801          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
1802          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
1803          * RPT_ID field.
1804          */
1805         if (IS_SKYLAKE(dev_priv) || IS_BROXTON(dev_priv)) {
1806                 I915_WRITE(GEN8_OA_DEBUG,
1807                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
1808                                               GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
1809         }
1810
1811         /*
1812          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
1813          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
1814          * registers.
1815          */
1816         ret = gen8_configure_all_contexts(dev_priv, true);
1817         if (ret)
1818                 return ret;
1819
1820         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, 0xA0);
1821         for (i = 0; i < dev_priv->perf.oa.n_mux_configs; i++) {
1822                 config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.mux_regs[i],
1823                                dev_priv->perf.oa.mux_regs_lens[i]);
1824         }
1825         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, 0x80);
1826
1827         config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.b_counter_regs,
1828                        dev_priv->perf.oa.b_counter_regs_len);
1829
1830         return 0;
1831 }
1832
1833 static void gen8_disable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1834 {
1835         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
1836         gen8_configure_all_contexts(dev_priv, false);
1837 }
1838
1839 static void gen7_update_oacontrol_locked(struct drm_i915_private *dev_priv)
1840 {
1841         lockdep_assert_held(&dev_priv->perf.hook_lock);
1842
1843         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->enabled) {
1844                 struct i915_gem_context *ctx =
1845                         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx;
1846                 u32 ctx_id = dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id;
1847
1848                 bool periodic = dev_priv->perf.oa.periodic;
1849                 u32 period_exponent = dev_priv->perf.oa.period_exponent;
1850                 u32 report_format = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format;
1851
1852                 I915_WRITE(GEN7_OACONTROL,
1853                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
1854                            (period_exponent <<
1855                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1856                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
1857                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
1858                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
1859                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
1860         } else
1861                 I915_WRITE(GEN7_OACONTROL, 0);
1862 }
1863
1864 static void gen7_oa_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1865 {
1866         unsigned long flags;
1867
1868         /* Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
1869          *
1870          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
1871          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
1872          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
1873          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
1874          * memory which this helps maintains.
1875          */
1876         gen7_init_oa_buffer(dev_priv);
1877
1878         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.hook_lock, flags);
1879         gen7_update_oacontrol_locked(dev_priv);
1880         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.hook_lock, flags);
1881 }
1882
1883 static void gen8_oa_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1884 {
1885         u32 report_format = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format;
1886
1887         /*
1888          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
1889          *
1890          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
1891          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
1892          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
1893          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
1894          * memory which this helps maintains.
1895          */
1896         gen8_init_oa_buffer(dev_priv);
1897
1898         /*
1899          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
1900          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
1901          * field of reports
1902          */
1903         I915_WRITE(GEN8_OACONTROL, (report_format <<
1904                                     GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
1905                                    GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
1906 }
1907
1908 /**
1909  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
1910  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
1911  *
1912  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
1913  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
1914  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
1915  * during a read() or poll()).
1916  */
1917 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
1918 {
1919         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1920
1921         dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
1922
1923         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
1924                 hrtimer_start(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer,
1925                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
1926                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
1927 }
1928
1929 static void gen7_oa_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1930 {
1931         I915_WRITE(GEN7_OACONTROL, 0);
1932 }
1933
1934 static void gen8_oa_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1935 {
1936         I915_WRITE(GEN8_OACONTROL, 0);
1937 }
1938
1939 /**
1940  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
1941  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
1942  *
1943  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
1944  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
1945  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
1946  */
1947 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
1948 {
1949         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1950
1951         dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
1952
1953         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
1954                 hrtimer_cancel(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer);
1955 }
1956
1957 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
1958         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
1959         .enable = i915_oa_stream_enable,
1960         .disable = i915_oa_stream_disable,
1961         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
1962         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
1963         .read = i915_oa_read,
1964 };
1965
1966 /**
1967  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
1968  * @stream: An i915 perf stream
1969  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
1970  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
1971  *
1972  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
1973  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
1974  *
1975  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
1976  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
1977  * properties are OK.
