Linux 6.6.15-rt22
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_request.c
1 /*
2  * Copyright © 2008-2015 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  */
24
25 #include <linux/dma-fence-array.h>
26 #include <linux/dma-fence-chain.h>
27 #include <linux/irq_work.h>
28 #include <linux/prefetch.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/sched/clock.h>
31 #include <linux/sched/signal.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33
34 #include "gem/i915_gem_context.h"
35 #include "gt/intel_breadcrumbs.h"
36 #include "gt/intel_context.h"
37 #include "gt/intel_engine.h"
38 #include "gt/intel_engine_heartbeat.h"
39 #include "gt/intel_engine_regs.h"
40 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
41 #include "gt/intel_reset.h"
42 #include "gt/intel_ring.h"
43 #include "gt/intel_rps.h"
44
45 #include "i915_active.h"
46 #include "i915_config.h"
47 #include "i915_deps.h"
48 #include "i915_driver.h"
49 #include "i915_drv.h"
50 #include "i915_trace.h"
51
52 struct execute_cb {
53         struct irq_work work;
54         struct i915_sw_fence *fence;
55         struct i915_request *signal;
56 };
57
58 static struct kmem_cache *slab_requests;
59 static struct kmem_cache *slab_execute_cbs;
60
61 static const char *i915_fence_get_driver_name(struct dma_fence *fence)
62 {
63         return dev_name(to_request(fence)->i915->drm.dev);
64 }
65
66 static const char *i915_fence_get_timeline_name(struct dma_fence *fence)
67 {
68         const struct i915_gem_context *ctx;
69
70         /*
71          * The timeline struct (as part of the ppgtt underneath a context)
72          * may be freed when the request is no longer in use by the GPU.
73          * We could extend the life of a context to beyond that of all
74          * fences, possibly keeping the hw resource around indefinitely,
75          * or we just give them a false name. Since
76          * dma_fence_ops.get_timeline_name is a debug feature, the occasional
77          * lie seems justifiable.
78          */
79         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
80                 return "signaled";
81
82         ctx = i915_request_gem_context(to_request(fence));
83         if (!ctx)
84                 return "[" DRIVER_NAME "]";
85
86         return ctx->name;
87 }
88
89 static bool i915_fence_signaled(struct dma_fence *fence)
90 {
91         return i915_request_completed(to_request(fence));
92 }
93
94 static bool i915_fence_enable_signaling(struct dma_fence *fence)
95 {
96         return i915_request_enable_breadcrumb(to_request(fence));
97 }
98
99 static signed long i915_fence_wait(struct dma_fence *fence,
100                                    bool interruptible,
101                                    signed long timeout)
102 {
103         return i915_request_wait_timeout(to_request(fence),
104                                          interruptible | I915_WAIT_PRIORITY,
105                                          timeout);
106 }
107
108 struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void)
109 {
110         return slab_requests;
111 }
112
113 static void i915_fence_release(struct dma_fence *fence)
114 {
115         struct i915_request *rq = to_request(fence);
116
117         GEM_BUG_ON(rq->guc_prio != GUC_PRIO_INIT &&
118                    rq->guc_prio != GUC_PRIO_FINI);
119
120         i915_request_free_capture_list(fetch_and_zero(&rq->capture_list));
121         if (rq->batch_res) {
122                 i915_vma_resource_put(rq->batch_res);
123                 rq->batch_res = NULL;
124         }
125
126         /*
127          * The request is put onto a RCU freelist (i.e. the address
128          * is immediately reused), mark the fences as being freed now.
129          * Otherwise the debugobjects for the fences are only marked as
130          * freed when the slab cache itself is freed, and so we would get
131          * caught trying to reuse dead objects.
132          */
133         i915_sw_fence_fini(&rq->submit);
134         i915_sw_fence_fini(&rq->semaphore);
135
136         /*
137          * Keep one request on each engine for reserved use under mempressure.
138          *
139          * We do not hold a reference to the engine here and so have to be
140          * very careful in what rq->engine we poke. The virtual engine is
141          * referenced via the rq->context and we released that ref during
142          * i915_request_retire(), ergo we must not dereference a virtual
143          * engine here. Not that we would want to, as the only consumer of
144          * the reserved engine->request_pool is the power management parking,
145          * which must-not-fail, and that is only run on the physical engines.
146          *
147          * Since the request must have been executed to be have completed,
148          * we know that it will have been processed by the HW and will
149          * not be unsubmitted again, so rq->engine and rq->execution_mask
150          * at this point is stable. rq->execution_mask will be a single
151          * bit if the last and _only_ engine it could execution on was a
152          * physical engine, if it's multiple bits then it started on and
153          * could still be on a virtual engine. Thus if the mask is not a
154          * power-of-two we assume that rq->engine may still be a virtual
155          * engine and so a dangling invalid pointer that we cannot dereference
156          *
157          * For example, consider the flow of a bonded request through a virtual
158          * engine. The request is created with a wide engine mask (all engines
159          * that we might execute on). On processing the bond, the request mask
160          * is reduced to one or more engines. If the request is subsequently
161          * bound to a single engine, it will then be constrained to only
162          * execute on that engine and never returned to the virtual engine
163          * after timeslicing away, see __unwind_incomplete_requests(). Thus we
164          * know that if the rq->execution_mask is a single bit, rq->engine
165          * can be a physical engine with the exact corresponding mask.
166          */
167         if (is_power_of_2(rq->execution_mask) &&
168             !cmpxchg(&rq->engine->request_pool, NULL, rq))
169                 return;
170
171         kmem_cache_free(slab_requests, rq);
172 }
173
174 const struct dma_fence_ops i915_fence_ops = {
175         .get_driver_name = i915_fence_get_driver_name,
176         .get_timeline_name = i915_fence_get_timeline_name,
177         .enable_signaling = i915_fence_enable_signaling,
178         .signaled = i915_fence_signaled,
179         .wait = i915_fence_wait,
180         .release = i915_fence_release,
181 };
182
183 static void irq_execute_cb(struct irq_work *wrk)
184 {
185         struct execute_cb *cb = container_of(wrk, typeof(*cb), work);
186
187         i915_sw_fence_complete(cb->fence);
188         kmem_cache_free(slab_execute_cbs, cb);
189 }
190
191 static __always_inline void
192 __notify_execute_cb(struct i915_request *rq, bool (*fn)(struct irq_work *wrk))
193 {
194         struct execute_cb *cb, *cn;
195
196         if (llist_empty(&rq->execute_cb))
197                 return;
198
199         llist_for_each_entry_safe(cb, cn,
200                                   llist_del_all(&rq->execute_cb),
201                                   work.node.llist)
202                 fn(&cb->work);
203 }
204
205 static void __notify_execute_cb_irq(struct i915_request *rq)
206 {
207         __notify_execute_cb(rq, irq_work_queue);
208 }
209
210 static bool irq_work_imm(struct irq_work *wrk)
211 {
212         wrk->func(wrk);
213         return false;
214 }
215
216 void i915_request_notify_execute_cb_imm(struct i915_request *rq)
217 {
218         __notify_execute_cb(rq, irq_work_imm);
219 }
220
221 static void __i915_request_fill(struct i915_request *rq, u8 val)
222 {
223         void *vaddr = rq->ring->vaddr;
224         u32 head;
225
226         head = rq->infix;
227         if (rq->postfix < head) {
228                 memset(vaddr + head, val, rq->ring->size - head);
229                 head = 0;
230         }
231         memset(vaddr + head, val, rq->postfix - head);
232 }
233
234 /**
235  * i915_request_active_engine
236  * @rq: request to inspect
237  * @active: pointer in which to return the active engine
238  *
239  * Fills the currently active engine to the @active pointer if the request
240  * is active and still not completed.
