]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_perf.c
Merge tag 'char-misc-4.13-rc5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregk...
[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 #include "i915_oa_kblgt2.h"
206 #include "i915_oa_kblgt3.h"
207 #include "i915_oa_glk.h"
208
209 /* HW requires this to be a power of two, between 128k and 16M, though driver
210  * is currently generally designed assuming the largest 16M size is used such
211  * that the overflow cases are unlikely in normal operation.
212  */
213 #define OA_BUFFER_SIZE          SZ_16M
214
215 #define OA_TAKEN(tail, head)    ((tail - head) & (OA_BUFFER_SIZE - 1))
216
217 /**
218  * DOC: OA Tail Pointer Race
219  *
220  * There's a HW race condition between OA unit tail pointer register updates and
221  * writes to memory whereby the tail pointer can sometimes get ahead of what's
222  * been written out to the OA buffer so far (in terms of what's visible to the
223  * CPU).
224  *
225  * Although this can be observed explicitly while copying reports to userspace
226  * by checking for a zeroed report-id field in tail reports, we want to account
227  * for this earlier, as part of the oa_buffer_check to avoid lots of redundant
228  * read() attempts.
229  *
230  * In effect we define a tail pointer for reading that lags the real tail
231  * pointer by at least %OA_TAIL_MARGIN_NSEC nanoseconds, which gives enough
232  * time for the corresponding reports to become visible to the CPU.
233  *
234  * To manage this we actually track two tail pointers:
235  *  1) An 'aging' tail with an associated timestamp that is tracked until we
236  *     can trust the corresponding data is visible to the CPU; at which point
237  *     it is considered 'aged'.
238  *  2) An 'aged' tail that can be used for read()ing.
239  *
240  * The two separate pointers let us decouple read()s from tail pointer aging.
241  *
242  * The tail pointers are checked and updated at a limited rate within a hrtimer
243  * callback (the same callback that is used for delivering POLLIN events)
244  *
245  * Initially the tails are marked invalid with %INVALID_TAIL_PTR which
246  * indicates that an updated tail pointer is needed.
247  *
248  * Most of the implementation details for this workaround are in
249  * oa_buffer_check_unlocked() and _append_oa_reports()
250  *
251  * Note for posterity: previously the driver used to define an effective tail
252  * pointer that lagged the real pointer by a 'tail margin' measured in bytes
253  * derived from %OA_TAIL_MARGIN_NSEC and the configured sampling frequency.
254  * This was flawed considering that the OA unit may also automatically generate
255  * non-periodic reports (such as on context switch) or the OA unit may be
256  * enabled without any periodic sampling.
257  */
258 #define OA_TAIL_MARGIN_NSEC     100000ULL
259 #define INVALID_TAIL_PTR        0xffffffff
260
261 /* frequency for checking whether the OA unit has written new reports to the
262  * circular OA buffer...
263  */
264 #define POLL_FREQUENCY 200
265 #define POLL_PERIOD (NSEC_PER_SEC / POLL_FREQUENCY)
266
267 /* for sysctl proc_dointvec_minmax of dev.i915.perf_stream_paranoid */
268 static int zero;
269 static int one = 1;
270 static u32 i915_perf_stream_paranoid = true;
271
272 /* The maximum exponent the hardware accepts is 63 (essentially it selects one
273  * of the 64bit timestamp bits to trigger reports from) but there's currently
274  * no known use case for sampling as infrequently as once per 47 thousand years.
275  *
276  * Since the timestamps included in OA reports are only 32bits it seems
277  * reasonable to limit the OA exponent where it's still possible to account for
278  * overflow in OA report timestamps.
279  */
280 #define OA_EXPONENT_MAX 31
281
282 #define INVALID_CTX_ID 0xffffffff
283
284 /* On Gen8+ automatically triggered OA reports include a 'reason' field... */
285 #define OAREPORT_REASON_MASK           0x3f
286 #define OAREPORT_REASON_SHIFT          19
287 #define OAREPORT_REASON_TIMER          (1<<0)
288 #define OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH     (1<<3)
289 #define OAREPORT_REASON_CLK_RATIO      (1<<5)
290
291
292 /* For sysctl proc_dointvec_minmax of i915_oa_max_sample_rate
293  *
294  * The highest sampling frequency we can theoretically program the OA unit
295  * with is always half the timestamp frequency: E.g. 6.25Mhz for Haswell.
296  *
297  * Initialized just before we register the sysctl parameter.
298  */
299 static int oa_sample_rate_hard_limit;
300
301 /* Theoretically we can program the OA unit to sample every 160ns but don't
302  * allow that by default unless root...
303  *
304  * The default threshold of 100000Hz is based on perf's similar
305  * kernel.perf_event_max_sample_rate sysctl parameter.
306  */
307 static u32 i915_oa_max_sample_rate = 100000;
308
309 /* XXX: beware if future OA HW adds new report formats that the current
310  * code assumes all reports have a power-of-two size and ~(size - 1) can
311  * be used as a mask to align the OA tail pointer.
312  */
313 static struct i915_oa_format hsw_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
314         [I915_OA_FORMAT_A13]        = { 0, 64 },
315         [I915_OA_FORMAT_A29]        = { 1, 128 },
316         [I915_OA_FORMAT_A13_B8_C8]  = { 2, 128 },
317         /* A29_B8_C8 Disallowed as 192 bytes doesn't factor into buffer size */
318         [I915_OA_FORMAT_B4_C8]      = { 4, 64 },
319         [I915_OA_FORMAT_A45_B8_C8]  = { 5, 256 },
320         [I915_OA_FORMAT_B4_C8_A16]  = { 6, 128 },
321         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]      = { 7, 64 },
322 };
323
324 static struct i915_oa_format gen8_plus_oa_formats[I915_OA_FORMAT_MAX] = {
325         [I915_OA_FORMAT_A12]                = { 0, 64 },
326         [I915_OA_FORMAT_A12_B8_C8]          = { 2, 128 },
327         [I915_OA_FORMAT_A32u40_A4u32_B8_C8] = { 5, 256 },
328         [I915_OA_FORMAT_C4_B8]              = { 7, 64 },
329 };
330
331 #define SAMPLE_OA_REPORT      (1<<0)
332
333 /**
334  * struct perf_open_properties - for validated properties given to open a stream
335  * @sample_flags: `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*` properties are tracked as flags
336  * @single_context: Whether a single or all gpu contexts should be monitored
337  * @ctx_handle: A gem ctx handle for use with @single_context
338  * @metrics_set: An ID for an OA unit metric set advertised via sysfs
339  * @oa_format: An OA unit HW report format
340  * @oa_periodic: Whether to enable periodic OA unit sampling
341  * @oa_period_exponent: The OA unit sampling period is derived from this
342  *
343  * As read_properties_unlocked() enumerates and validates the properties given
344  * to open a stream of metrics the configuration is built up in the structure
345  * which starts out zero initialized.
346  */
347 struct perf_open_properties {
348         u32 sample_flags;
349
350         u64 single_context:1;
351         u64 ctx_handle;
352
353         /* OA sampling state */
354         int metrics_set;
355         int oa_format;
356         bool oa_periodic;
357         int oa_period_exponent;
358 };
359
360 static u32 gen8_oa_hw_tail_read(struct drm_i915_private *dev_priv)
361 {
362         return I915_READ(GEN8_OATAILPTR) & GEN8_OATAILPTR_MASK;
363 }
364
365 static u32 gen7_oa_hw_tail_read(struct drm_i915_private *dev_priv)
366 {
367         u32 oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
368
369         return oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_TAIL_MASK;
370 }
371
372 /**
373  * oa_buffer_check_unlocked - check for data and update tail ptr state
374  * @dev_priv: i915 device instance
375  *
376  * This is either called via fops (for blocking reads in user ctx) or the poll
377  * check hrtimer (atomic ctx) to check the OA buffer tail pointer and check
378  * if there is data available for userspace to read.
379  *
380  * This function is central to providing a workaround for the OA unit tail
381  * pointer having a race with respect to what data is visible to the CPU.
382  * It is responsible for reading tail pointers from the hardware and giving
383  * the pointers time to 'age' before they are made available for reading.
384  * (See description of OA_TAIL_MARGIN_NSEC above for further details.)
385  *
386  * Besides returning true when there is data available to read() this function
387  * also has the side effect of updating the oa_buffer.tails[], .aging_timestamp
388  * and .aged_tail_idx state used for reading.
389  *
390  * Note: It's safe to read OA config state here unlocked, assuming that this is
391  * only called while the stream is enabled, while the global OA configuration
392  * can't be modified.
393  *
394  * Returns: %true if the OA buffer contains data, else %false
395  */
396 static bool oa_buffer_check_unlocked(struct drm_i915_private *dev_priv)
397 {
398         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
399         unsigned long flags;
400         unsigned int aged_idx;
401         u32 head, hw_tail, aged_tail, aging_tail;
402         u64 now;
403
404         /* We have to consider the (unlikely) possibility that read() errors
405          * could result in an OA buffer reset which might reset the head,
406          * tails[] and aged_tail state.
407          */
408         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
409
410         /* NB: The head we observe here might effectively be a little out of
411          * date (between head and tails[aged_idx].offset if there is currently
412          * a read() in progress.
413          */
414         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
415
416         aged_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
417         aged_tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_idx].offset;
418         aging_tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset;
419
420         hw_tail = dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read(dev_priv);
421
422         /* The tail pointer increases in 64 byte increments,
423          * not in report_size steps...
424          */
425         hw_tail &= ~(report_size - 1);
426
427         now = ktime_get_mono_fast_ns();
428
429         /* Update the aged tail
430          *
431          * Flip the tail pointer available for read()s once the aging tail is
432          * old enough to trust that the corresponding data will be visible to
433          * the CPU...
434          *
435          * Do this before updating the aging pointer in case we may be able to
436          * immediately start aging a new pointer too (if new data has become
437          * available) without needing to wait for a later hrtimer callback.
438          */
439         if (aging_tail != INVALID_TAIL_PTR &&
440             ((now - dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aging_timestamp) >
441              OA_TAIL_MARGIN_NSEC)) {
442
443                 aged_idx ^= 1;
444                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx = aged_idx;
445
446                 aged_tail = aging_tail;
447
448                 /* Mark that we need a new pointer to start aging... */
449                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset = INVALID_TAIL_PTR;
450                 aging_tail = INVALID_TAIL_PTR;
451         }
452
453         /* Update the aging tail
454          *
455          * We throttle aging tail updates until we have a new tail that
456          * represents >= one report more data than is already available for
457          * reading. This ensures there will be enough data for a successful
458          * read once this new pointer has aged and ensures we will give the new
459          * pointer time to age.
460          */
461         if (aging_tail == INVALID_TAIL_PTR &&
462             (aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ||
463              OA_TAKEN(hw_tail, aged_tail) >= report_size)) {
464                 struct i915_vma *vma = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma;
465                 u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(vma);
466
467                 /* Be paranoid and do a bounds check on the pointer read back
468                  * from hardware, just in case some spurious hardware condition
469                  * could put the tail out of bounds...
470                  */
471                 if (hw_tail >= gtt_offset &&
472                     hw_tail < (gtt_offset + OA_BUFFER_SIZE)) {
473                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[!aged_idx].offset =
474                                 aging_tail = hw_tail;
475                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aging_timestamp = now;
476                 } else {
477                         DRM_ERROR("Ignoring spurious out of range OA buffer tail pointer = %u\n",
478                                   hw_tail);
479                 }
480         }
481
482         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
483
484         return aged_tail == INVALID_TAIL_PTR ?
485                 false : OA_TAKEN(aged_tail, head) >= report_size;
486 }
487
488 /**
489  * append_oa_status - Appends a status record to a userspace read() buffer.
490  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
491  * @buf: destination buffer given by userspace
492  * @count: the number of bytes userspace wants to read
493  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
494  * @type: The kind of status to report to userspace
495  *
496  * Writes a status record (such as `DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST`)
497  * into the userspace read() buffer.
498  *
499  * The @buf @offset will only be updated on success.
500  *
501  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
502  */
503 static int append_oa_status(struct i915_perf_stream *stream,
504                             char __user *buf,
505                             size_t count,
506                             size_t *offset,
507                             enum drm_i915_perf_record_type type)
508 {
509         struct drm_i915_perf_record_header header = { type, 0, sizeof(header) };
510
511         if ((count - *offset) < header.size)
512                 return -ENOSPC;
513
514         if (copy_to_user(buf + *offset, &header, sizeof(header)))
515                 return -EFAULT;
516
517         (*offset) += header.size;
518
519         return 0;
520 }
521
522 /**
523  * append_oa_sample - Copies single OA report into userspace read() buffer.
524  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
525  * @buf: destination buffer given by userspace
526  * @count: the number of bytes userspace wants to read
527  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
528  * @report: A single OA report to (optionally) include as part of the sample
529  *
530  * The contents of a sample are configured through `DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_*`
531  * properties when opening a stream, tracked as `stream->sample_flags`. This
532  * function copies the requested components of a single sample to the given
533  * read() @buf.