1978  *
1979  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
1980  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
1981  *
1982  * Returns: zero on success or a negative error code.
1983  */
1984 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
1985                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
1986                                struct perf_open_properties *props)
1987 {
1988         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1989         int format_size;
1990         int ret;
1991
1992         /* If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
1993          * reason then don't let userspace try their luck with config
1994          * IDs
1995          */
1996         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj) {
1997                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
1998                 return -EINVAL;
1999         }
2000
2001         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)) {
2002                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
2003                 return -EINVAL;
2004         }
2005
2006         if (!dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer) {
2007                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2008                 return -ENODEV;
2009         }
2010
2011         /* To avoid the complexity of having to accurately filter
2012          * counter reports and marshal to the appropriate client
2013          * we currently only allow exclusive access
2014          */
2015         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream) {
2016                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2017                 return -EBUSY;
2018         }
2019
2020         if (!props->metrics_set) {
2021                 DRM_DEBUG("OA metric set not specified\n");
2022                 return -EINVAL;
2023         }
2024
2025         if (!props->oa_format) {
2026                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2027                 return -EINVAL;
2028         }
2029
2030         /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any _NOTES
2031          * about spurious, invalid OA reports which we don't forward to
2032          * userspace.
2033          *
2034          * The initialization is associated with opening the stream (not driver
2035          * init) considering we print a _NOTE about any throttling when closing
2036          * the stream instead of waiting until driver _fini which no one would
2037          * ever see.
2038          *
2039          * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
2040          */
2041         ratelimit_state_init(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs,
2042                              5 * HZ, 10);
2043         /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
2044          * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a warning for
2045          * throttling.
2046          */
2047         ratelimit_set_flags(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs,
2048                             RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
2049
2050         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2051
2052         format_size = dev_priv->perf.oa.oa_formats[props->oa_format].size;
2053
2054         stream->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
2055         stream->sample_size += format_size;
2056
2057         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size = format_size;
2058         if (WARN_ON(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size == 0))
2059                 return -EINVAL;
2060
2061         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format =
2062                 dev_priv->perf.oa.oa_formats[props->oa_format].format;
2063
2064         dev_priv->perf.oa.metrics_set = props->metrics_set;
2065
2066         dev_priv->perf.oa.periodic = props->oa_periodic;
2067         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
2068                 dev_priv->perf.oa.period_exponent = props->oa_period_exponent;
2069
2070         if (stream->ctx) {
2071                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2072                 if (ret)
2073                         return ret;
2074         }
2075
2076         ret = alloc_oa_buffer(dev_priv);
2077         if (ret)
2078                 goto err_oa_buf_alloc;
2079
2080         /* PRM - observability performance counters:
2081          *
2082          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2083          *
2084          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2085          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2086          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2087          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2088          *
2089          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2090          *   references will effectively disable RC6.
2091          */
2092         intel_runtime_pm_get(dev_priv);
2093         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
2094
2095         ret = dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set(dev_priv);
2096         if (ret)
2097                 goto err_enable;
2098
2099         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2100
2101         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream = stream;
2102
2103         return 0;
2104
2105 err_enable:
2106         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
2107         intel_runtime_pm_put(dev_priv);
2108         free_oa_buffer(dev_priv);
2109
2110 err_oa_buf_alloc:
2111         if (stream->ctx)
2112                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2113
2114         return ret;
2115 }
2116
2117 void i915_oa_init_reg_state(struct intel_engine_cs *engine,
2118                             struct i915_gem_context *ctx,
2119                             u32 *reg_state)
2120 {
2121         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
2122
2123         if (engine->id != RCS)
2124                 return;
2125
2126         if (!dev_priv->perf.initialized)
2127                 return;
2128
2129         gen8_update_reg_state_unlocked(ctx, reg_state);
2130 }
2131
2132 /**
2133  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2134  * @stream: An i915 perf stream
2135  * @file: An i915 perf stream file
2136  * @buf: destination buffer given by userspace
2137  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2138  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2139  *
2140  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2141  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2142  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2143  *
2144  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2145  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2146  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2147  * receive a single record (and we never split records).