241  *
242  * Returns true if request was active or false otherwise.
243  */
244 bool
245 i915_request_active_engine(struct i915_request *rq,
246                            struct intel_engine_cs **active)
247 {
248         struct intel_engine_cs *engine, *locked;
249         bool ret = false;
250
251         /*
252          * Serialise with __i915_request_submit() so that it sees
253          * is-banned?, or we know the request is already inflight.
254          *
255          * Note that rq->engine is unstable, and so we double
256          * check that we have acquired the lock on the final engine.
257          */
258         locked = READ_ONCE(rq->engine);
259         spin_lock_irq(&locked->sched_engine->lock);
260         while (unlikely(locked != (engine = READ_ONCE(rq->engine)))) {
261                 spin_unlock(&locked->sched_engine->lock);
262                 locked = engine;
263                 spin_lock(&locked->sched_engine->lock);
264         }
265
266         if (i915_request_is_active(rq)) {
267                 if (!__i915_request_is_complete(rq))
268                         *active = locked;
269                 ret = true;
270         }
271
272         spin_unlock_irq(&locked->sched_engine->lock);
273
274         return ret;
275 }
276
277 static void __rq_init_watchdog(struct i915_request *rq)
278 {
279         rq->watchdog.timer.function = NULL;
280 }
281
282 static enum hrtimer_restart __rq_watchdog_expired(struct hrtimer *hrtimer)
283 {
284         struct i915_request *rq =
285                 container_of(hrtimer, struct i915_request, watchdog.timer);
286         struct intel_gt *gt = rq->engine->gt;
287
288         if (!i915_request_completed(rq)) {
289                 if (llist_add(&rq->watchdog.link, &gt->watchdog.list))
290                         queue_work(gt->i915->unordered_wq, &gt->watchdog.work);
291         } else {
292                 i915_request_put(rq);
293         }
294
295         return HRTIMER_NORESTART;
296 }
297
298 static void __rq_arm_watchdog(struct i915_request *rq)
299 {
300         struct i915_request_watchdog *wdg = &rq->watchdog;
301         struct intel_context *ce = rq->context;
302
303         if (!ce->watchdog.timeout_us)
304                 return;
305
306         i915_request_get(rq);
307
308         hrtimer_init(&wdg->timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
309         wdg->timer.function = __rq_watchdog_expired;
310         hrtimer_start_range_ns(&wdg->timer,
311                                ns_to_ktime(ce->watchdog.timeout_us *
312                                            NSEC_PER_USEC),
313                                NSEC_PER_MSEC,
314                                HRTIMER_MODE_REL);
315 }
316
317 static void __rq_cancel_watchdog(struct i915_request *rq)
318 {
319         struct i915_request_watchdog *wdg = &rq->watchdog;
320
321         if (wdg->timer.function && hrtimer_try_to_cancel(&wdg->timer) > 0)
322                 i915_request_put(rq);
323 }
324
325 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_CAPTURE_ERROR)
326
327 /**
328  * i915_request_free_capture_list - Free a capture list
329  * @capture: Pointer to the first list item or NULL
330  *
331  */
332 void i915_request_free_capture_list(struct i915_capture_list *capture)
333 {
334         while (capture) {
335                 struct i915_capture_list *next = capture->next;
336
337                 i915_vma_resource_put(capture->vma_res);
338                 kfree(capture);
339                 capture = next;
340         }
341 }
342
343 #define assert_capture_list_is_null(_rq) GEM_BUG_ON((_rq)->capture_list)
344
345 #define clear_capture_list(_rq) ((_rq)->capture_list = NULL)
346
347 #else
348
349 #define i915_request_free_capture_list(_a) do {} while (0)
350
351 #define assert_capture_list_is_null(_a) do {} while (0)
352
353 #define clear_capture_list(_rq) do {} while (0)
354
355 #endif
356
357 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq)
358 {
359         if (!__i915_request_is_complete(rq))
360                 return false;
361
362         RQ_TRACE(rq, "\n");
363
364         GEM_BUG_ON(!i915_sw_fence_signaled(&rq->submit));
365         trace_i915_request_retire(rq);
366         i915_request_mark_complete(rq);
367
368         __rq_cancel_watchdog(rq);
369
370         /*
371          * We know the GPU must have read the request to have
372          * sent us the seqno + interrupt, so use the position
373          * of tail of the request to update the last known position
374          * of the GPU head.
375          *
376          * Note this requires that we are always called in request
377          * completion order.
378          */
379         GEM_BUG_ON(!list_is_first(&rq->link,
380                                   &i915_request_timeline(rq)->requests));
381         if (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_DEBUG_GEM))
382                 /* Poison before we release our space in the ring */
383                 __i915_request_fill(rq, POISON_FREE);
384         rq->ring->head = rq->postfix;
385
386         if (!i915_request_signaled(rq)) {
387                 spin_lock_irq(&rq->lock);
388                 dma_fence_signal_locked(&rq->fence);
389                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
390         }
391
392         if (test_and_set_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags))
393                 intel_rps_dec_waiters(&rq->engine->gt->rps);
394
395         /*
396          * We only loosely track inflight requests across preemption,
397          * and so we may find ourselves attempting to retire a _completed_
398          * request that we have removed from the HW and put back on a run
399          * queue.
400          *
401          * As we set I915_FENCE_FLAG_ACTIVE on the request, this should be
402          * after removing the breadcrumb and signaling it, so that we do not
403          * inadvertently attach the breadcrumb to a completed request.