534  *
535  * The @buf @offset will only be updated on success.
536  *
537  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
538  */
539 static int append_oa_sample(struct i915_perf_stream *stream,
540                             char __user *buf,
541                             size_t count,
542                             size_t *offset,
543                             const u8 *report)
544 {
545         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
546         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
547         struct drm_i915_perf_record_header header;
548         u32 sample_flags = stream->sample_flags;
549
550         header.type = DRM_I915_PERF_RECORD_SAMPLE;
551         header.pad = 0;
552         header.size = stream->sample_size;
553
554         if ((count - *offset) < header.size)
555                 return -ENOSPC;
556
557         buf += *offset;
558         if (copy_to_user(buf, &header, sizeof(header)))
559                 return -EFAULT;
560         buf += sizeof(header);
561
562         if (sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT) {
563                 if (copy_to_user(buf, report, report_size))
564                         return -EFAULT;
565         }
566
567         (*offset) += header.size;
568
569         return 0;
570 }
571
572 /**
573  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
574  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
575  * @buf: destination buffer given by userspace
576  * @count: the number of bytes userspace wants to read
577  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
578  *
579  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
580  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
581  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
582  * to decide if the error should be squashed before returning to
583  * userspace.
584  *
585  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
586  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
587  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
588  * Gen PRM naming convention.
589  *
590  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
591  */
592 static int gen8_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
593                                   char __user *buf,
594                                   size_t count,
595                                   size_t *offset)
596 {
597         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
598         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
599         u8 *oa_buf_base = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr;
600         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
601         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
602         size_t start_offset = *offset;
603         unsigned long flags;
604         unsigned int aged_tail_idx;
605         u32 head, tail;
606         u32 taken;
607         int ret = 0;
608
609         if (WARN_ON(!stream->enabled))
610                 return -EIO;
611
612         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
613
614         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
615         aged_tail_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
616         tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
617
618         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
619
620         /*
621          * An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
622          * hrtimer callback to give us a pointer
623          */
624         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
625                 return -EAGAIN;
626
627         /*
628          * NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
629          * while indexing relative to oa_buf_base.
630          */
631         head -= gtt_offset;
632         tail -= gtt_offset;
633
634         /*
635          * An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
636          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
637          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
638          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
639          * all a power of two).
640          */
641         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
642                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
643                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
644                       head, tail))
645                 return -EIO;
646
647
648         for (/* none */;
649              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
650              head = (head + report_size) & mask) {
651                 u8 *report = oa_buf_base + head;
652                 u32 *report32 = (void *)report;
653                 u32 ctx_id;
654                 u32 reason;
655
656                 /*
657                  * All the report sizes factor neatly into the buffer
658                  * size so we never expect to see a report split
659                  * between the beginning and end of the buffer.
660                  *
661                  * Given the initial alignment check a misalignment
662                  * here would imply a driver bug that would result
663                  * in an overrun.
664                  */
665                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
666                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
667                         break;
668                 }
669
670                 /*
671                  * The reason field includes flags identifying what
672                  * triggered this specific report (mostly timer
673                  * triggered or e.g. due to a context switch).
674                  *
675                  * This field is never expected to be zero so we can
676                  * check that the report isn't invalid before copying
677                  * it to userspace...
678                  */
679                 reason = ((report32[0] >> OAREPORT_REASON_SHIFT) &
680                           OAREPORT_REASON_MASK);
681                 if (reason == 0) {
682                         if (__ratelimit(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs))
683                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
684                         continue;
685                 }
686
687                 /*
688                  * XXX: Just keep the lower 21 bits for now since I'm not
689                  * entirely sure if the HW touches any of the higher bits in
690                  * this field
691                  */
692                 ctx_id = report32[2] & 0x1fffff;
693
694                 /*
695                  * Squash whatever is in the CTX_ID field if it's marked as
696                  * invalid to be sure we avoid false-positive, single-context
697                  * filtering below...
698                  *
699                  * Note: that we don't clear the valid_ctx_bit so userspace can
700                  * understand that the ID has been squashed by the kernel.
701                  */
702                 if (!(report32[0] & dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit))
703                         ctx_id = report32[2] = INVALID_CTX_ID;
704
705                 /*
706                  * NB: For Gen 8 the OA unit no longer supports clock gating
707                  * off for a specific context and the kernel can't securely
708                  * stop the counters from updating as system-wide / global
709                  * values.
710                  *
711                  * Automatic reports now include a context ID so reports can be
712                  * filtered on the cpu but it's not worth trying to
713                  * automatically subtract/hide counter progress for other
714                  * contexts while filtering since we can't stop userspace
715                  * issuing MI_REPORT_PERF_COUNT commands which would still
716                  * provide a side-band view of the real values.
717                  *
718                  * To allow userspace (such as Mesa/GL_INTEL_performance_query)
719                  * to normalize counters for a single filtered context then it
720                  * needs be forwarded bookend context-switch reports so that it
721                  * can track switches in between MI_REPORT_PERF_COUNT commands
722                  * and can itself subtract/ignore the progress of counters
723                  * associated with other contexts. Note that the hardware
724                  * automatically triggers reports when switching to a new
725                  * context which are tagged with the ID of the newly active
726                  * context. To avoid the complexity (and likely fragility) of
727                  * reading ahead while parsing reports to try and minimize
728                  * forwarding redundant context switch reports (i.e. between
729                  * other, unrelated contexts) we simply elect to forward them
730                  * all.
731                  *
732                  * We don't rely solely on the reason field to identify context
733                  * switches since it's not-uncommon for periodic samples to
734                  * identify a switch before any 'context switch' report.
735                  */
736                 if (!dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx ||
737                     dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id == ctx_id ||
738                     (dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id ==
739                      dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id) ||
740                     reason & OAREPORT_REASON_CTX_SWITCH) {
741
742                         /*
743                          * While filtering for a single context we avoid
744                          * leaking the IDs of other contexts.
745                          */
746                         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx &&
747                             dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id != ctx_id) {
748                                 report32[2] = INVALID_CTX_ID;
749                         }
750
751                         ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset,
752                                                report);
753                         if (ret)
754                                 break;
755
756                         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id = ctx_id;
757                 }
758
759                 /*
760                  * The above reason field sanity check is based on
761                  * the assumption that the OA buffer is initially
762                  * zeroed and we reset the field after copying so the
763                  * check is still meaningful once old reports start
764                  * being overwritten.
765                  */
766                 report32[0] = 0;
767         }
768
769         if (start_offset != *offset) {
770                 spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
771
772                 /*
773                  * We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
774                  * relative to oa_buf_base so put back here...
775                  */
776                 head += gtt_offset;
777
778                 I915_WRITE(GEN8_OAHEADPTR, head & GEN8_OAHEADPTR_MASK);
779                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = head;
780
781                 spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
782         }
783
784         return ret;
785 }
786
787 /**
788  * gen8_oa_read - copy status records then buffered OA reports
789  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
790  * @buf: destination buffer given by userspace
791  * @count: the number of bytes userspace wants to read
792  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
793  *
794  * Checks OA unit status registers and if necessary appends corresponding
795  * status records for userspace (such as for a buffer full condition) and then
796  * initiate appending any buffered OA reports.
797  *
798  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
799  * the userspace buffer.
800  *
801  * NB: some data may be successfully copied to the userspace buffer
802  * even if an error is returned, and this is reflected in the
803  * updated @offset.
804  *
805  * Returns: zero on success or a negative error code
806  */
807 static int gen8_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
808                         char __user *buf,
809                         size_t count,
810                         size_t *offset)
811 {
812         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
813         u32 oastatus;
814         int ret;
815
816         if (WARN_ON(!dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr))
817                 return -EIO;
818
819         oastatus = I915_READ(GEN8_OASTATUS);
820
821         /*
822          * We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
823          *
824          * Although theoretically we could handle this more gracefully
825          * sometimes, some Gens don't correctly suppress certain
826          * automatically triggered reports in this condition and so we
827          * have to assume that old reports are now being trampled
828          * over.
829          *
830          * Considering how we don't currently give userspace control
831          * over the OA buffer size and always configure a large 16MB
832          * buffer, then a buffer overflow does anyway likely indicate
833          * that something has gone quite badly wrong.
834          */
835         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_OABUFFER_OVERFLOW) {
836                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
837                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
838                 if (ret)
839                         return ret;
840
841                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
842                           dev_priv->perf.oa.period_exponent);
843
844                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
845                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
846
847                 /*
848                  * Note: .oa_enable() is expected to re-init the oabuffer and
849                  * reset GEN8_OASTATUS for us
850                  */
851                 oastatus = I915_READ(GEN8_OASTATUS);
852         }
853
854         if (oastatus & GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST) {
855                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
856                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
857                 if (ret)
858                         return ret;
859                 I915_WRITE(GEN8_OASTATUS,
860                            oastatus & ~GEN8_OASTATUS_REPORT_LOST);
861         }
862
863         return gen8_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
864 }
865
866 /**
867  * Copies all buffered OA reports into userspace read() buffer.
868  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
869  * @buf: destination buffer given by userspace
870  * @count: the number of bytes userspace wants to read
871  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
872  *
873  * Notably any error condition resulting in a short read (-%ENOSPC or
874  * -%EFAULT) will be returned even though one or more records may
875  * have been successfully copied. In this case it's up to the caller
876  * to decide if the error should be squashed before returning to
877  * userspace.
878  *
879  * Note: reports are consumed from the head, and appended to the
880  * tail, so the tail chases the head?... If you think that's mad
881  * and back-to-front you're not alone, but this follows the
882  * Gen PRM naming convention.
883  *
884  * Returns: 0 on success, negative error code on failure.
885  */
886 static int gen7_append_oa_reports(struct i915_perf_stream *stream,
887                                   char __user *buf,
888                                   size_t count,
889                                   size_t *offset)
890 {
891         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
892         int report_size = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size;
893         u8 *oa_buf_base = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr;
894         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
895         u32 mask = (OA_BUFFER_SIZE - 1);
896         size_t start_offset = *offset;
897         unsigned long flags;
898         unsigned int aged_tail_idx;
899         u32 head, tail;
900         u32 taken;
901         int ret = 0;
902
903         if (WARN_ON(!stream->enabled))
904                 return -EIO;
905
906         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
907
908         head = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head;
909         aged_tail_idx = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.aged_tail_idx;
910         tail = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[aged_tail_idx].offset;
911
912         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
913
914         /* An invalid tail pointer here means we're still waiting for the poll
915          * hrtimer callback to give us a pointer
916          */
917         if (tail == INVALID_TAIL_PTR)
918                 return -EAGAIN;
919
920         /* NB: oa_buffer.head/tail include the gtt_offset which we don't want
921          * while indexing relative to oa_buf_base.
922          */
923         head -= gtt_offset;
924         tail -= gtt_offset;
925
926         /* An out of bounds or misaligned head or tail pointer implies a driver
927          * bug since we validate + align the tail pointers we read from the
928          * hardware and we are in full control of the head pointer which should
929          * only be incremented by multiples of the report size (notably also
930          * all a power of two).
931          */
932         if (WARN_ONCE(head > OA_BUFFER_SIZE || head % report_size ||
933                       tail > OA_BUFFER_SIZE || tail % report_size,
934                       "Inconsistent OA buffer pointers: head = %u, tail = %u\n",
935                       head, tail))
936                 return -EIO;
937
938
939         for (/* none */;
940              (taken = OA_TAKEN(tail, head));
941              head = (head + report_size) & mask) {
942                 u8 *report = oa_buf_base + head;
943                 u32 *report32 = (void *)report;
944
945                 /* All the report sizes factor neatly into the buffer
946                  * size so we never expect to see a report split
947                  * between the beginning and end of the buffer.
948                  *
949                  * Given the initial alignment check a misalignment
950                  * here would imply a driver bug that would result
951                  * in an overrun.
952                  */
953                 if (WARN_ON((OA_BUFFER_SIZE - head) < report_size)) {
954                         DRM_ERROR("Spurious OA head ptr: non-integral report offset\n");
955                         break;
956                 }
957
958                 /* The report-ID field for periodic samples includes
959                  * some undocumented flags related to what triggered
960                  * the report and is never expected to be zero so we
961                  * can check that the report isn't invalid before
962                  * copying it to userspace...
963                  */
964                 if (report32[0] == 0) {
965                         if (__ratelimit(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs))
966                                 DRM_NOTE("Skipping spurious, invalid OA report\n");
967                         continue;
968                 }
969
970                 ret = append_oa_sample(stream, buf, count, offset, report);
971                 if (ret)
972                         break;
973
974                 /* The above report-id field sanity check is based on
975                  * the assumption that the OA buffer is initially
976                  * zeroed and we reset the field after copying so the
977                  * check is still meaningful once old reports start
978                  * being overwritten.
979                  */
980                 report32[0] = 0;
981         }
982
983         if (start_offset != *offset) {
984                 spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
985
986                 /* We removed the gtt_offset for the copy loop above, indexing
987                  * relative to oa_buf_base so put back here...