2148  *
2149  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2150  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2151  * knows best:
2152  *
2153  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2154  *
2155  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2156  */
2157 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2158                                      struct file *file,
2159                                      char __user *buf,
2160                                      size_t count,
2161                                      loff_t *ppos)
2162 {
2163         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2164          * error status so that the final check for whether we return
2165          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2166          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2167          * stream->ops->read() implementations.
2168          */
2169         size_t offset = 0;
2170         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2171
2172         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2173 }
2174
2175 /**
2176  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2177  * @file: An i915 perf stream file
2178  * @buf: destination buffer given by userspace
2179  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2180  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2181  *
2182  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2183  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2184  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2185  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2186  *
2187  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2188  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2189  * while reading.
2190  *
2191  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2192  */
2193 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2194                               char __user *buf,
2195                               size_t count,
2196                               loff_t *ppos)
2197 {
2198         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2199         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2200         ssize_t ret;
2201
2202         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2203          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2204          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2205          */
2206         if (!stream->enabled)
2207                 return -EIO;
2208
2209         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2210                 /* There's the small chance of false positives from
2211                  * stream->ops->wait_unlocked.
2212                  *
2213                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2214                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2215                  * any reports really belong to the current context
2216                  */
2217                 do {
2218                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2219                         if (ret)
2220                                 return ret;
2221
2222                         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2223                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
2224                                                     buf, count, ppos);
2225                         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2226                 } while (ret == -EAGAIN);
2227         } else {
2228                 mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2229                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
2230                 mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2231         }
2232
2233         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive POLLIN
2234          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
2235          * not really any data available. In this situation though we don't
2236          * want to enter a busy loop between poll() reporting a POLLIN event
2237          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
2238          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
2239          * before reporting another POLLIN event.
2240          */
2241         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
2242                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
2243                  * concurrent streams in the future.
2244                  */
2245                 dev_priv->perf.oa.pollin = false;
2246         }
2247
2248         return ret;
2249 }
2250
2251 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
2252 {
2253         struct drm_i915_private *dev_priv =
2254                 container_of(hrtimer, typeof(*dev_priv),
2255                              perf.oa.poll_check_timer);
2256
2257         if (oa_buffer_check_unlocked(dev_priv)) {
2258                 dev_priv->perf.oa.pollin = true;
2259                 wake_up(&dev_priv->perf.oa.poll_wq);
2260         }
2261
2262         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
2263
2264         return HRTIMER_RESTART;
2265 }
2266
2267 /**
2268  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
2269  * @dev_priv: i915 device instance
2270  * @stream: An i915 perf stream
2271  * @file: An i915 perf stream file
2272  * @wait: poll() state table
2273  *
2274  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
2275  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
2276  * will be woken for new stream data.
2277  *
2278  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2279  * with any non-file-operation driver hooks.
2280  *
2281  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
2282  */
2283 static unsigned int i915_perf_poll_locked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2284                                           struct i915_perf_stream *stream,
2285                                           struct file *file,
2286                                           poll_table *wait)
2287 {
2288         unsigned int events = 0;
2289
2290         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
2291
2292         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
2293          * here since this path may be very hot depending on what else
2294          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
2295          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
2296          * samples to read.
2297          */
2298         if (dev_priv->perf.oa.pollin)
2299                 events |= POLLIN;
2300
2301         return events;
2302 }
2303
2304 /**
2305  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
2306  * @file: An i915 perf stream file
2307  * @wait: poll() state table
2308  *
2309  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
2310  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
2311  * data.
2312  *
2313  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
2314  *
2315  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
2316  */
2317 static unsigned int i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2318 {
2319         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2320         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2321         int ret;
2322
2323         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2324         ret = i915_perf_poll_locked(dev_priv, stream, file, wait);
2325         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2326
2327         return ret;
2328 }
2329
2330 /**
2331  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
2332  * @stream: A disabled i915 perf stream
2333  *
2334  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
2335  *
2336  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
2337  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
2338  * buffered data.