404          */
405         rq->engine->remove_active_request(rq);
406         GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));
407
408         __list_del_entry(&rq->link); /* poison neither prev/next (RCU walks) */
409
410         intel_context_exit(rq->context);
411         intel_context_unpin(rq->context);
412
413         i915_sched_node_fini(&rq->sched);
414         i915_request_put(rq);
415
416         return true;
417 }
418
419 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq)
420 {
421         struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
422         struct i915_request *tmp;
423
424         RQ_TRACE(rq, "\n");
425         GEM_BUG_ON(!__i915_request_is_complete(rq));
426
427         do {
428                 tmp = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*tmp), link);
429                 GEM_BUG_ON(!i915_request_completed(tmp));
430         } while (i915_request_retire(tmp) && tmp != rq);
431 }
432
433 static struct i915_request * const *
434 __engine_active(struct intel_engine_cs *engine)
435 {
436         return READ_ONCE(engine->execlists.active);
437 }
438
439 static bool __request_in_flight(const struct i915_request *signal)
440 {
441         struct i915_request * const *port, *rq;
442         bool inflight = false;
443
444         if (!i915_request_is_ready(signal))
445                 return false;
446
447         /*
448          * Even if we have unwound the request, it may still be on
449          * the GPU (preempt-to-busy). If that request is inside an
450          * unpreemptible critical section, it will not be removed. Some
451          * GPU functions may even be stuck waiting for the paired request
452          * (__await_execution) to be submitted and cannot be preempted
453          * until the bond is executing.
454          *
455          * As we know that there are always preemption points between
456          * requests, we know that only the currently executing request
457          * may be still active even though we have cleared the flag.
458          * However, we can't rely on our tracking of ELSP[0] to know
459          * which request is currently active and so maybe stuck, as
460          * the tracking maybe an event behind. Instead assume that
461          * if the context is still inflight, then it is still active
462          * even if the active flag has been cleared.
463          *
464          * To further complicate matters, if there a pending promotion, the HW
465          * may either perform a context switch to the second inflight execlists,
466          * or it may switch to the pending set of execlists. In the case of the
467          * latter, it may send the ACK and we process the event copying the
468          * pending[] over top of inflight[], _overwriting_ our *active. Since
469          * this implies the HW is arbitrating and not struck in *active, we do
470          * not worry about complete accuracy, but we do require no read/write
471          * tearing of the pointer [the read of the pointer must be valid, even
472          * as the array is being overwritten, for which we require the writes
473          * to avoid tearing.]
474          *
475          * Note that the read of *execlists->active may race with the promotion
476          * of execlists->pending[] to execlists->inflight[], overwritting
477          * the value at *execlists->active. This is fine. The promotion implies
478          * that we received an ACK from the HW, and so the context is not
479          * stuck -- if we do not see ourselves in *active, the inflight status
480          * is valid. If instead we see ourselves being copied into *active,
481          * we are inflight and may signal the callback.
482          */
483         if (!intel_context_inflight(signal->context))
484                 return false;
485
486         rcu_read_lock();
487         for (port = __engine_active(signal->engine);
488              (rq = READ_ONCE(*port)); /* may race with promotion of pending[] */
489              port++) {
490                 if (rq->context == signal->context) {
491                         inflight = i915_seqno_passed(rq->fence.seqno,
492                                                      signal->fence.seqno);
493                         break;
494                 }
495         }
496         rcu_read_unlock();
497
498         return inflight;
499 }
500
501 static int
502 __await_execution(struct i915_request *rq,
503                   struct i915_request *signal,
504                   gfp_t gfp)
505 {
506         struct execute_cb *cb;
507
508         if (i915_request_is_active(signal))
509                 return 0;
510
511         cb = kmem_cache_alloc(slab_execute_cbs, gfp);
512         if (!cb)
513                 return -ENOMEM;
514
515         cb->fence = &rq->submit;
516         i915_sw_fence_await(cb->fence);
517         init_irq_work(&cb->work, irq_execute_cb);
518
519         /*
520          * Register the callback first, then see if the signaler is already
521          * active. This ensures that if we race with the
522          * __notify_execute_cb from i915_request_submit() and we are not
523          * included in that list, we get a second bite of the cherry and
524          * execute it ourselves. After this point, a future
525          * i915_request_submit() will notify us.
526          *
527          * In i915_request_retire() we set the ACTIVE bit on a completed
528          * request (then flush the execute_cb). So by registering the
529          * callback first, then checking the ACTIVE bit, we serialise with
530          * the completed/retired request.
531          */
532         if (llist_add(&cb->work.node.llist, &signal->execute_cb)) {
533                 if (i915_request_is_active(signal) ||
534                     __request_in_flight(signal))
535                         i915_request_notify_execute_cb_imm(signal);
536         }
537
538         return 0;
539 }
540
541 static bool fatal_error(int error)
542 {
543         switch (error) {
544         case 0: /* not an error! */
545         case -EAGAIN: /* innocent victim of a GT reset (__i915_request_reset) */
546         case -ETIMEDOUT: /* waiting for Godot (timer_i915_sw_fence_wake) */
547                 return false;
548         default:
549                 return true;
550         }
551 }
552
553 void __i915_request_skip(struct i915_request *rq)
554 {
555         GEM_BUG_ON(!fatal_error(rq->fence.error));
556
557         if (rq->infix == rq->postfix)
558                 return;
559
560         RQ_TRACE(rq, "error: %d\n", rq->fence.error);
561
562         /*
563          * As this request likely depends on state from the lost
564          * context, clear out all the user operations leaving the
565          * breadcrumb at the end (so we get the fence notifications).
566          */
567         __i915_request_fill(rq, 0);
568         rq->infix = rq->postfix;
569 }
570
571 bool i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error)
572 {
573         int old;
574
575         GEM_BUG_ON(!IS_ERR_VALUE((long)error));
576
577         if (i915_request_signaled(rq))
578                 return false;
579
580         old = READ_ONCE(rq->fence.error);
581         do {
582                 if (fatal_error(old))
583                         return false;
584         } while (!try_cmpxchg(&rq->fence.error, &old, error));
585
586         return true;
587 }
588
589 struct i915_request *i915_request_mark_eio(struct i915_request *rq)
590 {
591         if (__i915_request_is_complete(rq))
592                 return NULL;
593
594         GEM_BUG_ON(i915_request_signaled(rq));
595
596         /* As soon as the request is completed, it may be retired */
597         rq = i915_request_get(rq);
598
599         i915_request_set_error_once(rq, -EIO);
600         i915_request_mark_complete(rq);
601
602         return rq;
603 }
604
605 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request)
606 {
607         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
608         bool result = false;
609
610         RQ_TRACE(request, "\n");
611
612         lockdep_assert_held(&engine->sched_engine->lock);
613
614         /*
615          * With the advent of preempt-to-busy, we frequently encounter
616          * requests that we have unsubmitted from HW, but left running
617          * until the next ack and so have completed in the meantime. On
618          * resubmission of that completed request, we can skip
619          * updating the payload, and execlists can even skip submitting
620          * the request.