988                  */
989                 head += gtt_offset;
990
991                 I915_WRITE(GEN7_OASTATUS2,
992                            ((head & GEN7_OASTATUS2_HEAD_MASK) |
993                             OA_MEM_SELECT_GGTT));
994                 dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = head;
995
996                 spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
997         }
998
999         return ret;
1000 }
1001
1002 /**
1003  * gen7_oa_read - copy status records then buffered OA reports
1004  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1005  * @buf: destination buffer given by userspace
1006  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1007  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1008  *
1009  * Checks Gen 7 specific OA unit status registers and if necessary appends
1010  * corresponding status records for userspace (such as for a buffer full
1011  * condition) and then initiate appending any buffered OA reports.
1012  *
1013  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1014  * the userspace buffer.
1015  *
1016  * Returns: zero on success or a negative error code
1017  */
1018 static int gen7_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1019                         char __user *buf,
1020                         size_t count,
1021                         size_t *offset)
1022 {
1023         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1024         u32 oastatus1;
1025         int ret;
1026
1027         if (WARN_ON(!dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr))
1028                 return -EIO;
1029
1030         oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
1031
1032         /* XXX: On Haswell we don't have a safe way to clear oastatus1
1033          * bits while the OA unit is enabled (while the tail pointer
1034          * may be updated asynchronously) so we ignore status bits
1035          * that have already been reported to userspace.
1036          */
1037         oastatus1 &= ~dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1;
1038
1039         /* We treat OABUFFER_OVERFLOW as a significant error:
1040          *
1041          * - The status can be interpreted to mean that the buffer is
1042          *   currently full (with a higher precedence than OA_TAKEN()
1043          *   which will start to report a near-empty buffer after an
1044          *   overflow) but it's awkward that we can't clear the status
1045          *   on Haswell, so without a reset we won't be able to catch
1046          *   the state again.
1047          *
1048          * - Since it also implies the HW has started overwriting old
1049          *   reports it may also affect our sanity checks for invalid
1050          *   reports when copying to userspace that assume new reports
1051          *   are being written to cleared memory.
1052          *
1053          * - In the future we may want to introduce a flight recorder
1054          *   mode where the driver will automatically maintain a safe
1055          *   guard band between head/tail, avoiding this overflow
1056          *   condition, but we avoid the added driver complexity for
1057          *   now.
1058          */
1059         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_OABUFFER_OVERFLOW)) {
1060                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1061                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_BUFFER_LOST);
1062                 if (ret)
1063                         return ret;
1064
1065                 DRM_DEBUG("OA buffer overflow (exponent = %d): force restart\n",
1066                           dev_priv->perf.oa.period_exponent);
1067
1068                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
1069                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
1070
1071                 oastatus1 = I915_READ(GEN7_OASTATUS1);
1072         }
1073
1074         if (unlikely(oastatus1 & GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST)) {
1075                 ret = append_oa_status(stream, buf, count, offset,
1076                                        DRM_I915_PERF_RECORD_OA_REPORT_LOST);
1077                 if (ret)
1078                         return ret;
1079                 dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1 |=
1080                         GEN7_OASTATUS1_REPORT_LOST;
1081         }
1082
1083         return gen7_append_oa_reports(stream, buf, count, offset);
1084 }
1085
1086 /**
1087  * i915_oa_wait_unlocked - handles blocking IO until OA data available
1088  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1089  *
1090  * Called when userspace tries to read() from a blocking stream FD opened
1091  * for OA metrics. It waits until the hrtimer callback finds a non-empty
1092  * OA buffer and wakes us.
1093  *
1094  * Note: it's acceptable to have this return with some false positives
1095  * since any subsequent read handling will return -EAGAIN if there isn't
1096  * really data ready for userspace yet.
1097  *
1098  * Returns: zero on success or a negative error code
1099  */
1100 static int i915_oa_wait_unlocked(struct i915_perf_stream *stream)
1101 {
1102         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1103
1104         /* We would wait indefinitely if periodic sampling is not enabled */
1105         if (!dev_priv->perf.oa.periodic)
1106                 return -EIO;
1107
1108         return wait_event_interruptible(dev_priv->perf.oa.poll_wq,
1109                                         oa_buffer_check_unlocked(dev_priv));
1110 }
1111
1112 /**
1113  * i915_oa_poll_wait - call poll_wait() for an OA stream poll()
1114  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1115  * @file: An i915 perf stream file
1116  * @wait: poll() state table
1117  *
1118  * For handling userspace polling on an i915 perf stream opened for OA metrics,
1119  * this starts a poll_wait with the wait queue that our hrtimer callback wakes
1120  * when it sees data ready to read in the circular OA buffer.
1121  */
1122 static void i915_oa_poll_wait(struct i915_perf_stream *stream,
1123                               struct file *file,
1124                               poll_table *wait)
1125 {
1126         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1127
1128         poll_wait(file, &dev_priv->perf.oa.poll_wq, wait);
1129 }
1130
1131 /**
1132  * i915_oa_read - just calls through to &i915_oa_ops->read
1133  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1134  * @buf: destination buffer given by userspace
1135  * @count: the number of bytes userspace wants to read
1136  * @offset: (inout): the current position for writing into @buf
1137  *
1138  * Updates @offset according to the number of bytes successfully copied into
1139  * the userspace buffer.
1140  *
1141  * Returns: zero on success or a negative error code
1142  */
1143 static int i915_oa_read(struct i915_perf_stream *stream,
1144                         char __user *buf,
1145                         size_t count,
1146                         size_t *offset)
1147 {
1148         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1149
1150         return dev_priv->perf.oa.ops.read(stream, buf, count, offset);
1151 }
1152
1153 /**
1154  * oa_get_render_ctx_id - determine and hold ctx hw id
1155  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1156  *
1157  * Determine the render context hw id, and ensure it remains fixed for the
1158  * lifetime of the stream. This ensures that we don't have to worry about
1159  * updating the context ID in OACONTROL on the fly.
1160  *
1161  * Returns: zero on success or a negative error code
1162  */
1163 static int oa_get_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1164 {
1165         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1166
1167         if (i915.enable_execlists)
1168                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = stream->ctx->hw_id;
1169         else {
1170                 struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1171                 struct intel_ring *ring;
1172                 int ret;
1173
1174                 ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1175                 if (ret)
1176                         return ret;
1177
1178                 /*
1179                  * As the ID is the gtt offset of the context's vma we
1180                  * pin the vma to ensure the ID remains fixed.
1181                  *
1182                  * NB: implied RCS engine...
1183                  */
1184                 ring = engine->context_pin(engine, stream->ctx);
1185                 mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1186                 if (IS_ERR(ring))
1187                         return PTR_ERR(ring);
1188
1189
1190                 /*
1191                  * Explicitly track the ID (instead of calling
1192                  * i915_ggtt_offset() on the fly) considering the difference
1193                  * with gen8+ and execlists
1194                  */
1195                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id =
1196                         i915_ggtt_offset(stream->ctx->engine[engine->id].state);
1197         }
1198
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 /**
1203  * oa_put_render_ctx_id - counterpart to oa_get_render_ctx_id releases hold
1204  * @stream: An i915-perf stream opened for OA metrics
1205  *
1206  * In case anything needed doing to ensure the context HW ID would remain valid
1207  * for the lifetime of the stream, then that can be undone here.
1208  */
1209 static void oa_put_render_ctx_id(struct i915_perf_stream *stream)
1210 {
1211         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1212
1213         if (i915.enable_execlists) {
1214                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1215         } else {
1216                 struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1217
1218                 mutex_lock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1219
1220                 dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1221                 engine->context_unpin(engine, stream->ctx);
1222
1223                 mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1224         }
1225 }
1226
1227 static void
1228 free_oa_buffer(struct drm_i915_private *i915)
1229 {
1230         mutex_lock(&i915->drm.struct_mutex);
1231
1232         i915_gem_object_unpin_map(i915->perf.oa.oa_buffer.vma->obj);
1233         i915_vma_unpin(i915->perf.oa.oa_buffer.vma);
1234         i915_gem_object_put(i915->perf.oa.oa_buffer.vma->obj);
1235
1236         i915->perf.oa.oa_buffer.vma = NULL;
1237         i915->perf.oa.oa_buffer.vaddr = NULL;
1238
1239         mutex_unlock(&i915->drm.struct_mutex);
1240 }
1241
1242 static void i915_oa_stream_destroy(struct i915_perf_stream *stream)
1243 {
1244         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1245
1246         BUG_ON(stream != dev_priv->perf.oa.exclusive_stream);
1247
1248         /*
1249          * Unset exclusive_stream first, it might be checked while
1250          * disabling the metric set on gen8+.
1251          */
1252         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream = NULL;
1253
1254         dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set(dev_priv);
1255
1256         free_oa_buffer(dev_priv);
1257
1258         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
1259         intel_runtime_pm_put(dev_priv);
1260
1261         if (stream->ctx)
1262                 oa_put_render_ctx_id(stream);
1263
1264         if (dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs.missed) {
1265                 DRM_NOTE("%d spurious OA report notices suppressed due to ratelimiting\n",
1266                          dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs.missed);
1267         }
1268 }
1269
1270 static void gen7_init_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1271 {
1272         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
1273         unsigned long flags;
1274
1275         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1276
1277         /* Pre-DevBDW: OABUFFER must be set with counters off,
1278          * before OASTATUS1, but after OASTATUS2
1279          */
1280         I915_WRITE(GEN7_OASTATUS2, gtt_offset | OA_MEM_SELECT_GGTT); /* head */
1281         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = gtt_offset;
1282
1283         I915_WRITE(GEN7_OABUFFER, gtt_offset);
1284
1285         I915_WRITE(GEN7_OASTATUS1, gtt_offset | OABUFFER_SIZE_16M); /* tail */
1286
1287         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1288         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1289         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1290
1291         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1292
1293         /* On Haswell we have to track which OASTATUS1 flags we've
1294          * already seen since they can't be cleared while periodic
1295          * sampling is enabled.
1296          */
1297         dev_priv->perf.oa.gen7_latched_oastatus1 = 0;
1298
1299         /* NB: although the OA buffer will initially be allocated
1300          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1301          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1302          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1303          *
1304          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1305          * sanity check in gen7_append_oa_reports() that looks at the
1306          * report-id field to make sure it's non-zero which relies on
1307          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1308          * memory...
1309          */
1310         memset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1311
1312         /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
1313          * concurrent streams in the future.
1314          */
1315         dev_priv->perf.oa.pollin = false;
1316 }
1317
1318 static void gen8_init_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1319 {
1320         u32 gtt_offset = i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma);
1321         unsigned long flags;
1322
1323         spin_lock_irqsave(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1324
1325         I915_WRITE(GEN8_OASTATUS, 0);
1326         I915_WRITE(GEN8_OAHEADPTR, gtt_offset);
1327         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.head = gtt_offset;
1328
1329         I915_WRITE(GEN8_OABUFFER_UDW, 0);
1330
1331         /*
1332          * PRM says:
1333          *
1334          *  "This MMIO must be set before the OATAILPTR
1335          *  register and after the OAHEADPTR register. This is
1336          *  to enable proper functionality of the overflow
1337          *  bit."
1338          */
1339         I915_WRITE(GEN8_OABUFFER, gtt_offset |
1340                    OABUFFER_SIZE_16M | OA_MEM_SELECT_GGTT);
1341         I915_WRITE(GEN8_OATAILPTR, gtt_offset & GEN8_OATAILPTR_MASK);
1342
1343         /* Mark that we need updated tail pointers to read from... */
1344         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[0].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1345         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.tails[1].offset = INVALID_TAIL_PTR;
1346
1347         /*
1348          * Reset state used to recognise context switches, affecting which
1349          * reports we will forward to userspace while filtering for a single
1350          * context.
1351          */
1352         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.last_ctx_id = INVALID_CTX_ID;
1353
1354         spin_unlock_irqrestore(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock, flags);
1355
1356         /*
1357          * NB: although the OA buffer will initially be allocated
1358          * zeroed via shmfs (and so this memset is redundant when
1359          * first allocating), we may re-init the OA buffer, either
1360          * when re-enabling a stream or in error/reset paths.
1361          *
1362          * The reason we clear the buffer for each re-init is for the
1363          * sanity check in gen8_append_oa_reports() that looks at the
1364          * reason field to make sure it's non-zero which relies on
1365          * the assumption that new reports are being written to zeroed
1366          * memory...
1367          */
1368         memset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr, 0, OA_BUFFER_SIZE);
1369
1370         /*
1371          * Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
1372          * concurrent streams in the future.