2339  */
2340 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2341 {
2342         if (stream->enabled)
2343                 return;
2344
2345         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
2346         stream->enabled = true;
2347
2348         if (stream->ops->enable)
2349                 stream->ops->enable(stream);
2350 }
2351
2352 /**
2353  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
2354  * @stream: An enabled i915 perf stream
2355  *
2356  * Disables the associated capture of data for this stream.
2357  *
2358  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
2359  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
2360  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
2361  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
2362  *
2363  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
2364  * to attempt to read from the stream (-EIO).
2365  */
2366 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2367 {
2368         if (!stream->enabled)
2369                 return;
2370
2371         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
2372         stream->enabled = false;
2373
2374         if (stream->ops->disable)
2375                 stream->ops->disable(stream);
2376 }
2377
2378 /**
2379  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
2380  * @stream: An i915 perf stream
2381  * @cmd: the ioctl request
2382  * @arg: the ioctl data
2383  *
2384  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2385  * with any non-file-operation driver hooks.
2386  *
2387  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
2388  * an unknown ioctl request.
2389  */
2390 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2391                                    unsigned int cmd,
2392                                    unsigned long arg)
2393 {
2394         switch (cmd) {
2395         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
2396                 i915_perf_enable_locked(stream);
2397                 return 0;
2398         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
2399                 i915_perf_disable_locked(stream);
2400                 return 0;
2401         }
2402
2403         return -EINVAL;
2404 }
2405
2406 /**
2407  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
2408  * @file: An i915 perf stream file
2409  * @cmd: the ioctl request
2410  * @arg: the ioctl data
2411  *
2412  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
2413  *
2414  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
2415  * an unknown ioctl request.
2416  */
2417 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
2418                             unsigned int cmd,
2419                             unsigned long arg)
2420 {
2421         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2422         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2423         long ret;
2424
2425         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2426         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
2427         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2428
2429         return ret;
2430 }
2431
2432 /**
2433  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
2434  * @stream: An i915 perf stream
2435  *
2436  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
2437  * any associated data capture in the process.
2438  *
2439  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2440  * with any non-file-operation driver hooks.
2441  */
2442 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2443 {
2444         if (stream->enabled)
2445                 i915_perf_disable_locked(stream);
2446
2447         if (stream->ops->destroy)
2448                 stream->ops->destroy(stream);
2449
2450         list_del(&stream->link);
2451
2452         if (stream->ctx)
2453                 i915_gem_context_put_unlocked(stream->ctx);
2454
2455         kfree(stream);
2456 }
2457
2458 /**
2459  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
2460  * @inode: anonymous inode associated with file
2461  * @file: An i915 perf stream file
2462  *
2463  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
2464  *
2465  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
2466  *
2467  * Returns: zero on success or a negative error code.
2468  */
2469 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
2470 {
2471         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2472         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2473
2474         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2475         i915_perf_destroy_locked(stream);
2476         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2477
2478         return 0;
2479 }
2480
2481
2482 static const struct file_operations fops = {
2483         .owner          = THIS_MODULE,
2484         .llseek         = no_llseek,
2485         .release        = i915_perf_release,
2486         .poll           = i915_perf_poll,
2487         .read           = i915_perf_read,
2488         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
2489 };
2490
2491
2492 static struct i915_gem_context *
2493 lookup_context(struct drm_i915_private *dev_priv,
2494                struct drm_i915_file_private *file_priv,
2495                u32 ctx_user_handle)
2496 {
2497         struct i915_gem_context *ctx;
2498         int ret;
2499
2500         ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
2501         if (ret)
2502                 return ERR_PTR(ret);
2503
2504         ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_user_handle);
2505         if (!IS_ERR(ctx))
2506                 i915_gem_context_get(ctx);
2507
2508         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
2509
2510         return ctx;
2511 }
2512
2513 /**
2514  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
2515  * @dev_priv: i915 device instance
2516  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
2517  * @props: individually validated u64 property value pairs
2518  * @file: drm file
2519  *
2520  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
2521  *
2522  * Implements further stream config validation and stream initialization on
2523  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &drm_i915_private->perf.lock mutex
2524  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
2525  *
2526  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
2527  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
2528  * sense.