621          *
622          * We must remove the request from the caller's priority queue,
623          * and the caller must only call us when the request is in their
624          * priority queue, under the sched_engine->lock. This ensures that the
625          * request has *not* yet been retired and we can safely move
626          * the request into the engine->active.list where it will be
627          * dropped upon retiring. (Otherwise if resubmit a *retired*
628          * request, this would be a horrible use-after-free.)
629          */
630         if (__i915_request_is_complete(request)) {
631                 list_del_init(&request->sched.link);
632                 goto active;
633         }
634
635         if (unlikely(!intel_context_is_schedulable(request->context)))
636                 i915_request_set_error_once(request, -EIO);
637
638         if (unlikely(fatal_error(request->fence.error)))
639                 __i915_request_skip(request);
640
641         /*
642          * Are we using semaphores when the gpu is already saturated?
643          *
644          * Using semaphores incurs a cost in having the GPU poll a
645          * memory location, busywaiting for it to change. The continual
646          * memory reads can have a noticeable impact on the rest of the
647          * system with the extra bus traffic, stalling the cpu as it too
648          * tries to access memory across the bus (perf stat -e bus-cycles).
649          *
650          * If we installed a semaphore on this request and we only submit
651          * the request after the signaler completed, that indicates the
652          * system is overloaded and using semaphores at this time only
653          * increases the amount of work we are doing. If so, we disable
654          * further use of semaphores until we are idle again, whence we
655          * optimistically try again.
656          */
657         if (request->sched.semaphores &&
658             i915_sw_fence_signaled(&request->semaphore))
659                 engine->saturated |= request->sched.semaphores;
660
661         engine->emit_fini_breadcrumb(request,
662                                      request->ring->vaddr + request->postfix);
663
664         trace_i915_request_execute(request);
665         if (engine->bump_serial)
666                 engine->bump_serial(engine);
667         else
668                 engine->serial++;
669
670         result = true;
671
672         GEM_BUG_ON(test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
673         engine->add_active_request(request);
674 active:
675         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &request->fence.flags);
676         set_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);
677
678         /*
679          * XXX Rollback bonded-execution on __i915_request_unsubmit()?
680          *
681          * In the future, perhaps when we have an active time-slicing scheduler,
682          * it will be interesting to unsubmit parallel execution and remove
683          * busywaits from the GPU until their master is restarted. This is
684          * quite hairy, we have to carefully rollback the fence and do a
685          * preempt-to-idle cycle on the target engine, all the while the
686          * master execute_cb may refire.
687          */
688         __notify_execute_cb_irq(request);
689
690         /* We may be recursing from the signal callback of another i915 fence */
691         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
692                 i915_request_enable_breadcrumb(request);
693
694         return result;
695 }
696
697 void i915_request_submit(struct i915_request *request)
698 {
699         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
700         unsigned long flags;
701
702         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
703         spin_lock_irqsave(&engine->sched_engine->lock, flags);
704
705         __i915_request_submit(request);
706
707         spin_unlock_irqrestore(&engine->sched_engine->lock, flags);
708 }
709
710 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
711 {
712         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
713
714         /*
715          * Only unwind in reverse order, required so that the per-context list
716          * is kept in seqno/ring order.
717          */
718         RQ_TRACE(request, "\n");
719
720         lockdep_assert_held(&engine->sched_engine->lock);
721
722         /*
723          * Before we remove this breadcrumb from the signal list, we have
724          * to ensure that a concurrent dma_fence_enable_signaling() does not
725          * attach itself. We first mark the request as no longer active and
726          * make sure that is visible to other cores, and then remove the
727          * breadcrumb if attached.
728          */
729         GEM_BUG_ON(!test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
730         clear_bit_unlock(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);
731         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
732                 i915_request_cancel_breadcrumb(request);
733
734         /* We've already spun, don't charge on resubmitting. */
735         if (request->sched.semaphores && __i915_request_has_started(request))
736                 request->sched.semaphores = 0;
737
738         /*
739          * We don't need to wake_up any waiters on request->execute, they
740          * will get woken by any other event or us re-adding this request
741          * to the engine timeline (__i915_request_submit()). The waiters
742          * should be quite adapt at finding that the request now has a new
743          * global_seqno to the one they went to sleep on.
744          */
745 }
746
747 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
748 {
749         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
750         unsigned long flags;
751
752         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
753         spin_lock_irqsave(&engine->sched_engine->lock, flags);
754
755         __i915_request_unsubmit(request);
756
757         spin_unlock_irqrestore(&engine->sched_engine->lock, flags);
758 }
759
760 void i915_request_cancel(struct i915_request *rq, int error)
761 {
762         if (!i915_request_set_error_once(rq, error))
763                 return;
764
765         set_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags);
766
767         intel_context_cancel_request(rq->context, rq);
768 }
769
770 static int
771 submit_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
772 {
773         struct i915_request *request =
774                 container_of(fence, typeof(*request), submit);
775
776         switch (state) {
777         case FENCE_COMPLETE:
778                 trace_i915_request_submit(request);
779
780                 if (unlikely(fence->error))
781                         i915_request_set_error_once(request, fence->error);
782                 else
783                         __rq_arm_watchdog(request);
784
785                 /*
786                  * We need to serialize use of the submit_request() callback
787                  * with its hotplugging performed during an emergency
788                  * i915_gem_set_wedged().  We use the RCU mechanism to mark the
789                  * critical section in order to force i915_gem_set_wedged() to
790                  * wait until the submit_request() is completed before
791                  * proceeding.