1373          */
1374         dev_priv->perf.oa.pollin = false;
1375 }
1376
1377 static int alloc_oa_buffer(struct drm_i915_private *dev_priv)
1378 {
1379         struct drm_i915_gem_object *bo;
1380         struct i915_vma *vma;
1381         int ret;
1382
1383         if (WARN_ON(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma))
1384                 return -ENODEV;
1385
1386         ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1387         if (ret)
1388                 return ret;
1389
1390         BUILD_BUG_ON_NOT_POWER_OF_2(OA_BUFFER_SIZE);
1391         BUILD_BUG_ON(OA_BUFFER_SIZE < SZ_128K || OA_BUFFER_SIZE > SZ_16M);
1392
1393         bo = i915_gem_object_create(dev_priv, OA_BUFFER_SIZE);
1394         if (IS_ERR(bo)) {
1395                 DRM_ERROR("Failed to allocate OA buffer\n");
1396                 ret = PTR_ERR(bo);
1397                 goto unlock;
1398         }
1399
1400         ret = i915_gem_object_set_cache_level(bo, I915_CACHE_LLC);
1401         if (ret)
1402                 goto err_unref;
1403
1404         /* PreHSW required 512K alignment, HSW requires 16M */
1405         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(bo, NULL, 0, SZ_16M, 0);
1406         if (IS_ERR(vma)) {
1407                 ret = PTR_ERR(vma);
1408                 goto err_unref;
1409         }
1410         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma = vma;
1411
1412         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr =
1413                 i915_gem_object_pin_map(bo, I915_MAP_WB);
1414         if (IS_ERR(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr)) {
1415                 ret = PTR_ERR(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr);
1416                 goto err_unpin;
1417         }
1418
1419         dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer(dev_priv);
1420
1421         DRM_DEBUG_DRIVER("OA Buffer initialized, gtt offset = 0x%x, vaddr = %p\n",
1422                          i915_ggtt_offset(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma),
1423                          dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr);
1424
1425         goto unlock;
1426
1427 err_unpin:
1428         __i915_vma_unpin(vma);
1429
1430 err_unref:
1431         i915_gem_object_put(bo);
1432
1433         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vaddr = NULL;
1434         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.vma = NULL;
1435
1436 unlock:
1437         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1438         return ret;
1439 }
1440
1441 static void config_oa_regs(struct drm_i915_private *dev_priv,
1442                            const struct i915_oa_reg *regs,
1443                            int n_regs)
1444 {
1445         int i;
1446
1447         for (i = 0; i < n_regs; i++) {
1448                 const struct i915_oa_reg *reg = regs + i;
1449
1450                 I915_WRITE(reg->addr, reg->value);
1451         }
1452 }
1453
1454 static int hsw_enable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1455 {
1456         int ret = i915_oa_select_metric_set_hsw(dev_priv);
1457         int i;
1458
1459         if (ret)
1460                 return ret;
1461
1462         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, (I915_READ(GDT_CHICKEN_BITS) |
1463                                       GT_NOA_ENABLE));
1464
1465         /* PRM:
1466          *
1467          * OA unit is using “crclk” for its functionality. When trunk
1468          * level clock gating takes place, OA clock would be gated,
1469          * unable to count the events from non-render clock domain.
1470          * Render clock gating must be disabled when OA is enabled to
1471          * count the events from non-render domain. Unit level clock
1472          * gating for RCS should also be disabled.
1473          */
1474         I915_WRITE(GEN7_MISCCPCTL, (I915_READ(GEN7_MISCCPCTL) &
1475                                     ~GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE));
1476         I915_WRITE(GEN6_UCGCTL1, (I915_READ(GEN6_UCGCTL1) |
1477                                   GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE));
1478
1479         for (i = 0; i < dev_priv->perf.oa.n_mux_configs; i++) {
1480                 config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.mux_regs[i],
1481                                dev_priv->perf.oa.mux_regs_lens[i]);
1482         }
1483
1484         /* It apparently takes a fairly long time for a new MUX
1485          * configuration to be be applied after these register writes.
1486          * This delay duration was derived empirically based on the
1487          * render_basic config but hopefully it covers the maximum
1488          * configuration latency.
1489          *
1490          * As a fallback, the checks in _append_oa_reports() to skip
1491          * invalid OA reports do also seem to work to discard reports
1492          * generated before this config has completed - albeit not
1493          * silently.
1494          *
1495          * Unfortunately this is essentially a magic number, since we
1496          * don't currently know of a reliable mechanism for predicting
1497          * how long the MUX config will take to apply and besides
1498          * seeing invalid reports we don't know of a reliable way to
1499          * explicitly check that the MUX config has landed.
1500          *
1501          * It's even possible we've miss characterized the underlying
1502          * problem - it just seems like the simplest explanation why
1503          * a delay at this location would mitigate any invalid reports.
1504          */
1505         usleep_range(15000, 20000);
1506
1507         config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.b_counter_regs,
1508                        dev_priv->perf.oa.b_counter_regs_len);
1509
1510         return 0;
1511 }
1512
1513 static void hsw_disable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1514 {
1515         I915_WRITE(GEN6_UCGCTL1, (I915_READ(GEN6_UCGCTL1) &
1516                                   ~GEN6_CSUNIT_CLOCK_GATE_DISABLE));
1517         I915_WRITE(GEN7_MISCCPCTL, (I915_READ(GEN7_MISCCPCTL) |
1518                                     GEN7_DOP_CLOCK_GATE_ENABLE));
1519
1520         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, (I915_READ(GDT_CHICKEN_BITS) &
1521                                       ~GT_NOA_ENABLE));
1522 }
1523
1524 /*
1525  * NB: It must always remain pointer safe to run this even if the OA unit
1526  * has been disabled.
1527  *
1528  * It's fine to put out-of-date values into these per-context registers
1529  * in the case that the OA unit has been disabled.
1530  */
1531 static void gen8_update_reg_state_unlocked(struct i915_gem_context *ctx,
1532                                            u32 *reg_state)
1533 {
1534         struct drm_i915_private *dev_priv = ctx->i915;
1535         const struct i915_oa_reg *flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs;
1536         int n_flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs_len;
1537         u32 ctx_oactxctrl = dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset;
1538         u32 ctx_flexeu0 = dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset;
1539         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
1540         u32 flex_mmio[] = {
1541                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL0),
1542                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL1),
1543                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL2),
1544                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL3),
1545                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL4),
1546                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL5),
1547                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL6),
1548         };
1549         int i;
1550
1551         reg_state[ctx_oactxctrl] = i915_mmio_reg_offset(GEN8_OACTXCONTROL);
1552         reg_state[ctx_oactxctrl+1] = (dev_priv->perf.oa.period_exponent <<
1553                                       GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1554                                      (dev_priv->perf.oa.periodic ?
1555                                       GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
1556                                      GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
1557
1558         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_mmio); i++) {
1559                 u32 state_offset = ctx_flexeu0 + i * 2;
1560                 u32 mmio = flex_mmio[i];
1561
1562                 /*
1563                  * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
1564                  * Active' event. In the future it's anticipated that there
1565                  * will be an explicit 'No Event' we can select, but not yet...
1566                  */
1567                 u32 value = 0;
1568                 int j;
1569
1570                 for (j = 0; j < n_flex_regs; j++) {
1571                         if (i915_mmio_reg_offset(flex_regs[j].addr) == mmio) {
1572                                 value = flex_regs[j].value;
1573                                 break;
1574                         }
1575                 }
1576
1577                 reg_state[state_offset] = mmio;
1578                 reg_state[state_offset+1] = value;
1579         }
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Same as gen8_update_reg_state_unlocked only through the batchbuffer. This
1584  * is only used by the kernel context.
1585  */
1586 static int gen8_emit_oa_config(struct drm_i915_gem_request *req)
1587 {
1588         struct drm_i915_private *dev_priv = req->i915;
1589         const struct i915_oa_reg *flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs;
1590         int n_flex_regs = dev_priv->perf.oa.flex_regs_len;
1591         /* The MMIO offsets for Flex EU registers aren't contiguous */
1592         u32 flex_mmio[] = {
1593                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL0),
1594                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL1),
1595                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL2),
1596                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL3),
1597                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL4),
1598                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL5),
1599                 i915_mmio_reg_offset(EU_PERF_CNTL6),
1600         };
1601         u32 *cs;
1602         int i;
1603
1604         cs = intel_ring_begin(req, ARRAY_SIZE(flex_mmio) * 2 + 4);
1605         if (IS_ERR(cs))
1606                 return PTR_ERR(cs);
1607
1608         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(ARRAY_SIZE(flex_mmio) + 1);
1609
1610         *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_OACTXCONTROL);
1611         *cs++ = (dev_priv->perf.oa.period_exponent << GEN8_OA_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1612                 (dev_priv->perf.oa.periodic ? GEN8_OA_TIMER_ENABLE : 0) |
1613                 GEN8_OA_COUNTER_RESUME;
1614
1615         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(flex_mmio); i++) {
1616                 u32 mmio = flex_mmio[i];
1617
1618                 /*
1619                  * This arbitrary default will select the 'EU FPU0 Pipeline
1620                  * Active' event. In the future it's anticipated that there
1621                  * will be an explicit 'No Event' we can select, but not
1622                  * yet...
1623                  */
1624                 u32 value = 0;
1625                 int j;
1626
1627                 for (j = 0; j < n_flex_regs; j++) {
1628                         if (i915_mmio_reg_offset(flex_regs[j].addr) == mmio) {
1629                                 value = flex_regs[j].value;
1630                                 break;
1631                         }
1632                 }
1633
1634                 *cs++ = mmio;
1635                 *cs++ = value;
1636         }
1637
1638         *cs++ = MI_NOOP;
1639         intel_ring_advance(req, cs);
1640
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 static int gen8_switch_to_updated_kernel_context(struct drm_i915_private *dev_priv)
1645 {
1646         struct intel_engine_cs *engine = dev_priv->engine[RCS];
1647         struct i915_gem_timeline *timeline;
1648         struct drm_i915_gem_request *req;
1649         int ret;
1650
1651         lockdep_assert_held(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1652
1653         i915_gem_retire_requests(dev_priv);
1654
1655         req = i915_gem_request_alloc(engine, dev_priv->kernel_context);
1656         if (IS_ERR(req))
1657                 return PTR_ERR(req);
1658
1659         ret = gen8_emit_oa_config(req);
1660         if (ret) {
1661                 i915_add_request(req);
1662                 return ret;
1663         }
1664
1665         /* Queue this switch after all other activity */
1666         list_for_each_entry(timeline, &dev_priv->gt.timelines, link) {
1667                 struct drm_i915_gem_request *prev;
1668                 struct intel_timeline *tl;
1669
1670                 tl = &timeline->engine[engine->id];
1671                 prev = i915_gem_active_raw(&tl->last_request,
1672                                            &dev_priv->drm.struct_mutex);
1673                 if (prev)
1674                         i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&req->submit,
1675                                                          &prev->submit,
1676                                                          GFP_KERNEL);
1677         }
1678
1679         ret = i915_switch_context(req);
1680         i915_add_request(req);
1681
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Manages updating the per-context aspects of the OA stream
1687  * configuration across all contexts.
1688  *
1689  * The awkward consideration here is that OACTXCONTROL controls the
1690  * exponent for periodic sampling which is primarily used for system
1691  * wide profiling where we'd like a consistent sampling period even in
1692  * the face of context switches.
1693  *
1694  * Our approach of updating the register state context (as opposed to
1695  * say using a workaround batch buffer) ensures that the hardware
1696  * won't automatically reload an out-of-date timer exponent even
1697  * transiently before a WA BB could be parsed.
1698  *
1699  * This function needs to:
1700  * - Ensure the currently running context's per-context OA state is
1701  *   updated
1702  * - Ensure that all existing contexts will have the correct per-context
1703  *   OA state if they are scheduled for use.
1704  * - Ensure any new contexts will be initialized with the correct
1705  *   per-context OA state.
1706  *
1707  * Note: it's only the RCS/Render context that has any OA state.
1708  */
1709 static int gen8_configure_all_contexts(struct drm_i915_private *dev_priv,
1710                                        bool interruptible)
1711 {
1712         struct i915_gem_context *ctx;
1713         int ret;
1714         unsigned int wait_flags = I915_WAIT_LOCKED;
1715
1716         if (interruptible) {
1717                 ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
1718                 if (ret)
1719                         return ret;
1720
1721                 wait_flags |= I915_WAIT_INTERRUPTIBLE;
1722         } else {
1723                 mutex_lock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1724         }
1725
1726         /* Switch away from any user context. */
1727         ret = gen8_switch_to_updated_kernel_context(dev_priv);
1728         if (ret)
1729                 goto out;
1730
1731         /*
1732          * The OA register config is setup through the context image. This image
1733          * might be written to by the GPU on context switch (in particular on
1734          * lite-restore). This means we can't safely update a context's image,
1735          * if this context is scheduled/submitted to run on the GPU.
1736          *
1737          * We could emit the OA register config through the batch buffer but
1738          * this might leave small interval of time where the OA unit is
1739          * configured at an invalid sampling period.
1740          *
1741          * So far the best way to work around this issue seems to be draining
1742          * the GPU from any submitted work.