2529  *
2530  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
2531  * config validation and stream initialization details will be handled by
2532  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
2533  * will be relevant to all stream types / backends.
2534  *
2535  * Returns: zero on success or a negative error code.
2536  */
2537 static int
2538 i915_perf_open_ioctl_locked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2539                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
2540                             struct perf_open_properties *props,
2541                             struct drm_file *file)
2542 {
2543         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
2544         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
2545         unsigned long f_flags = 0;
2546         bool privileged_op = true;
2547         int stream_fd;
2548         int ret;
2549
2550         if (props->single_context) {
2551                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
2552                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
2553
2554                 specific_ctx = lookup_context(dev_priv, file_priv, ctx_handle);
2555                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
2556                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
2557                         if (ret != -EINTR)
2558                                 DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
2559                                           ctx_handle);
2560                         goto err;
2561                 }
2562         }
2563
2564         /*
2565          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
2566          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
2567          * rest of the system, which we consider acceptable for a
2568          * non-privileged client.
2569          *
2570          * For Gen8+ the OA unit no longer supports clock gating off for a
2571          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
2572          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
2573          * filter reports based on the included context ID we can't block
2574          * clients from seeing the raw / global counter values via
2575          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
2576          * enable the OA unit by default.
2577          */
2578         if (IS_HASWELL(dev_priv) && specific_ctx)
2579                 privileged_op = false;
2580
2581         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
2582          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
2583          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
2584          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
2585          */
2586         if (privileged_op &&
2587             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2588                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open system-wide i915 perf stream\n");
2589                 ret = -EACCES;
2590                 goto err_ctx;
2591         }
2592
2593         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
2594         if (!stream) {
2595                 ret = -ENOMEM;
2596                 goto err_ctx;
2597         }
2598
2599         stream->dev_priv = dev_priv;
2600         stream->ctx = specific_ctx;
2601
2602         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
2603         if (ret)
2604                 goto err_alloc;
2605
2606         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
2607          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
2608          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
2609          */
2610         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
2611                 ret = -ENODEV;
2612                 goto err_flags;
2613         }
2614
2615         list_add(&stream->link, &dev_priv->perf.streams);
2616
2617         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
2618                 f_flags |= O_CLOEXEC;
2619         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
2620                 f_flags |= O_NONBLOCK;
2621
2622         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
2623         if (stream_fd < 0) {
2624                 ret = stream_fd;
2625                 goto err_open;
2626         }
2627
2628         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
2629                 i915_perf_enable_locked(stream);
2630
2631         return stream_fd;
2632
2633 err_open:
2634         list_del(&stream->link);
2635 err_flags:
2636         if (stream->ops->destroy)
2637                 stream->ops->destroy(stream);
2638 err_alloc:
2639         kfree(stream);
2640 err_ctx:
2641         if (specific_ctx)
2642                 i915_gem_context_put_unlocked(specific_ctx);
2643 err:
2644         return ret;
2645 }
2646
2647 static u64 oa_exponent_to_ns(struct drm_i915_private *dev_priv, int exponent)
2648 {
2649         return div_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
2650                        dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency);
2651 }
2652
2653 /**
2654  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
2655  * @dev_priv: i915 device instance
2656  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
2657  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
2658  * @props: The stream configuration built up while validating properties
2659  *
2660  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
2661  * validate that the combination of properties makes sense or that all
2662  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
2663  *
2664  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
2665  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
2666  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
2667  */
2668 static int read_properties_unlocked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2669                                     u64 __user *uprops,
2670                                     u32 n_props,
2671                                     struct perf_open_properties *props)
2672 {
2673         u64 __user *uprop = uprops;
2674         int i;
2675
2676         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
2677
2678         if (!n_props) {
2679                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
2680                 return -EINVAL;
2681         }
2682
2683         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
2684          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
2685          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
2686          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
2687          * from userspace.