792                  */
793                 rcu_read_lock();
794                 request->engine->submit_request(request);
795                 rcu_read_unlock();
796                 break;
797
798         case FENCE_FREE:
799                 i915_request_put(request);
800                 break;
801         }
802
803         return NOTIFY_DONE;
804 }
805
806 static int
807 semaphore_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
808 {
809         struct i915_request *rq = container_of(fence, typeof(*rq), semaphore);
810
811         switch (state) {
812         case FENCE_COMPLETE:
813                 break;
814
815         case FENCE_FREE:
816                 i915_request_put(rq);
817                 break;
818         }
819
820         return NOTIFY_DONE;
821 }
822
823 static void retire_requests(struct intel_timeline *tl)
824 {
825         struct i915_request *rq, *rn;
826
827         list_for_each_entry_safe(rq, rn, &tl->requests, link)
828                 if (!i915_request_retire(rq))
829                         break;
830 }
831
832 static noinline struct i915_request *
833 request_alloc_slow(struct intel_timeline *tl,
834                    struct i915_request **rsvd,
835                    gfp_t gfp)
836 {
837         struct i915_request *rq;
838
839         /* If we cannot wait, dip into our reserves */
840         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp)) {
841                 rq = xchg(rsvd, NULL);
842                 if (!rq) /* Use the normal failure path for one final WARN */
843                         goto out;
844
845                 return rq;
846         }
847
848         if (list_empty(&tl->requests))
849                 goto out;
850
851         /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
852         rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
853         i915_request_retire(rq);
854
855         rq = kmem_cache_alloc(slab_requests,
856                               gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
857         if (rq)
858                 return rq;
859
860         /* Ratelimit ourselves to prevent oom from malicious clients */
861         rq = list_last_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
862         cond_synchronize_rcu(rq->rcustate);
863
864         /* Retire our old requests in the hope that we free some */
865         retire_requests(tl);
866
867 out:
868         return kmem_cache_alloc(slab_requests, gfp);
869 }
870
871 static void __i915_request_ctor(void *arg)
872 {
873         struct i915_request *rq = arg;
874
875         spin_lock_init(&rq->lock);
876         i915_sched_node_init(&rq->sched);
877         i915_sw_fence_init(&rq->submit, submit_notify);
878         i915_sw_fence_init(&rq->semaphore, semaphore_notify);
879
880         clear_capture_list(rq);
881         rq->batch_res = NULL;
882
883         init_llist_head(&rq->execute_cb);
884 }
885
886 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
887 #define clear_batch_ptr(_rq) ((_rq)->batch = NULL)
888 #else
889 #define clear_batch_ptr(_a) do {} while (0)
890 #endif
891
892 struct i915_request *
893 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp)
894 {
895         struct intel_timeline *tl = ce->timeline;
896         struct i915_request *rq;
897         u32 seqno;
898         int ret;
899
900         might_alloc(gfp);
901
902         /* Check that the caller provided an already pinned context */
903         __intel_context_pin(ce);
904
905         /*
906          * Beware: Dragons be flying overhead.
907          *
908          * We use RCU to look up requests in flight. The lookups may
909          * race with the request being allocated from the slab freelist.
910          * That is the request we are writing to here, may be in the process
911          * of being read by __i915_active_request_get_rcu(). As such,
912          * we have to be very careful when overwriting the contents. During
913          * the RCU lookup, we change chase the request->engine pointer,
914          * read the request->global_seqno and increment the reference count.
915          *
916          * The reference count is incremented atomically. If it is zero,
917          * the lookup knows the request is unallocated and complete. Otherwise,
918          * it is either still in use, or has been reallocated and reset
919          * with dma_fence_init(). This increment is safe for release as we
920          * check that the request we have a reference to and matches the active
921          * request.
922          *
923          * Before we increment the refcount, we chase the request->engine
924          * pointer. We must not call kmem_cache_zalloc() or else we set
925          * that pointer to NULL and cause a crash during the lookup. If
926          * we see the request is completed (based on the value of the
927          * old engine and seqno), the lookup is complete and reports NULL.
928          * If we decide the request is not completed (new engine or seqno),
929          * then we grab a reference and double check that it is still the
930          * active request - which it won't be and restart the lookup.
931          *
932          * Do not use kmem_cache_zalloc() here!
933          */
934         rq = kmem_cache_alloc(slab_requests,
935                               gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
936         if (unlikely(!rq)) {
937                 rq = request_alloc_slow(tl, &ce->engine->request_pool, gfp);
938                 if (!rq) {
939                         ret = -ENOMEM;
940                         goto err_unreserve;
941                 }
942         }
943
944         rq->context = ce;
945         rq->engine = ce->engine;
946         rq->ring = ce->ring;
947         rq->execution_mask = ce->engine->mask;
948         rq->i915 = ce->engine->i915;
949
950         ret = intel_timeline_get_seqno(tl, rq, &seqno);
951         if (ret)
952                 goto err_free;
953
954         dma_fence_init(&rq->fence, &i915_fence_ops, &rq->lock,
955                        tl->fence_context, seqno);
956
957         RCU_INIT_POINTER(rq->timeline, tl);
958         rq->hwsp_seqno = tl->hwsp_seqno;
959         GEM_BUG_ON(__i915_request_is_complete(rq));
960
961         rq->rcustate = get_state_synchronize_rcu(); /* acts as smp_mb() */
962
963         rq->guc_prio = GUC_PRIO_INIT;
964
965         /* We bump the ref for the fence chain */
966         i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->submit);
967         i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->semaphore);
968
969         i915_sched_node_reinit(&rq->sched);
970
971         /* No zalloc, everything must be cleared after use */
972         clear_batch_ptr(rq);
973         __rq_init_watchdog(rq);
974         assert_capture_list_is_null(rq);
975         GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));
976         GEM_BUG_ON(rq->batch_res);
977
978         /*
979          * Reserve space in the ring buffer for all the commands required to
980          * eventually emit this request. This is to guarantee that the
981          * i915_request_add() call can't fail. Note that the reserve may need
982          * to be redone if the request is not actually submitted straight
983          * away, e.g. because a GPU scheduler has deferred it.
984          *
985          * Note that due to how we add reserved_space to intel_ring_begin()
986          * we need to double our request to ensure that if we need to wrap
987          * around inside i915_request_add() there is sufficient space at
988          * the beginning of the ring as well.
989          */
990         rq->reserved_space =
991                 2 * rq->engine->emit_fini_breadcrumb_dw * sizeof(u32);
992
993         /*
994          * Record the position of the start of the request so that
995          * should we detect the updated seqno part-way through the
996          * GPU processing the request, we never over-estimate the
997          * position of the head.
998          */
999         rq->head = rq->ring->emit;
1000
1001         ret = rq->engine->request_alloc(rq);
1002         if (ret)
1003                 goto err_unwind;
1004
1005         rq->infix = rq->ring->emit; /* end of header; start of user payload */
1006
1007         intel_context_mark_active(ce);
1008         list_add_tail_rcu(&rq->link, &tl->requests);
1009
1010         return rq;
1011
1012 err_unwind:
1013         ce->ring->emit = rq->head;
1014
1015         /* Make sure we didn't add ourselves to external state before freeing */
1016         GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.signalers_list));
1017         GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.waiters_list));
1018
1019 err_free:
1020         kmem_cache_free(slab_requests, rq);
1021 err_unreserve:
1022         intel_context_unpin(ce);
1023         return ERR_PTR(ret);
1024 }
1025
1026 struct i915_request *
1027 i915_request_create(struct intel_context *ce)
1028 {
1029         struct i915_request *rq;
1030         struct intel_timeline *tl;
1031
1032         tl = intel_context_timeline_lock(ce);
1033         if (IS_ERR(tl))
1034                 return ERR_CAST(tl);
1035
1036         /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
1037         rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
1038         if (!list_is_last(&rq->link, &tl->requests))
1039                 i915_request_retire(rq);
1040
1041         intel_context_enter(ce);
1042         rq = __i915_request_create(ce, GFP_KERNEL);
1043         intel_context_exit(ce); /* active reference transferred to request */
1044         if (IS_ERR(rq))
1045                 goto err_unlock;
1046
1047         /* Check that we do not interrupt ourselves with a new request */
1048         rq->cookie = lockdep_pin_lock(&tl->mutex);
1049
1050         return rq;
1051
1052 err_unlock:
1053         intel_context_timeline_unlock(tl);
1054         return rq;
1055 }
1056
1057 static int
1058 i915_request_await_start(struct i915_request *rq, struct i915_request *signal)
1059 {
1060         struct dma_fence *fence;
1061         int err;
1062
1063         if (i915_request_timeline(rq) == rcu_access_pointer(signal->timeline))
1064                 return 0;
1065
1066         if (i915_request_started(signal))
1067                 return 0;
1068
1069         /*
1070          * The caller holds a reference on @signal, but we do not serialise
1071          * against it being retired and removed from the lists.