1743          */
1744         ret = i915_gem_wait_for_idle(dev_priv, wait_flags);
1745         if (ret)
1746                 goto out;
1747
1748         /* Update all contexts now that we've stalled the submission. */
1749         list_for_each_entry(ctx, &dev_priv->context_list, link) {
1750                 struct intel_context *ce = &ctx->engine[RCS];
1751                 u32 *regs;
1752
1753                 /* OA settings will be set upon first use */
1754                 if (!ce->state)
1755                         continue;
1756
1757                 regs = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj, I915_MAP_WB);
1758                 if (IS_ERR(regs)) {
1759                         ret = PTR_ERR(regs);
1760                         goto out;
1761                 }
1762
1763                 ce->state->obj->mm.dirty = true;
1764                 regs += LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE / sizeof(*regs);
1765
1766                 gen8_update_reg_state_unlocked(ctx, regs);
1767
1768                 i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
1769         }
1770
1771  out:
1772         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
1773
1774         return ret;
1775 }
1776
1777 static int gen8_enable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1778 {
1779         int ret = dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set(dev_priv);
1780         int i;
1781
1782         if (ret)
1783                 return ret;
1784
1785         /*
1786          * We disable slice/unslice clock ratio change reports on SKL since
1787          * they are too noisy. The HW generates a lot of redundant reports
1788          * where the ratio hasn't really changed causing a lot of redundant
1789          * work to processes and increasing the chances we'll hit buffer
1790          * overruns.
1791          *
1792          * Although we don't currently use the 'disable overrun' OABUFFER
1793          * feature it's worth noting that clock ratio reports have to be
1794          * disabled before considering to use that feature since the HW doesn't
1795          * correctly block these reports.
1796          *
1797          * Currently none of the high-level metrics we have depend on knowing
1798          * this ratio to normalize.
1799          *
1800          * Note: This register is not power context saved and restored, but
1801          * that's OK considering that we disable RC6 while the OA unit is
1802          * enabled.
1803          *
1804          * The _INCLUDE_CLK_RATIO bit allows the slice/unslice frequency to
1805          * be read back from automatically triggered reports, as part of the
1806          * RPT_ID field.
1807          */
1808         if (IS_SKYLAKE(dev_priv) || IS_BROXTON(dev_priv) ||
1809             IS_KABYLAKE(dev_priv) || IS_GEMINILAKE(dev_priv)) {
1810                 I915_WRITE(GEN8_OA_DEBUG,
1811                            _MASKED_BIT_ENABLE(GEN9_OA_DEBUG_DISABLE_CLK_RATIO_REPORTS |
1812                                               GEN9_OA_DEBUG_INCLUDE_CLK_RATIO));
1813         }
1814
1815         /*
1816          * Update all contexts prior writing the mux configurations as we need
1817          * to make sure all slices/subslices are ON before writing to NOA
1818          * registers.
1819          */
1820         ret = gen8_configure_all_contexts(dev_priv, true);
1821         if (ret)
1822                 return ret;
1823
1824         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, 0xA0);
1825         for (i = 0; i < dev_priv->perf.oa.n_mux_configs; i++) {
1826                 config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.mux_regs[i],
1827                                dev_priv->perf.oa.mux_regs_lens[i]);
1828         }
1829         I915_WRITE(GDT_CHICKEN_BITS, 0x80);
1830
1831         config_oa_regs(dev_priv, dev_priv->perf.oa.b_counter_regs,
1832                        dev_priv->perf.oa.b_counter_regs_len);
1833
1834         return 0;
1835 }
1836
1837 static void gen8_disable_metric_set(struct drm_i915_private *dev_priv)
1838 {
1839         /* Reset all contexts' slices/subslices configurations. */
1840         gen8_configure_all_contexts(dev_priv, false);
1841 }
1842
1843 static void gen7_oa_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1844 {
1845         /*
1846          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
1847          *
1848          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
1849          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
1850          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
1851          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
1852          * memory which this helps maintains.
1853          */
1854         gen7_init_oa_buffer(dev_priv);
1855
1856         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->enabled) {
1857                 struct i915_gem_context *ctx =
1858                         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream->ctx;
1859                 u32 ctx_id = dev_priv->perf.oa.specific_ctx_id;
1860
1861                 bool periodic = dev_priv->perf.oa.periodic;
1862                 u32 period_exponent = dev_priv->perf.oa.period_exponent;
1863                 u32 report_format = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format;
1864
1865                 I915_WRITE(GEN7_OACONTROL,
1866                            (ctx_id & GEN7_OACONTROL_CTX_MASK) |
1867                            (period_exponent <<
1868                             GEN7_OACONTROL_TIMER_PERIOD_SHIFT) |
1869                            (periodic ? GEN7_OACONTROL_TIMER_ENABLE : 0) |
1870                            (report_format << GEN7_OACONTROL_FORMAT_SHIFT) |
1871                            (ctx ? GEN7_OACONTROL_PER_CTX_ENABLE : 0) |
1872                            GEN7_OACONTROL_ENABLE);
1873         } else
1874                 I915_WRITE(GEN7_OACONTROL, 0);
1875 }
1876
1877 static void gen8_oa_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1878 {
1879         u32 report_format = dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format;
1880
1881         /*
1882          * Reset buf pointers so we don't forward reports from before now.
1883          *
1884          * Think carefully if considering trying to avoid this, since it
1885          * also ensures status flags and the buffer itself are cleared
1886          * in error paths, and we have checks for invalid reports based
1887          * on the assumption that certain fields are written to zeroed
1888          * memory which this helps maintains.
1889          */
1890         gen8_init_oa_buffer(dev_priv);
1891
1892         /*
1893          * Note: we don't rely on the hardware to perform single context
1894          * filtering and instead filter on the cpu based on the context-id
1895          * field of reports
1896          */
1897         I915_WRITE(GEN8_OACONTROL, (report_format <<
1898                                     GEN8_OA_REPORT_FORMAT_SHIFT) |
1899                                    GEN8_OA_COUNTER_ENABLE);
1900 }
1901
1902 /**
1903  * i915_oa_stream_enable - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` for OA stream
1904  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
1905  *
1906  * [Re]enables hardware periodic sampling according to the period configured
1907  * when opening the stream. This also starts a hrtimer that will periodically
1908  * check for data in the circular OA buffer for notifying userspace (e.g.
1909  * during a read() or poll()).
1910  */
1911 static void i915_oa_stream_enable(struct i915_perf_stream *stream)
1912 {
1913         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1914
1915         dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable(dev_priv);
1916
1917         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
1918                 hrtimer_start(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer,
1919                               ns_to_ktime(POLL_PERIOD),
1920                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
1921 }
1922
1923 static void gen7_oa_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1924 {
1925         I915_WRITE(GEN7_OACONTROL, 0);
1926 }
1927
1928 static void gen8_oa_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1929 {
1930         I915_WRITE(GEN8_OACONTROL, 0);
1931 }
1932
1933 /**
1934  * i915_oa_stream_disable - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` for OA stream
1935  * @stream: An i915 perf stream opened for OA metrics
1936  *
1937  * Stops the OA unit from periodically writing counter reports into the
1938  * circular OA buffer. This also stops the hrtimer that periodically checks for
1939  * data in the circular OA buffer, for notifying userspace.
1940  */
1941 static void i915_oa_stream_disable(struct i915_perf_stream *stream)
1942 {
1943         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1944
1945         dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable(dev_priv);
1946
1947         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
1948                 hrtimer_cancel(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer);
1949 }
1950
1951 static const struct i915_perf_stream_ops i915_oa_stream_ops = {
1952         .destroy = i915_oa_stream_destroy,
1953         .enable = i915_oa_stream_enable,
1954         .disable = i915_oa_stream_disable,
1955         .wait_unlocked = i915_oa_wait_unlocked,
1956         .poll_wait = i915_oa_poll_wait,
1957         .read = i915_oa_read,
1958 };
1959
1960 /**
1961  * i915_oa_stream_init - validate combined props for OA stream and init
1962  * @stream: An i915 perf stream
1963  * @param: The open parameters passed to `DRM_I915_PERF_OPEN`
1964  * @props: The property state that configures stream (individually validated)
1965  *
1966  * While read_properties_unlocked() validates properties in isolation it
1967  * doesn't ensure that the combination necessarily makes sense.
1968  *
1969  * At this point it has been determined that userspace wants a stream of
1970  * OA metrics, but still we need to further validate the combined
1971  * properties are OK.
1972  *
1973  * If the configuration makes sense then we can allocate memory for
1974  * a circular OA buffer and apply the requested metric set configuration.
1975  *
1976  * Returns: zero on success or a negative error code.
1977  */
1978 static int i915_oa_stream_init(struct i915_perf_stream *stream,
1979                                struct drm_i915_perf_open_param *param,
1980                                struct perf_open_properties *props)
1981 {
1982         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
1983         int format_size;
1984         int ret;
1985
1986         /* If the sysfs metrics/ directory wasn't registered for some
1987          * reason then don't let userspace try their luck with config
1988          * IDs
1989          */
1990         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj) {
1991                 DRM_DEBUG("OA metrics weren't advertised via sysfs\n");
1992                 return -EINVAL;
1993         }
1994
1995         if (!(props->sample_flags & SAMPLE_OA_REPORT)) {
1996                 DRM_DEBUG("Only OA report sampling supported\n");
1997                 return -EINVAL;
1998         }
1999
2000         if (!dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer) {
2001                 DRM_DEBUG("OA unit not supported\n");
2002                 return -ENODEV;
2003         }
2004
2005         /* To avoid the complexity of having to accurately filter
2006          * counter reports and marshal to the appropriate client
2007          * we currently only allow exclusive access
2008          */
2009         if (dev_priv->perf.oa.exclusive_stream) {
2010                 DRM_DEBUG("OA unit already in use\n");
2011                 return -EBUSY;
2012         }
2013
2014         if (!props->metrics_set) {
2015                 DRM_DEBUG("OA metric set not specified\n");
2016                 return -EINVAL;
2017         }
2018
2019         if (!props->oa_format) {
2020                 DRM_DEBUG("OA report format not specified\n");
2021                 return -EINVAL;
2022         }
2023
2024         /* We set up some ratelimit state to potentially throttle any _NOTES
2025          * about spurious, invalid OA reports which we don't forward to
2026          * userspace.
2027          *
2028          * The initialization is associated with opening the stream (not driver
2029          * init) considering we print a _NOTE about any throttling when closing
2030          * the stream instead of waiting until driver _fini which no one would
2031          * ever see.
2032          *
2033          * Using the same limiting factors as printk_ratelimit()
2034          */
2035         ratelimit_state_init(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs,
2036                              5 * HZ, 10);
2037         /* Since we use a DRM_NOTE for spurious reports it would be
2038          * inconsistent to let __ratelimit() automatically print a warning for
2039          * throttling.
2040          */
2041         ratelimit_set_flags(&dev_priv->perf.oa.spurious_report_rs,
2042                             RATELIMIT_MSG_ON_RELEASE);
2043
2044         stream->sample_size = sizeof(struct drm_i915_perf_record_header);
2045
2046         format_size = dev_priv->perf.oa.oa_formats[props->oa_format].size;
2047
2048         stream->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
2049         stream->sample_size += format_size;
2050
2051         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size = format_size;
2052         if (WARN_ON(dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format_size == 0))
2053                 return -EINVAL;
2054
2055         dev_priv->perf.oa.oa_buffer.format =
2056                 dev_priv->perf.oa.oa_formats[props->oa_format].format;
2057
2058         dev_priv->perf.oa.metrics_set = props->metrics_set;
2059
2060         dev_priv->perf.oa.periodic = props->oa_periodic;
2061         if (dev_priv->perf.oa.periodic)
2062                 dev_priv->perf.oa.period_exponent = props->oa_period_exponent;
2063
2064         if (stream->ctx) {
2065                 ret = oa_get_render_ctx_id(stream);
2066                 if (ret)
2067                         return ret;
2068         }
2069
2070         /* PRM - observability performance counters:
2071          *
2072          *   OACONTROL, performance counter enable, note:
2073          *
2074          *   "When this bit is set, in order to have coherent counts,
2075          *   RC6 power state and trunk clock gating must be disabled.
2076          *   This can be achieved by programming MMIO registers as
2077          *   0xA094=0 and 0xA090[31]=1"
2078          *
2079          *   In our case we are expecting that taking pm + FORCEWAKE
2080          *   references will effectively disable RC6.