2688          */
2689         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
2690                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
2691                 return -EINVAL;
2692         }
2693
2694         for (i = 0; i < n_props; i++) {
2695                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
2696                 u64 id, value;
2697                 int ret;
2698
2699                 ret = get_user(id, uprop);
2700                 if (ret)
2701                         return ret;
2702
2703                 ret = get_user(value, uprop + 1);
2704                 if (ret)
2705                         return ret;
2706
2707                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
2708                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
2709                         return -EINVAL;
2710                 }
2711
2712                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
2713                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
2714                         props->single_context = 1;
2715                         props->ctx_handle = value;
2716                         break;
2717                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
2718                         props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
2719                         break;
2720                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
2721                         if (value == 0 ||
2722                             value > dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
2723                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
2724                                 return -EINVAL;
2725                         }
2726                         props->metrics_set = value;
2727                         break;
2728                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
2729                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
2730                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
2731                                           value);
2732                                 return -EINVAL;
2733                         }
2734                         if (!dev_priv->perf.oa.oa_formats[value].size) {
2735                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
2736                                           value);
2737                                 return -EINVAL;
2738                         }
2739                         props->oa_format = value;
2740                         break;
2741                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
2742                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
2743                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
2744                                          OA_EXPONENT_MAX);
2745                                 return -EINVAL;
2746                         }
2747
2748                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
2749                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
2750                          * for BXT. We don't allow such high sampling
2751                          * frequencies by default unless root.
2752                          */
2753
2754                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
2755                         oa_period = oa_exponent_to_ns(dev_priv, value);
2756
2757                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
2758                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
2759                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
2760                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
2761                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
2762                          */
2763                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
2764                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
2765                                 do_div(tmp, oa_period);
2766                                 oa_freq_hz = tmp;
2767                         } else
2768                                 oa_freq_hz = 0;
2769
2770                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
2771                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2772                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
2773                                           i915_oa_max_sample_rate);
2774                                 return -EACCES;
2775                         }
2776
2777                         props->oa_periodic = true;
2778                         props->oa_period_exponent = value;
2779                         break;
2780                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
2781                         MISSING_CASE(id);
2782                         return -EINVAL;
2783                 }
2784
2785                 uprop += 2;
2786         }
2787
2788         return 0;
2789 }
2790
2791 /**
2792  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
2793  * @dev: drm device
2794  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
2795  * @file: drm file
2796  *
2797  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
2798  * and an array of u64 key, value pair properties.
2799  *
2800  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
2801  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
2802  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
2803  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
2804  *
2805  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
2806  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
2807  *
2808  * Most of the implementation details are handled by
2809  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &drm_i915_private->perf.lock
2810  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
2811  *
2812  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
2813  * error code on failure.
2814  */
2815 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
2816                          struct drm_file *file)
2817 {
2818         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
2819         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
2820         struct perf_open_properties props;
2821         u32 known_open_flags;
2822         int ret;
2823
2824         if (!dev_priv->perf.initialized) {
2825                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
2826                 return -ENOTSUPP;
2827         }
2828
2829         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
2830                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
2831                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
2832         if (param->flags & ~known_open_flags) {
2833                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
2834                 return -EINVAL;
2835         }
2836
2837         ret = read_properties_unlocked(dev_priv,
2838                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
2839                                        param->num_properties,
2840                                        &props);
2841         if (ret)
2842                 return ret;
2843
2844         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2845         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(dev_priv, param, &props, file);
2846         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2847
2848         return ret;
2849 }
2850
2851 /**
2852  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
2853  * @dev_priv: i915 device instance
2854  *
2855  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
2856  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
2857  * used to open an i915-perf stream.