1072          *
1073          * We do not hold a reference to the request before @signal, and
1074          * so must be very careful to ensure that it is not _recycled_ as
1075          * we follow the link backwards.
1076          */
1077         fence = NULL;
1078         rcu_read_lock();
1079         do {
1080                 struct list_head *pos = READ_ONCE(signal->link.prev);
1081                 struct i915_request *prev;
1082
1083                 /* Confirm signal has not been retired, the link is valid */
1084                 if (unlikely(__i915_request_has_started(signal)))
1085                         break;
1086
1087                 /* Is signal the earliest request on its timeline? */
1088                 if (pos == &rcu_dereference(signal->timeline)->requests)
1089                         break;
1090
1091                 /*
1092                  * Peek at the request before us in the timeline. That
1093                  * request will only be valid before it is retired, so
1094                  * after acquiring a reference to it, confirm that it is
1095                  * still part of the signaler's timeline.
1096                  */
1097                 prev = list_entry(pos, typeof(*prev), link);
1098                 if (!i915_request_get_rcu(prev))
1099                         break;
1100
1101                 /* After the strong barrier, confirm prev is still attached */
1102                 if (unlikely(READ_ONCE(prev->link.next) != &signal->link)) {
1103                         i915_request_put(prev);
1104                         break;
1105                 }
1106
1107                 fence = &prev->fence;
1108         } while (0);
1109         rcu_read_unlock();
1110         if (!fence)
1111                 return 0;
1112
1113         err = 0;
1114         if (!intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq), fence))
1115                 err = i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
1116                                                     fence, 0,
1117                                                     I915_FENCE_GFP);
1118         dma_fence_put(fence);
1119
1120         return err;
1121 }
1122
1123 static intel_engine_mask_t
1124 already_busywaiting(struct i915_request *rq)
1125 {
1126         /*
1127          * Polling a semaphore causes bus traffic, delaying other users of
1128          * both the GPU and CPU. We want to limit the impact on others,
1129          * while taking advantage of early submission to reduce GPU
1130          * latency. Therefore we restrict ourselves to not using more
1131          * than one semaphore from each source, and not using a semaphore
1132          * if we have detected the engine is saturated (i.e. would not be
1133          * submitted early and cause bus traffic reading an already passed
1134          * semaphore).
1135          *
1136          * See the are-we-too-late? check in __i915_request_submit().
1137          */
1138         return rq->sched.semaphores | READ_ONCE(rq->engine->saturated);
1139 }
1140
1141 static int
1142 __emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
1143                       struct i915_request *from,
1144                       u32 seqno)
1145 {
1146         const int has_token = GRAPHICS_VER(to->engine->i915) >= 12;
1147         u32 hwsp_offset;
1148         int len, err;
1149         u32 *cs;
1150
1151         GEM_BUG_ON(GRAPHICS_VER(to->engine->i915) < 8);
1152         GEM_BUG_ON(i915_request_has_initial_breadcrumb(to));
1153
1154         /* We need to pin the signaler's HWSP until we are finished reading. */
1155         err = intel_timeline_read_hwsp(from, to, &hwsp_offset);
1156         if (err)
1157                 return err;
1158
1159         len = 4;
1160         if (has_token)
1161                 len += 2;
1162
1163         cs = intel_ring_begin(to, len);
1164         if (IS_ERR(cs))
1165                 return PTR_ERR(cs);
1166
1167         /*
1168          * Using greater-than-or-equal here means we have to worry
1169          * about seqno wraparound. To side step that issue, we swap
1170          * the timeline HWSP upon wrapping, so that everyone listening
1171          * for the old (pre-wrap) values do not see the much smaller
1172          * (post-wrap) values than they were expecting (and so wait
1173          * forever).
1174          */
1175         *cs++ = (MI_SEMAPHORE_WAIT |
1176                  MI_SEMAPHORE_GLOBAL_GTT |
1177                  MI_SEMAPHORE_POLL |
1178                  MI_SEMAPHORE_SAD_GTE_SDD) +
1179                 has_token;
1180         *cs++ = seqno;
1181         *cs++ = hwsp_offset;
1182         *cs++ = 0;
1183         if (has_token) {
1184                 *cs++ = 0;
1185                 *cs++ = MI_NOOP;
1186         }
1187
1188         intel_ring_advance(to, cs);
1189         return 0;
1190 }
1191
1192 static bool
1193 can_use_semaphore_wait(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
1194 {
1195         return to->engine->gt->ggtt == from->engine->gt->ggtt;
1196 }
1197
1198 static int
1199 emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
1200                     struct i915_request *from,
1201                     gfp_t gfp)
1202 {
1203         const intel_engine_mask_t mask = READ_ONCE(from->engine)->mask;
1204         struct i915_sw_fence *wait = &to->submit;
1205
1206         if (!can_use_semaphore_wait(to, from))
1207                 goto await_fence;
1208
1209         if (!intel_context_use_semaphores(to->context))
1210                 goto await_fence;
1211
1212         if (i915_request_has_initial_breadcrumb(to))
1213                 goto await_fence;
1214
1215         /*
1216          * If this or its dependents are waiting on an external fence
1217          * that may fail catastrophically, then we want to avoid using
1218          * semaphores as they bypass the fence signaling metadata, and we
1219          * lose the fence->error propagation.