2081          */
2082         intel_runtime_pm_get(dev_priv);
2083         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
2084
2085         ret = alloc_oa_buffer(dev_priv);
2086         if (ret)
2087                 goto err_oa_buf_alloc;
2088
2089         ret = dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set(dev_priv);
2090         if (ret)
2091                 goto err_enable;
2092
2093         stream->ops = &i915_oa_stream_ops;
2094
2095         dev_priv->perf.oa.exclusive_stream = stream;
2096
2097         return 0;
2098
2099 err_enable:
2100         free_oa_buffer(dev_priv);
2101
2102 err_oa_buf_alloc:
2103         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
2104         intel_runtime_pm_put(dev_priv);
2105         if (stream->ctx)
2106                 oa_put_render_ctx_id(stream);
2107
2108         return ret;
2109 }
2110
2111 void i915_oa_init_reg_state(struct intel_engine_cs *engine,
2112                             struct i915_gem_context *ctx,
2113                             u32 *reg_state)
2114 {
2115         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
2116
2117         if (engine->id != RCS)
2118                 return;
2119
2120         if (!dev_priv->perf.initialized)
2121                 return;
2122
2123         gen8_update_reg_state_unlocked(ctx, reg_state);
2124 }
2125
2126 /**
2127  * i915_perf_read_locked - &i915_perf_stream_ops->read with error normalisation
2128  * @stream: An i915 perf stream
2129  * @file: An i915 perf stream file
2130  * @buf: destination buffer given by userspace
2131  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2132  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2133  *
2134  * Besides wrapping &i915_perf_stream_ops->read this provides a common place to
2135  * ensure that if we've successfully copied any data then reporting that takes
2136  * precedence over any internal error status, so the data isn't lost.
2137  *
2138  * For example ret will be -ENOSPC whenever there is more buffered data than
2139  * can be copied to userspace, but that's only interesting if we weren't able
2140  * to copy some data because it implies the userspace buffer is too small to
2141  * receive a single record (and we never split records).
2142  *
2143  * Another case with ret == -EFAULT is more of a grey area since it would seem
2144  * like bad form for userspace to ask us to overrun its buffer, but the user
2145  * knows best:
2146  *
2147  *   http://yarchive.net/comp/linux/partial_reads_writes.html
2148  *
2149  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2150  */
2151 static ssize_t i915_perf_read_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2152                                      struct file *file,
2153                                      char __user *buf,
2154                                      size_t count,
2155                                      loff_t *ppos)
2156 {
2157         /* Note we keep the offset (aka bytes read) separate from any
2158          * error status so that the final check for whether we return
2159          * the bytes read with a higher precedence than any error (see
2160          * comment below) doesn't need to be handled/duplicated in
2161          * stream->ops->read() implementations.
2162          */
2163         size_t offset = 0;
2164         int ret = stream->ops->read(stream, buf, count, &offset);
2165
2166         return offset ?: (ret ?: -EAGAIN);
2167 }
2168
2169 /**
2170  * i915_perf_read - handles read() FOP for i915 perf stream FDs
2171  * @file: An i915 perf stream file
2172  * @buf: destination buffer given by userspace
2173  * @count: the number of bytes userspace wants to read
2174  * @ppos: (inout) file seek position (unused)
2175  *
2176  * The entry point for handling a read() on a stream file descriptor from
2177  * userspace. Most of the work is left to the i915_perf_read_locked() and
2178  * &i915_perf_stream_ops->read but to save having stream implementations (of
2179  * which we might have multiple later) we handle blocking read here.
2180  *
2181  * We can also consistently treat trying to read from a disabled stream
2182  * as an IO error so implementations can assume the stream is enabled
2183  * while reading.
2184  *
2185  * Returns: The number of bytes copied or a negative error code on failure.
2186  */
2187 static ssize_t i915_perf_read(struct file *file,
2188                               char __user *buf,
2189                               size_t count,
2190                               loff_t *ppos)
2191 {
2192         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2193         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2194         ssize_t ret;
2195
2196         /* To ensure it's handled consistently we simply treat all reads of a
2197          * disabled stream as an error. In particular it might otherwise lead
2198          * to a deadlock for blocking file descriptors...
2199          */
2200         if (!stream->enabled)
2201                 return -EIO;
2202
2203         if (!(file->f_flags & O_NONBLOCK)) {
2204                 /* There's the small chance of false positives from
2205                  * stream->ops->wait_unlocked.
2206                  *
2207                  * E.g. with single context filtering since we only wait until
2208                  * oabuffer has >= 1 report we don't immediately know whether
2209                  * any reports really belong to the current context
2210                  */
2211                 do {
2212                         ret = stream->ops->wait_unlocked(stream);
2213                         if (ret)
2214                                 return ret;
2215
2216                         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2217                         ret = i915_perf_read_locked(stream, file,
2218                                                     buf, count, ppos);
2219                         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2220                 } while (ret == -EAGAIN);
2221         } else {
2222                 mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2223                 ret = i915_perf_read_locked(stream, file, buf, count, ppos);
2224                 mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2225         }
2226
2227         /* We allow the poll checking to sometimes report false positive POLLIN
2228          * events where we might actually report EAGAIN on read() if there's
2229          * not really any data available. In this situation though we don't
2230          * want to enter a busy loop between poll() reporting a POLLIN event
2231          * and read() returning -EAGAIN. Clearing the oa.pollin state here
2232          * effectively ensures we back off until the next hrtimer callback
2233          * before reporting another POLLIN event.
2234          */
2235         if (ret >= 0 || ret == -EAGAIN) {
2236                 /* Maybe make ->pollin per-stream state if we support multiple
2237                  * concurrent streams in the future.
2238                  */
2239                 dev_priv->perf.oa.pollin = false;
2240         }
2241
2242         return ret;
2243 }
2244
2245 static enum hrtimer_restart oa_poll_check_timer_cb(struct hrtimer *hrtimer)
2246 {
2247         struct drm_i915_private *dev_priv =
2248                 container_of(hrtimer, typeof(*dev_priv),
2249                              perf.oa.poll_check_timer);
2250
2251         if (oa_buffer_check_unlocked(dev_priv)) {
2252                 dev_priv->perf.oa.pollin = true;
2253                 wake_up(&dev_priv->perf.oa.poll_wq);
2254         }
2255
2256         hrtimer_forward_now(hrtimer, ns_to_ktime(POLL_PERIOD));
2257
2258         return HRTIMER_RESTART;
2259 }
2260
2261 /**
2262  * i915_perf_poll_locked - poll_wait() with a suitable wait queue for stream
2263  * @dev_priv: i915 device instance
2264  * @stream: An i915 perf stream
2265  * @file: An i915 perf stream file
2266  * @wait: poll() state table
2267  *
2268  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this calls through to
2269  * &i915_perf_stream_ops->poll_wait to call poll_wait() with a wait queue that
2270  * will be woken for new stream data.
2271  *
2272  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2273  * with any non-file-operation driver hooks.
2274  *
2275  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
2276  */
2277 static unsigned int i915_perf_poll_locked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2278                                           struct i915_perf_stream *stream,
2279                                           struct file *file,
2280                                           poll_table *wait)
2281 {
2282         unsigned int events = 0;
2283
2284         stream->ops->poll_wait(stream, file, wait);
2285
2286         /* Note: we don't explicitly check whether there's something to read
2287          * here since this path may be very hot depending on what else
2288          * userspace is polling, or on the timeout in use. We rely solely on
2289          * the hrtimer/oa_poll_check_timer_cb to notify us when there are
2290          * samples to read.
2291          */
2292         if (dev_priv->perf.oa.pollin)
2293                 events |= POLLIN;
2294
2295         return events;
2296 }
2297
2298 /**
2299  * i915_perf_poll - call poll_wait() with a suitable wait queue for stream
2300  * @file: An i915 perf stream file
2301  * @wait: poll() state table
2302  *
2303  * For handling userspace polling on an i915 perf stream, this ensures
2304  * poll_wait() gets called with a wait queue that will be woken for new stream
2305  * data.
2306  *
2307  * Note: Implementation deferred to i915_perf_poll_locked()
2308  *
2309  * Returns: any poll events that are ready without sleeping
2310  */
2311 static unsigned int i915_perf_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2312 {
2313         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2314         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2315         int ret;
2316
2317         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2318         ret = i915_perf_poll_locked(dev_priv, stream, file, wait);
2319         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2320
2321         return ret;
2322 }
2323
2324 /**
2325  * i915_perf_enable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_ENABLE` ioctl
2326  * @stream: A disabled i915 perf stream
2327  *
2328  * [Re]enables the associated capture of data for this stream.
2329  *
2330  * If a stream was previously enabled then there's currently no intention
2331  * to provide userspace any guarantee about the preservation of previously
2332  * buffered data.
2333  */
2334 static void i915_perf_enable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2335 {
2336         if (stream->enabled)
2337                 return;
2338
2339         /* Allow stream->ops->enable() to refer to this */
2340         stream->enabled = true;
2341
2342         if (stream->ops->enable)
2343                 stream->ops->enable(stream);
2344 }
2345
2346 /**
2347  * i915_perf_disable_locked - handle `I915_PERF_IOCTL_DISABLE` ioctl
2348  * @stream: An enabled i915 perf stream
2349  *
2350  * Disables the associated capture of data for this stream.
2351  *
2352  * The intention is that disabling an re-enabling a stream will ideally be
2353  * cheaper than destroying and re-opening a stream with the same configuration,
2354  * though there are no formal guarantees about what state or buffered data
2355  * must be retained between disabling and re-enabling a stream.
2356  *
2357  * Note: while a stream is disabled it's considered an error for userspace
2358  * to attempt to read from the stream (-EIO).
2359  */
2360 static void i915_perf_disable_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2361 {
2362         if (!stream->enabled)
2363                 return;
2364
2365         /* Allow stream->ops->disable() to refer to this */
2366         stream->enabled = false;
2367
2368         if (stream->ops->disable)
2369                 stream->ops->disable(stream);
2370 }
2371
2372 /**
2373  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
2374  * @stream: An i915 perf stream
2375  * @cmd: the ioctl request
2376  * @arg: the ioctl data
2377  *
2378  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2379  * with any non-file-operation driver hooks.
2380  *
2381  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
2382  * an unknown ioctl request.
2383  */
2384 static long i915_perf_ioctl_locked(struct i915_perf_stream *stream,
2385                                    unsigned int cmd,
2386                                    unsigned long arg)
2387 {
2388         switch (cmd) {
2389         case I915_PERF_IOCTL_ENABLE:
2390                 i915_perf_enable_locked(stream);
2391                 return 0;
2392         case I915_PERF_IOCTL_DISABLE:
2393                 i915_perf_disable_locked(stream);
2394                 return 0;
2395         }
2396
2397         return -EINVAL;
2398 }
2399
2400 /**
2401  * i915_perf_ioctl - support ioctl() usage with i915 perf stream FDs
2402  * @file: An i915 perf stream file
2403  * @cmd: the ioctl request
2404  * @arg: the ioctl data
2405  *
2406  * Implementation deferred to i915_perf_ioctl_locked().
2407  *
2408  * Returns: zero on success or a negative error code. Returns -EINVAL for
2409  * an unknown ioctl request.
2410  */
2411 static long i915_perf_ioctl(struct file *file,
2412                             unsigned int cmd,
2413                             unsigned long arg)
2414 {
2415         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2416         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2417         long ret;
2418
2419         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2420         ret = i915_perf_ioctl_locked(stream, cmd, arg);
2421         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2422
2423         return ret;
2424 }
2425
2426 /**
2427  * i915_perf_destroy_locked - destroy an i915 perf stream
2428  * @stream: An i915 perf stream
2429  *
2430  * Frees all resources associated with the given i915 perf @stream, disabling
2431  * any associated data capture in the process.
2432  *
2433  * Note: The &drm_i915_private->perf.lock mutex has been taken to serialize
2434  * with any non-file-operation driver hooks.
2435  */
2436 static void i915_perf_destroy_locked(struct i915_perf_stream *stream)
2437 {
2438         if (stream->enabled)
2439                 i915_perf_disable_locked(stream);
2440
2441         if (stream->ops->destroy)
2442                 stream->ops->destroy(stream);
2443
2444         list_del(&stream->link);
2445
2446         if (stream->ctx)
2447                 i915_gem_context_put_unlocked(stream->ctx);
2448
2449         kfree(stream);
2450 }
2451
2452 /**
2453  * i915_perf_release - handles userspace close() of a stream file
2454  * @inode: anonymous inode associated with file
2455  * @file: An i915 perf stream file
2456  *
2457  * Cleans up any resources associated with an open i915 perf stream file.
2458  *
2459  * NB: close() can't really fail from the userspace point of view.
2460  *
2461  * Returns: zero on success or a negative error code.