2858  */
2859 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *dev_priv)
2860 {
2861         if (!dev_priv->perf.initialized)
2862                 return;
2863
2864         /* To be sure we're synchronized with an attempted
2865          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
2866          * being exposed to userspace.
2867          */
2868         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2869
2870         dev_priv->perf.metrics_kobj =
2871                 kobject_create_and_add("metrics",
2872                                        &dev_priv->drm.primary->kdev->kobj);
2873         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj)
2874                 goto exit;
2875
2876         if (IS_HASWELL(dev_priv)) {
2877                 if (i915_perf_register_sysfs_hsw(dev_priv))
2878                         goto sysfs_error;
2879         } else if (IS_BROADWELL(dev_priv)) {
2880                 if (i915_perf_register_sysfs_bdw(dev_priv))
2881                         goto sysfs_error;
2882         } else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv)) {
2883                 if (i915_perf_register_sysfs_chv(dev_priv))
2884                         goto sysfs_error;
2885         } else if (IS_SKYLAKE(dev_priv)) {
2886                 if (IS_SKL_GT2(dev_priv)) {
2887                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt2(dev_priv))
2888                                 goto sysfs_error;
2889                 } else if (IS_SKL_GT3(dev_priv)) {
2890                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt3(dev_priv))
2891                                 goto sysfs_error;
2892                 } else if (IS_SKL_GT4(dev_priv)) {
2893                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt4(dev_priv))
2894                                 goto sysfs_error;
2895                 } else
2896                         goto sysfs_error;
2897         } else if (IS_BROXTON(dev_priv)) {
2898                 if (i915_perf_register_sysfs_bxt(dev_priv))
2899                         goto sysfs_error;
2900         }
2901
2902         goto exit;
2903
2904 sysfs_error:
2905         kobject_put(dev_priv->perf.metrics_kobj);
2906         dev_priv->perf.metrics_kobj = NULL;
2907
2908 exit:
2909         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2910 }
2911
2912 /**
2913  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
2914  * @dev_priv: i915 device instance
2915  *
2916  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
2917  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
2918  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
2919  * remaining state in i915_perf_fini().
2920  */
2921 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *dev_priv)
2922 {
2923         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj)
2924                 return;
2925
2926         if (IS_HASWELL(dev_priv))
2927                 i915_perf_unregister_sysfs_hsw(dev_priv);
2928         else if (IS_BROADWELL(dev_priv))
2929                 i915_perf_unregister_sysfs_bdw(dev_priv);
2930         else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv))
2931                 i915_perf_unregister_sysfs_chv(dev_priv);
2932         else if (IS_SKYLAKE(dev_priv)) {
2933                 if (IS_SKL_GT2(dev_priv))
2934                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt2(dev_priv);
2935                 else if (IS_SKL_GT3(dev_priv))
2936                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt3(dev_priv);
2937                 else if (IS_SKL_GT4(dev_priv))
2938                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt4(dev_priv);
2939         } else if (IS_BROXTON(dev_priv))
2940                 i915_perf_unregister_sysfs_bxt(dev_priv);
2941
2942         kobject_put(dev_priv->perf.metrics_kobj);
2943         dev_priv->perf.metrics_kobj = NULL;
2944 }
2945
2946 static struct ctl_table oa_table[] = {
2947         {
2948          .procname = "perf_stream_paranoid",
2949          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
2950          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
2951          .mode = 0644,
2952          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
2953          .extra1 = &zero,
2954          .extra2 = &one,
2955          },
2956         {
2957          .procname = "oa_max_sample_rate",
2958          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
2959          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
2960          .mode = 0644,
2961          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
2962          .extra1 = &zero,
2963          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
2964          },
2965         {}
2966 };
2967
2968 static struct ctl_table i915_root[] = {
2969         {
2970          .procname = "i915",
2971          .maxlen = 0,
2972          .mode = 0555,
2973          .child = oa_table,
2974          },
2975         {}
2976 };
2977
2978 static struct ctl_table dev_root[] = {
2979         {
2980          .procname = "dev",
2981          .maxlen = 0,
2982          .mode = 0555,
2983          .child = i915_root,
2984          },
2985         {}
2986 };
2987
2988 /**
2989  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module load
2990  * @dev_priv: i915 device instance
2991  *
2992  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
2993  *
2994  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
2995  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
2996  */
2997 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *dev_priv)
2998 {
2999         dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets = 0;
3000
3001         if (IS_HASWELL(dev_priv)) {
3002                 dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer = gen7_init_oa_buffer;
3003                 dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
3004                 dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
3005                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
3006                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
3007                 dev_priv->perf.oa.ops.read = gen7_oa_read;
3008                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read =
3009                         gen7_oa_hw_tail_read;
3010
3011                 dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12500000;
3012
3013                 dev_priv->perf.oa.oa_formats = hsw_oa_formats;
3014
3015                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3016                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_hsw;
3017         } else if (i915.enable_execlists) {
3018                 /* Note: that although we could theoretically also support the
3019                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
3020                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
3021                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
3022                  * execlist mode by default.