1220          */
1221         if (from->sched.flags & I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN)
1222                 goto await_fence;
1223
1224         /* Just emit the first semaphore we see as request space is limited. */
1225         if (already_busywaiting(to) & mask)
1226                 goto await_fence;
1227
1228         if (i915_request_await_start(to, from) < 0)
1229                 goto await_fence;
1230
1231         /* Only submit our spinner after the signaler is running! */
1232         if (__await_execution(to, from, gfp))
1233                 goto await_fence;
1234
1235         if (__emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno))
1236                 goto await_fence;
1237
1238         to->sched.semaphores |= mask;
1239         wait = &to->semaphore;
1240
1241 await_fence:
1242         return i915_sw_fence_await_dma_fence(wait,
1243                                              &from->fence, 0,
1244                                              I915_FENCE_GFP);
1245 }
1246
1247 static bool intel_timeline_sync_has_start(struct intel_timeline *tl,
1248                                           struct dma_fence *fence)
1249 {
1250         return __intel_timeline_sync_is_later(tl,
1251                                               fence->context,
1252                                               fence->seqno - 1);
1253 }
1254
1255 static int intel_timeline_sync_set_start(struct intel_timeline *tl,
1256                                          const struct dma_fence *fence)
1257 {
1258         return __intel_timeline_sync_set(tl, fence->context, fence->seqno - 1);
1259 }
1260
1261 static int
1262 __i915_request_await_execution(struct i915_request *to,
1263                                struct i915_request *from)
1264 {
1265         int err;
1266
1267         GEM_BUG_ON(intel_context_is_barrier(from->context));
1268
1269         /* Submit both requests at the same time */
1270         err = __await_execution(to, from, I915_FENCE_GFP);
1271         if (err)
1272                 return err;
1273
1274         /* Squash repeated depenendices to the same timelines */
1275         if (intel_timeline_sync_has_start(i915_request_timeline(to),
1276                                           &from->fence))
1277                 return 0;
1278
1279         /*
1280          * Wait until the start of this request.
1281          *
1282          * The execution cb fires when we submit the request to HW. But in
1283          * many cases this may be long before the request itself is ready to
1284          * run (consider that we submit 2 requests for the same context, where
1285          * the request of interest is behind an indefinite spinner). So we hook
1286          * up to both to reduce our queues and keep the execution lag minimised
1287          * in the worst case, though we hope that the await_start is elided.
1288          */
1289         err = i915_request_await_start(to, from);
1290         if (err < 0)
1291                 return err;
1292
1293         /*
1294          * Ensure both start together [after all semaphores in signal]
1295          *
1296          * Now that we are queued to the HW at roughly the same time (thanks
1297          * to the execute cb) and are ready to run at roughly the same time
1298          * (thanks to the await start), our signaler may still be indefinitely
1299          * delayed by waiting on a semaphore from a remote engine. If our
1300          * signaler depends on a semaphore, so indirectly do we, and we do not
1301          * want to start our payload until our signaler also starts theirs.
1302          * So we wait.
1303          *
1304          * However, there is also a second condition for which we need to wait
1305          * for the precise start of the signaler. Consider that the signaler
1306          * was submitted in a chain of requests following another context
1307          * (with just an ordinary intra-engine fence dependency between the
1308          * two). In this case the signaler is queued to HW, but not for
1309          * immediate execution, and so we must wait until it reaches the
1310          * active slot.
1311          */
1312         if (can_use_semaphore_wait(to, from) &&
1313             intel_engine_has_semaphores(to->engine) &&
1314             !i915_request_has_initial_breadcrumb(to)) {
1315                 err = __emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno - 1);
1316                 if (err < 0)
1317                         return err;
1318         }
1319
1320         /* Couple the dependency tree for PI on this exposed to->fence */
1321         if (to->engine->sched_engine->schedule) {
1322                 err = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
1323                                                      &from->sched,
1324                                                      I915_DEPENDENCY_WEAK);
1325                 if (err < 0)
1326                         return err;
1327         }
1328
1329         return intel_timeline_sync_set_start(i915_request_timeline(to),
1330                                              &from->fence);
1331 }
1332
1333 static void mark_external(struct i915_request *rq)
1334 {
1335         /*
1336          * The downside of using semaphores is that we lose metadata passing
1337          * along the signaling chain. This is particularly nasty when we
1338          * need to pass along a fatal error such as EFAULT or EDEADLK. For
1339          * fatal errors we want to scrub the request before it is executed,
1340          * which means that we cannot preload the request onto HW and have
1341          * it wait upon a semaphore.
1342          */
1343         rq->sched.flags |= I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN;
1344 }
1345
1346 static int
1347 __i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1348 {
1349         mark_external(rq);
1350         return i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit, fence,
1351                                              i915_fence_context_timeout(rq->i915,
1352                                                                         fence->context),
1353                                              I915_FENCE_GFP);
1354 }
1355
1356 static int
1357 i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1358 {
1359         struct dma_fence *iter;
1360         int err = 0;
1361
1362         if (!to_dma_fence_chain(fence))
1363                 return __i915_request_await_external(rq, fence);
1364
1365         dma_fence_chain_for_each(iter, fence) {
1366                 struct dma_fence_chain *chain = to_dma_fence_chain(iter);
1367
1368                 if (!dma_fence_is_i915(chain->fence)) {
1369                         err = __i915_request_await_external(rq, iter);
1370                         break;
1371                 }
1372
1373                 err = i915_request_await_dma_fence(rq, chain->fence);
1374                 if (err < 0)
1375                         break;
1376         }
1377
1378         dma_fence_put(iter);
1379         return err;
1380 }
1381
1382 static inline bool is_parallel_rq(struct i915_request *rq)
1383 {
1384         return intel_context_is_parallel(rq->context);
1385 }
1386
1387 static inline struct intel_context *request_to_parent(struct i915_request *rq)
1388 {
1389         return intel_context_to_parent(rq->context);
1390 }
1391
1392 static bool is_same_parallel_context(struct i915_request *to,
1393                                      struct i915_request *from)
1394 {
1395         if (is_parallel_rq(to))
1396                 return request_to_parent(to) == request_to_parent(from);
1397
1398         return false;
1399 }
1400
1401 int
1402 i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
1403                              struct dma_fence *fence)
1404 {
1405         struct dma_fence **child = &fence;
1406         unsigned int nchild = 1;
1407         int ret;
1408
1409         if (dma_fence_is_array(fence)) {
1410                 struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);
1411
1412                 /* XXX Error for signal-on-any fence arrays */
1413
1414                 child = array->fences;
1415                 nchild = array->num_fences;
1416                 GEM_BUG_ON(!nchild);
1417         }
1418
1419         do {
1420                 fence = *child++;
1421                 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
1422                         continue;
1423
1424                 if (fence->context == rq->fence.context)
1425                         continue;
1426
1427                 /*
1428                  * We don't squash repeated fence dependencies here as we
1429                  * want to run our callback in all cases.
1430                  */
1431
1432                 if (dma_fence_is_i915(fence)) {
1433                         if (is_same_parallel_context(rq, to_request(fence)))
1434                                 continue;
1435                         ret = __i915_request_await_execution(rq,
1436                                                              to_request(fence));
1437                 } else {
1438                         ret = i915_request_await_external(rq, fence);
1439                 }
1440                 if (ret < 0)
1441                         return ret;
1442         } while (--nchild);
1443
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 static int
1448 await_request_submit(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
1449 {
1450         /*
1451          * If we are waiting on a virtual engine, then it may be
1452          * constrained to execute on a single engine *prior* to submission.