2462  */
2463 static int i915_perf_release(struct inode *inode, struct file *file)
2464 {
2465         struct i915_perf_stream *stream = file->private_data;
2466         struct drm_i915_private *dev_priv = stream->dev_priv;
2467
2468         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2469         i915_perf_destroy_locked(stream);
2470         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2471
2472         return 0;
2473 }
2474
2475
2476 static const struct file_operations fops = {
2477         .owner          = THIS_MODULE,
2478         .llseek         = no_llseek,
2479         .release        = i915_perf_release,
2480         .poll           = i915_perf_poll,
2481         .read           = i915_perf_read,
2482         .unlocked_ioctl = i915_perf_ioctl,
2483 };
2484
2485
2486 static struct i915_gem_context *
2487 lookup_context(struct drm_i915_private *dev_priv,
2488                struct drm_i915_file_private *file_priv,
2489                u32 ctx_user_handle)
2490 {
2491         struct i915_gem_context *ctx;
2492         int ret;
2493
2494         ret = i915_mutex_lock_interruptible(&dev_priv->drm);
2495         if (ret)
2496                 return ERR_PTR(ret);
2497
2498         ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, ctx_user_handle);
2499         if (!IS_ERR(ctx))
2500                 i915_gem_context_get(ctx);
2501
2502         mutex_unlock(&dev_priv->drm.struct_mutex);
2503
2504         return ctx;
2505 }
2506
2507 /**
2508  * i915_perf_open_ioctl_locked - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
2509  * @dev_priv: i915 device instance
2510  * @param: The open parameters passed to 'DRM_I915_PERF_OPEN`
2511  * @props: individually validated u64 property value pairs
2512  * @file: drm file
2513  *
2514  * See i915_perf_ioctl_open() for interface details.
2515  *
2516  * Implements further stream config validation and stream initialization on
2517  * behalf of i915_perf_open_ioctl() with the &drm_i915_private->perf.lock mutex
2518  * taken to serialize with any non-file-operation driver hooks.
2519  *
2520  * Note: at this point the @props have only been validated in isolation and
2521  * it's still necessary to validate that the combination of properties makes
2522  * sense.
2523  *
2524  * In the case where userspace is interested in OA unit metrics then further
2525  * config validation and stream initialization details will be handled by
2526  * i915_oa_stream_init(). The code here should only validate config state that
2527  * will be relevant to all stream types / backends.
2528  *
2529  * Returns: zero on success or a negative error code.
2530  */
2531 static int
2532 i915_perf_open_ioctl_locked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2533                             struct drm_i915_perf_open_param *param,
2534                             struct perf_open_properties *props,
2535                             struct drm_file *file)
2536 {
2537         struct i915_gem_context *specific_ctx = NULL;
2538         struct i915_perf_stream *stream = NULL;
2539         unsigned long f_flags = 0;
2540         bool privileged_op = true;
2541         int stream_fd;
2542         int ret;
2543
2544         if (props->single_context) {
2545                 u32 ctx_handle = props->ctx_handle;
2546                 struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
2547
2548                 specific_ctx = lookup_context(dev_priv, file_priv, ctx_handle);
2549                 if (IS_ERR(specific_ctx)) {
2550                         ret = PTR_ERR(specific_ctx);
2551                         if (ret != -EINTR)
2552                                 DRM_DEBUG("Failed to look up context with ID %u for opening perf stream\n",
2553                                           ctx_handle);
2554                         goto err;
2555                 }
2556         }
2557
2558         /*
2559          * On Haswell the OA unit supports clock gating off for a specific
2560          * context and in this mode there's no visibility of metrics for the
2561          * rest of the system, which we consider acceptable for a
2562          * non-privileged client.
2563          *
2564          * For Gen8+ the OA unit no longer supports clock gating off for a
2565          * specific context and the kernel can't securely stop the counters
2566          * from updating as system-wide / global values. Even though we can
2567          * filter reports based on the included context ID we can't block
2568          * clients from seeing the raw / global counter values via
2569          * MI_REPORT_PERF_COUNT commands and so consider it a privileged op to
2570          * enable the OA unit by default.
2571          */
2572         if (IS_HASWELL(dev_priv) && specific_ctx)
2573                 privileged_op = false;
2574
2575         /* Similar to perf's kernel.perf_paranoid_cpu sysctl option
2576          * we check a dev.i915.perf_stream_paranoid sysctl option
2577          * to determine if it's ok to access system wide OA counters
2578          * without CAP_SYS_ADMIN privileges.
2579          */
2580         if (privileged_op &&
2581             i915_perf_stream_paranoid && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2582                 DRM_DEBUG("Insufficient privileges to open system-wide i915 perf stream\n");
2583                 ret = -EACCES;
2584                 goto err_ctx;
2585         }
2586
2587         stream = kzalloc(sizeof(*stream), GFP_KERNEL);
2588         if (!stream) {
2589                 ret = -ENOMEM;
2590                 goto err_ctx;
2591         }
2592
2593         stream->dev_priv = dev_priv;
2594         stream->ctx = specific_ctx;
2595
2596         ret = i915_oa_stream_init(stream, param, props);
2597         if (ret)
2598                 goto err_alloc;
2599
2600         /* we avoid simply assigning stream->sample_flags = props->sample_flags
2601          * to have _stream_init check the combination of sample flags more
2602          * thoroughly, but still this is the expected result at this point.
2603          */
2604         if (WARN_ON(stream->sample_flags != props->sample_flags)) {
2605                 ret = -ENODEV;
2606                 goto err_flags;
2607         }
2608
2609         list_add(&stream->link, &dev_priv->perf.streams);
2610
2611         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC)
2612                 f_flags |= O_CLOEXEC;
2613         if (param->flags & I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK)
2614                 f_flags |= O_NONBLOCK;
2615
2616         stream_fd = anon_inode_getfd("[i915_perf]", &fops, stream, f_flags);
2617         if (stream_fd < 0) {
2618                 ret = stream_fd;
2619                 goto err_open;
2620         }
2621
2622         if (!(param->flags & I915_PERF_FLAG_DISABLED))
2623                 i915_perf_enable_locked(stream);
2624
2625         return stream_fd;
2626
2627 err_open:
2628         list_del(&stream->link);
2629 err_flags:
2630         if (stream->ops->destroy)
2631                 stream->ops->destroy(stream);
2632 err_alloc:
2633         kfree(stream);
2634 err_ctx:
2635         if (specific_ctx)
2636                 i915_gem_context_put_unlocked(specific_ctx);
2637 err:
2638         return ret;
2639 }
2640
2641 static u64 oa_exponent_to_ns(struct drm_i915_private *dev_priv, int exponent)
2642 {
2643         return div_u64(1000000000ULL * (2ULL << exponent),
2644                        dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency);
2645 }
2646
2647 /**
2648  * read_properties_unlocked - validate + copy userspace stream open properties
2649  * @dev_priv: i915 device instance
2650  * @uprops: The array of u64 key value pairs given by userspace
2651  * @n_props: The number of key value pairs expected in @uprops
2652  * @props: The stream configuration built up while validating properties
2653  *
2654  * Note this function only validates properties in isolation it doesn't
2655  * validate that the combination of properties makes sense or that all
2656  * properties necessary for a particular kind of stream have been set.
2657  *
2658  * Note that there currently aren't any ordering requirements for properties so
2659  * we shouldn't validate or assume anything about ordering here. This doesn't
2660  * rule out defining new properties with ordering requirements in the future.
2661  */
2662 static int read_properties_unlocked(struct drm_i915_private *dev_priv,
2663                                     u64 __user *uprops,
2664                                     u32 n_props,
2665                                     struct perf_open_properties *props)
2666 {
2667         u64 __user *uprop = uprops;
2668         int i;
2669
2670         memset(props, 0, sizeof(struct perf_open_properties));
2671
2672         if (!n_props) {
2673                 DRM_DEBUG("No i915 perf properties given\n");
2674                 return -EINVAL;
2675         }
2676
2677         /* Considering that ID = 0 is reserved and assuming that we don't
2678          * (currently) expect any configurations to ever specify duplicate
2679          * values for a particular property ID then the last _PROP_MAX value is
2680          * one greater than the maximum number of properties we expect to get
2681          * from userspace.
2682          */
2683         if (n_props >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
2684                 DRM_DEBUG("More i915 perf properties specified than exist\n");
2685                 return -EINVAL;
2686         }
2687
2688         for (i = 0; i < n_props; i++) {
2689                 u64 oa_period, oa_freq_hz;
2690                 u64 id, value;
2691                 int ret;
2692
2693                 ret = get_user(id, uprop);
2694                 if (ret)
2695                         return ret;
2696
2697                 ret = get_user(value, uprop + 1);
2698                 if (ret)
2699                         return ret;
2700
2701                 if (id == 0 || id >= DRM_I915_PERF_PROP_MAX) {
2702                         DRM_DEBUG("Unknown i915 perf property ID\n");
2703                         return -EINVAL;
2704                 }
2705
2706                 switch ((enum drm_i915_perf_property_id)id) {
2707                 case DRM_I915_PERF_PROP_CTX_HANDLE:
2708                         props->single_context = 1;
2709                         props->ctx_handle = value;
2710                         break;
2711                 case DRM_I915_PERF_PROP_SAMPLE_OA:
2712                         props->sample_flags |= SAMPLE_OA_REPORT;
2713                         break;
2714                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_METRICS_SET:
2715                         if (value == 0 ||
2716                             value > dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
2717                                 DRM_DEBUG("Unknown OA metric set ID\n");
2718                                 return -EINVAL;
2719                         }
2720                         props->metrics_set = value;
2721                         break;
2722                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_FORMAT:
2723                         if (value == 0 || value >= I915_OA_FORMAT_MAX) {
2724                                 DRM_DEBUG("Out-of-range OA report format %llu\n",
2725                                           value);
2726                                 return -EINVAL;
2727                         }
2728                         if (!dev_priv->perf.oa.oa_formats[value].size) {
2729                                 DRM_DEBUG("Unsupported OA report format %llu\n",
2730                                           value);
2731                                 return -EINVAL;
2732                         }
2733                         props->oa_format = value;
2734                         break;
2735                 case DRM_I915_PERF_PROP_OA_EXPONENT:
2736                         if (value > OA_EXPONENT_MAX) {
2737                                 DRM_DEBUG("OA timer exponent too high (> %u)\n",
2738                                          OA_EXPONENT_MAX);
2739                                 return -EINVAL;
2740                         }
2741
2742                         /* Theoretically we can program the OA unit to sample
2743                          * e.g. every 160ns for HSW, 167ns for BDW/SKL or 104ns
2744                          * for BXT. We don't allow such high sampling
2745                          * frequencies by default unless root.
2746                          */
2747
2748                         BUILD_BUG_ON(sizeof(oa_period) != 8);
2749                         oa_period = oa_exponent_to_ns(dev_priv, value);
2750
2751                         /* This check is primarily to ensure that oa_period <=
2752                          * UINT32_MAX (before passing to do_div which only
2753                          * accepts a u32 denominator), but we can also skip
2754                          * checking anything < 1Hz which implicitly can't be
2755                          * limited via an integer oa_max_sample_rate.
2756                          */
2757                         if (oa_period <= NSEC_PER_SEC) {
2758                                 u64 tmp = NSEC_PER_SEC;
2759                                 do_div(tmp, oa_period);
2760                                 oa_freq_hz = tmp;
2761                         } else
2762                                 oa_freq_hz = 0;
2763
2764                         if (oa_freq_hz > i915_oa_max_sample_rate &&
2765                             !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
2766                                 DRM_DEBUG("OA exponent would exceed the max sampling frequency (sysctl dev.i915.oa_max_sample_rate) %uHz without root privileges\n",
2767                                           i915_oa_max_sample_rate);
2768                                 return -EACCES;
2769                         }
2770
2771                         props->oa_periodic = true;
2772                         props->oa_period_exponent = value;
2773                         break;
2774                 case DRM_I915_PERF_PROP_MAX:
2775                         MISSING_CASE(id);
2776                         return -EINVAL;
2777                 }
2778
2779                 uprop += 2;
2780         }
2781
2782         return 0;
2783 }
2784
2785 /**
2786  * i915_perf_open_ioctl - DRM ioctl() for userspace to open a stream FD
2787  * @dev: drm device
2788  * @data: ioctl data copied from userspace (unvalidated)
2789  * @file: drm file
2790  *
2791  * Validates the stream open parameters given by userspace including flags
2792  * and an array of u64 key, value pair properties.
2793  *
2794  * Very little is assumed up front about the nature of the stream being
2795  * opened (for instance we don't assume it's for periodic OA unit metrics). An
2796  * i915-perf stream is expected to be a suitable interface for other forms of
2797  * buffered data written by the GPU besides periodic OA metrics.
2798  *
2799  * Note we copy the properties from userspace outside of the i915 perf
2800  * mutex to avoid an awkward lockdep with mmap_sem.
2801  *
2802  * Most of the implementation details are handled by
2803  * i915_perf_open_ioctl_locked() after taking the &drm_i915_private->perf.lock
2804  * mutex for serializing with any non-file-operation driver hooks.
2805  *
2806  * Return: A newly opened i915 Perf stream file descriptor or negative
2807  * error code on failure.