3023                  */
3024
3025                 if (IS_GEN8(dev_priv)) {
3026                         dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
3027                         dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
3028
3029                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12500000;
3030
3031                         dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit = (1<<25);
3032
3033                         if (IS_BROADWELL(dev_priv)) {
3034                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3035                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_bdw;
3036                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3037                                         i915_oa_select_metric_set_bdw;
3038                         } else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv)) {
3039                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3040                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_chv;
3041                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3042                                         i915_oa_select_metric_set_chv;
3043                         }
3044                 } else if (IS_GEN9(dev_priv)) {
3045                         dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
3046                         dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
3047
3048                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12000000;
3049
3050                         dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit = (1<<16);
3051
3052                         if (IS_SKL_GT2(dev_priv)) {
3053                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3054                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt2;
3055                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3056                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt2;
3057                         } else if (IS_SKL_GT3(dev_priv)) {
3058                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3059                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt3;
3060                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3061                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt3;
3062                         } else if (IS_SKL_GT4(dev_priv)) {
3063                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3064                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt4;
3065                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3066                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt4;
3067                         } else if (IS_BROXTON(dev_priv)) {
3068                                 dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 19200000;
3069
3070                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3071                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_bxt;
3072                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3073                                         i915_oa_select_metric_set_bxt;
3074                         }
3075                 }
3076
3077                 if (dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
3078                         dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer = gen8_init_oa_buffer;
3079                         dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set =
3080                                 gen8_enable_metric_set;
3081                         dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set =
3082                                 gen8_disable_metric_set;
3083                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
3084                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
3085                         dev_priv->perf.oa.ops.read = gen8_oa_read;
3086                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read =
3087                                 gen8_oa_hw_tail_read;
3088
3089                         dev_priv->perf.oa.oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
3090                 }
3091         }
3092
3093         if (dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
3094                 hrtimer_init(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer,
3095                                 CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3096                 dev_priv->perf.oa.poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3097                 init_waitqueue_head(&dev_priv->perf.oa.poll_wq);
3098
3099                 INIT_LIST_HEAD(&dev_priv->perf.streams);
3100                 mutex_init(&dev_priv->perf.lock);
3101                 spin_lock_init(&dev_priv->perf.hook_lock);
3102                 spin_lock_init(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock);
3103
3104                 oa_sample_rate_hard_limit =
3105                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency / 2;
3106                 dev_priv->perf.sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
3107
3108                 dev_priv->perf.initialized = true;
3109         }
3110 }
3111
3112 /**
3113  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
3114  * @dev_priv: i915 device instance
3115  */
3116 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *dev_priv)
3117 {
3118         if (!dev_priv->perf.initialized)
3119                 return;
3120
3121         unregister_sysctl_table(dev_priv->perf.sysctl_header);
3122
3123         memset(&dev_priv->perf.oa.ops, 0, sizeof(dev_priv->perf.oa.ops));
3124
3125         dev_priv->perf.initialized = false;
3126 }