2808  */
2809 int i915_perf_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
2810                          struct drm_file *file)
2811 {
2812         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
2813         struct drm_i915_perf_open_param *param = data;
2814         struct perf_open_properties props;
2815         u32 known_open_flags;
2816         int ret;
2817
2818         if (!dev_priv->perf.initialized) {
2819                 DRM_DEBUG("i915 perf interface not available for this system\n");
2820                 return -ENOTSUPP;
2821         }
2822
2823         known_open_flags = I915_PERF_FLAG_FD_CLOEXEC |
2824                            I915_PERF_FLAG_FD_NONBLOCK |
2825                            I915_PERF_FLAG_DISABLED;
2826         if (param->flags & ~known_open_flags) {
2827                 DRM_DEBUG("Unknown drm_i915_perf_open_param flag\n");
2828                 return -EINVAL;
2829         }
2830
2831         ret = read_properties_unlocked(dev_priv,
2832                                        u64_to_user_ptr(param->properties_ptr),
2833                                        param->num_properties,
2834                                        &props);
2835         if (ret)
2836                 return ret;
2837
2838         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2839         ret = i915_perf_open_ioctl_locked(dev_priv, param, &props, file);
2840         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2841
2842         return ret;
2843 }
2844
2845 /**
2846  * i915_perf_register - exposes i915-perf to userspace
2847  * @dev_priv: i915 device instance
2848  *
2849  * In particular OA metric sets are advertised under a sysfs metrics/
2850  * directory allowing userspace to enumerate valid IDs that can be
2851  * used to open an i915-perf stream.
2852  */
2853 void i915_perf_register(struct drm_i915_private *dev_priv)
2854 {
2855         if (!dev_priv->perf.initialized)
2856                 return;
2857
2858         /* To be sure we're synchronized with an attempted
2859          * i915_perf_open_ioctl(); considering that we register after
2860          * being exposed to userspace.
2861          */
2862         mutex_lock(&dev_priv->perf.lock);
2863
2864         dev_priv->perf.metrics_kobj =
2865                 kobject_create_and_add("metrics",
2866                                        &dev_priv->drm.primary->kdev->kobj);
2867         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj)
2868                 goto exit;
2869
2870         if (IS_HASWELL(dev_priv)) {
2871                 if (i915_perf_register_sysfs_hsw(dev_priv))
2872                         goto sysfs_error;
2873         } else if (IS_BROADWELL(dev_priv)) {
2874                 if (i915_perf_register_sysfs_bdw(dev_priv))
2875                         goto sysfs_error;
2876         } else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv)) {
2877                 if (i915_perf_register_sysfs_chv(dev_priv))
2878                         goto sysfs_error;
2879         } else if (IS_SKYLAKE(dev_priv)) {
2880                 if (IS_SKL_GT2(dev_priv)) {
2881                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt2(dev_priv))
2882                                 goto sysfs_error;
2883                 } else if (IS_SKL_GT3(dev_priv)) {
2884                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt3(dev_priv))
2885                                 goto sysfs_error;
2886                 } else if (IS_SKL_GT4(dev_priv)) {
2887                         if (i915_perf_register_sysfs_sklgt4(dev_priv))
2888                                 goto sysfs_error;
2889                 } else
2890                         goto sysfs_error;
2891         } else if (IS_BROXTON(dev_priv)) {
2892                 if (i915_perf_register_sysfs_bxt(dev_priv))
2893                         goto sysfs_error;
2894         } else if (IS_KABYLAKE(dev_priv)) {
2895                 if (IS_KBL_GT2(dev_priv)) {
2896                         if (i915_perf_register_sysfs_kblgt2(dev_priv))
2897                                 goto sysfs_error;
2898                 } else if (IS_KBL_GT3(dev_priv)) {
2899                         if (i915_perf_register_sysfs_kblgt3(dev_priv))
2900                                 goto sysfs_error;
2901                 } else
2902                         goto sysfs_error;
2903         } else if (IS_GEMINILAKE(dev_priv)) {
2904                 if (i915_perf_register_sysfs_glk(dev_priv))
2905                         goto sysfs_error;
2906         }
2907
2908         goto exit;
2909
2910 sysfs_error:
2911         kobject_put(dev_priv->perf.metrics_kobj);
2912         dev_priv->perf.metrics_kobj = NULL;
2913
2914 exit:
2915         mutex_unlock(&dev_priv->perf.lock);
2916 }
2917
2918 /**
2919  * i915_perf_unregister - hide i915-perf from userspace
2920  * @dev_priv: i915 device instance
2921  *
2922  * i915-perf state cleanup is split up into an 'unregister' and
2923  * 'deinit' phase where the interface is first hidden from
2924  * userspace by i915_perf_unregister() before cleaning up
2925  * remaining state in i915_perf_fini().
2926  */
2927 void i915_perf_unregister(struct drm_i915_private *dev_priv)
2928 {
2929         if (!dev_priv->perf.metrics_kobj)
2930                 return;
2931
2932         if (IS_HASWELL(dev_priv))
2933                 i915_perf_unregister_sysfs_hsw(dev_priv);
2934         else if (IS_BROADWELL(dev_priv))
2935                 i915_perf_unregister_sysfs_bdw(dev_priv);
2936         else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv))
2937                 i915_perf_unregister_sysfs_chv(dev_priv);
2938         else if (IS_SKYLAKE(dev_priv)) {
2939                 if (IS_SKL_GT2(dev_priv))
2940                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt2(dev_priv);
2941                 else if (IS_SKL_GT3(dev_priv))
2942                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt3(dev_priv);
2943                 else if (IS_SKL_GT4(dev_priv))
2944                         i915_perf_unregister_sysfs_sklgt4(dev_priv);
2945         } else if (IS_BROXTON(dev_priv))
2946                 i915_perf_unregister_sysfs_bxt(dev_priv);
2947         else if (IS_KABYLAKE(dev_priv)) {
2948                 if (IS_KBL_GT2(dev_priv))
2949                         i915_perf_unregister_sysfs_kblgt2(dev_priv);
2950                 else if (IS_KBL_GT3(dev_priv))
2951                         i915_perf_unregister_sysfs_kblgt3(dev_priv);
2952         } else if (IS_GEMINILAKE(dev_priv))
2953                 i915_perf_unregister_sysfs_glk(dev_priv);
2954
2955
2956         kobject_put(dev_priv->perf.metrics_kobj);
2957         dev_priv->perf.metrics_kobj = NULL;
2958 }
2959
2960 static struct ctl_table oa_table[] = {
2961         {
2962          .procname = "perf_stream_paranoid",
2963          .data = &i915_perf_stream_paranoid,
2964          .maxlen = sizeof(i915_perf_stream_paranoid),
2965          .mode = 0644,
2966          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
2967          .extra1 = &zero,
2968          .extra2 = &one,
2969          },
2970         {
2971          .procname = "oa_max_sample_rate",
2972          .data = &i915_oa_max_sample_rate,
2973          .maxlen = sizeof(i915_oa_max_sample_rate),
2974          .mode = 0644,
2975          .proc_handler = proc_dointvec_minmax,
2976          .extra1 = &zero,
2977          .extra2 = &oa_sample_rate_hard_limit,
2978          },
2979         {}
2980 };
2981
2982 static struct ctl_table i915_root[] = {
2983         {
2984          .procname = "i915",
2985          .maxlen = 0,
2986          .mode = 0555,
2987          .child = oa_table,
2988          },
2989         {}
2990 };
2991
2992 static struct ctl_table dev_root[] = {
2993         {
2994          .procname = "dev",
2995          .maxlen = 0,
2996          .mode = 0555,
2997          .child = i915_root,
2998          },
2999         {}
3000 };
3001
3002 /**
3003  * i915_perf_init - initialize i915-perf state on module load
3004  * @dev_priv: i915 device instance
3005  *
3006  * Initializes i915-perf state without exposing anything to userspace.
3007  *
3008  * Note: i915-perf initialization is split into an 'init' and 'register'
3009  * phase with the i915_perf_register() exposing state to userspace.
3010  */
3011 void i915_perf_init(struct drm_i915_private *dev_priv)
3012 {
3013         dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets = 0;
3014
3015         if (IS_HASWELL(dev_priv)) {
3016                 dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer = gen7_init_oa_buffer;
3017                 dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set = hsw_enable_metric_set;
3018                 dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set = hsw_disable_metric_set;
3019                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable = gen7_oa_enable;
3020                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable = gen7_oa_disable;
3021                 dev_priv->perf.oa.ops.read = gen7_oa_read;
3022                 dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read =
3023                         gen7_oa_hw_tail_read;
3024
3025                 dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12500000;
3026
3027                 dev_priv->perf.oa.oa_formats = hsw_oa_formats;
3028
3029                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3030                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_hsw;
3031         } else if (i915.enable_execlists) {
3032                 /* Note: that although we could theoretically also support the
3033                  * legacy ringbuffer mode on BDW (and earlier iterations of
3034                  * this driver, before upstreaming did this) it didn't seem
3035                  * worth the complexity to maintain now that BDW+ enable
3036                  * execlist mode by default.
3037                  */
3038
3039                 if (IS_GEN8(dev_priv)) {
3040                         dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset = 0x120;
3041                         dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset = 0x2ce;
3042
3043                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12500000;
3044
3045                         dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit = (1<<25);
3046
3047                         if (IS_BROADWELL(dev_priv)) {
3048                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3049                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_bdw;
3050                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3051                                         i915_oa_select_metric_set_bdw;
3052                         } else if (IS_CHERRYVIEW(dev_priv)) {
3053                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3054                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_chv;
3055                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3056                                         i915_oa_select_metric_set_chv;
3057                         }
3058                 } else if (IS_GEN9(dev_priv)) {
3059                         dev_priv->perf.oa.ctx_oactxctrl_offset = 0x128;
3060                         dev_priv->perf.oa.ctx_flexeu0_offset = 0x3de;
3061
3062                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 12000000;
3063
3064                         dev_priv->perf.oa.gen8_valid_ctx_bit = (1<<16);
3065
3066                         if (IS_SKL_GT2(dev_priv)) {
3067                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3068                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt2;
3069                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3070                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt2;
3071                         } else if (IS_SKL_GT3(dev_priv)) {
3072                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3073                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt3;
3074                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3075                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt3;
3076                         } else if (IS_SKL_GT4(dev_priv)) {
3077                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3078                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_sklgt4;
3079                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3080                                         i915_oa_select_metric_set_sklgt4;
3081                         } else if (IS_BROXTON(dev_priv)) {
3082                                 dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 19200000;
3083
3084                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3085                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_bxt;
3086                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3087                                         i915_oa_select_metric_set_bxt;
3088                         } else if (IS_KBL_GT2(dev_priv)) {
3089                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3090                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_kblgt2;
3091                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3092                                         i915_oa_select_metric_set_kblgt2;
3093                         } else if (IS_KBL_GT3(dev_priv)) {
3094                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3095                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_kblgt3;
3096                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3097                                         i915_oa_select_metric_set_kblgt3;
3098                         } else if (IS_GEMINILAKE(dev_priv)) {
3099                                 dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency = 19200000;
3100
3101                                 dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets =
3102                                         i915_oa_n_builtin_metric_sets_glk;
3103                                 dev_priv->perf.oa.ops.select_metric_set =
3104                                         i915_oa_select_metric_set_glk;
3105                         }
3106                 }
3107
3108                 if (dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
3109                         dev_priv->perf.oa.ops.init_oa_buffer = gen8_init_oa_buffer;
3110                         dev_priv->perf.oa.ops.enable_metric_set =
3111                                 gen8_enable_metric_set;
3112                         dev_priv->perf.oa.ops.disable_metric_set =
3113                                 gen8_disable_metric_set;
3114                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_enable = gen8_oa_enable;
3115                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_disable = gen8_oa_disable;
3116                         dev_priv->perf.oa.ops.read = gen8_oa_read;
3117                         dev_priv->perf.oa.ops.oa_hw_tail_read =
3118                                 gen8_oa_hw_tail_read;
3119
3120                         dev_priv->perf.oa.oa_formats = gen8_plus_oa_formats;
3121                 }
3122         }
3123
3124         if (dev_priv->perf.oa.n_builtin_sets) {
3125                 hrtimer_init(&dev_priv->perf.oa.poll_check_timer,
3126                                 CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3127                 dev_priv->perf.oa.poll_check_timer.function = oa_poll_check_timer_cb;
3128                 init_waitqueue_head(&dev_priv->perf.oa.poll_wq);
3129
3130                 INIT_LIST_HEAD(&dev_priv->perf.streams);
3131                 mutex_init(&dev_priv->perf.lock);
3132                 spin_lock_init(&dev_priv->perf.oa.oa_buffer.ptr_lock);
3133
3134                 oa_sample_rate_hard_limit =
3135                         dev_priv->perf.oa.timestamp_frequency / 2;
3136                 dev_priv->perf.sysctl_header = register_sysctl_table(dev_root);
3137
3138                 dev_priv->perf.initialized = true;
3139         }
3140 }
3141
3142 /**
3143  * i915_perf_fini - Counter part to i915_perf_init()
3144  * @dev_priv: i915 device instance
3145  */
3146 void i915_perf_fini(struct drm_i915_private *dev_priv)
3147 {
3148         if (!dev_priv->perf.initialized)
3149                 return;
3150
3151         unregister_sysctl_table(dev_priv->perf.sysctl_header);
3152
3153         memset(&dev_priv->perf.oa.ops, 0, sizeof(dev_priv->perf.oa.ops));
3154
3155         dev_priv->perf.initialized = false;
3156 }