1453          * When it is submitted, it will be first submitted to the virtual
1454          * engine and then passed to the physical engine. We cannot allow
1455          * the waiter to be submitted immediately to the physical engine
1456          * as it may then bypass the virtual request.
1457          */
1458         if (to->engine == READ_ONCE(from->engine))
1459                 return i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&to->submit,
1460                                                         &from->submit,
1461                                                         I915_FENCE_GFP);
1462         else
1463                 return __i915_request_await_execution(to, from);
1464 }
1465
1466 static int
1467 i915_request_await_request(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
1468 {
1469         int ret;
1470
1471         GEM_BUG_ON(to == from);
1472         GEM_BUG_ON(to->timeline == from->timeline);
1473
1474         if (i915_request_completed(from)) {
1475                 i915_sw_fence_set_error_once(&to->submit, from->fence.error);
1476                 return 0;
1477         }
1478
1479         if (to->engine->sched_engine->schedule) {
1480                 ret = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
1481                                                      &from->sched,
1482                                                      I915_DEPENDENCY_EXTERNAL);
1483                 if (ret < 0)
1484                         return ret;
1485         }
1486
1487         if (!intel_engine_uses_guc(to->engine) &&
1488             is_power_of_2(to->execution_mask | READ_ONCE(from->execution_mask)))
1489                 ret = await_request_submit(to, from);
1490         else
1491                 ret = emit_semaphore_wait(to, from, I915_FENCE_GFP);
1492         if (ret < 0)
1493                 return ret;
1494
1495         return 0;
1496 }
1497
1498 int
1499 i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1500 {
1501         struct dma_fence **child = &fence;
1502         unsigned int nchild = 1;
1503         int ret;
1504
1505         /*
1506          * Note that if the fence-array was created in signal-on-any mode,
1507          * we should *not* decompose it into its individual fences. However,
1508          * we don't currently store which mode the fence-array is operating
1509          * in. Fortunately, the only user of signal-on-any is private to
1510          * amdgpu and we should not see any incoming fence-array from
1511          * sync-file being in signal-on-any mode.
1512          */
1513         if (dma_fence_is_array(fence)) {
1514                 struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);
1515
1516                 child = array->fences;
1517                 nchild = array->num_fences;
1518                 GEM_BUG_ON(!nchild);
1519         }
1520
1521         do {
1522                 fence = *child++;
1523                 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
1524                         continue;
1525
1526                 /*
1527                  * Requests on the same timeline are explicitly ordered, along
1528                  * with their dependencies, by i915_request_add() which ensures
1529                  * that requests are submitted in-order through each ring.
1530                  */
1531                 if (fence->context == rq->fence.context)
1532                         continue;
1533
1534                 /* Squash repeated waits to the same timelines */
1535                 if (fence->context &&
1536                     intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq),
1537                                                  fence))
1538                         continue;
1539
1540                 if (dma_fence_is_i915(fence)) {
1541                         if (is_same_parallel_context(rq, to_request(fence)))
1542                                 continue;
1543                         ret = i915_request_await_request(rq, to_request(fence));
1544                 } else {
1545                         ret = i915_request_await_external(rq, fence);
1546                 }
1547                 if (ret < 0)
1548                         return ret;
1549
1550                 /* Record the latest fence used against each timeline */
1551                 if (fence->context)
1552                         intel_timeline_sync_set(i915_request_timeline(rq),
1553                                                 fence);
1554         } while (--nchild);
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 /**
1560  * i915_request_await_deps - set this request to (async) wait upon a struct
1561  * i915_deps dma_fence collection
1562  * @rq: request we are wishing to use
1563  * @deps: The struct i915_deps containing the dependencies.
1564  *
1565  * Returns 0 if successful, negative error code on error.
1566  */
1567 int i915_request_await_deps(struct i915_request *rq, const struct i915_deps *deps)
1568 {
1569         int i, err;
1570
1571         for (i = 0; i < deps->num_deps; ++i) {
1572                 err = i915_request_await_dma_fence(rq, deps->fences[i]);
1573                 if (err)
1574                         return err;
1575         }
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * i915_request_await_object - set this request to (async) wait upon a bo
1582  * @to: request we are wishing to use
1583  * @obj: object which may be in use on another ring.
1584  * @write: whether the wait is on behalf of a writer
1585  *
1586  * This code is meant to abstract object synchronization with the GPU.
1587  * Conceptually we serialise writes between engines inside the GPU.
1588  * We only allow one engine to write into a buffer at any time, but
1589  * multiple readers. To ensure each has a coherent view of memory, we must:
1590  *
1591  * - If there is an outstanding write request to the object, the new
1592  *   request must wait for it to complete (either CPU or in hw, requests
1593  *   on the same ring will be naturally ordered).
1594  *
1595  * - If we are a write request (pending_write_domain is set), the new
1596  *   request must wait for outstanding read requests to complete.
1597  *
1598  * Returns 0 if successful, else propagates up the lower layer error.
1599  */
1600 int
1601 i915_request_await_object(struct i915_request *to,
1602                           struct drm_i915_gem_object *obj,
1603                           bool write)
1604 {
1605         struct dma_resv_iter cursor;
1606         struct dma_fence *fence;
1607         int ret = 0;
1608
1609         dma_resv_for_each_fence(&cursor, obj->base.resv,
1610                                 dma_resv_usage_rw(write), fence) {
1611                 ret = i915_request_await_dma_fence(to, fence);
1612                 if (ret)
1613                         break;
1614         }
1615
1616         return ret;
1617 }
1618
1619 static void i915_request_await_huc(struct i915_request *rq)
1620 {
1621         struct intel_huc *huc = &rq->context->engine->gt->uc.huc;
1622
1623         /* don't stall kernel submissions! */
1624         if (!rcu_access_pointer(rq->context->gem_context))
1625                 return;
1626
1627         if (intel_huc_wait_required(huc))
1628                 i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
1629                                              &huc->delayed_load.fence,
1630                                              &rq->hucq);
1631 }
1632
1633 static struct i915_request *
1634 __i915_request_ensure_parallel_ordering(struct i915_request *rq,
1635                                         struct intel_timeline *timeline)
1636 {
1637         struct i915_request *prev;
1638
1639         GEM_BUG_ON(!is_parallel_rq(rq));
1640
1641         prev = request_to_parent(rq)->parallel.last_rq;
1642         if (prev) {
1643                 if (!__i915_request_is_complete(prev)) {
1644                         i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
1645                                                      &prev->submit,
1646                                                      &rq->submitq);
1647
1648                         if (rq->engine->sched_engine->schedule)
1649                                 __i915_sched_node_add_dependency(&rq->sched,
1650                                                                  &prev->sched,
1651                                                                  &rq->dep,
1652                                                                  0);
1653                 }
1654                 i915_request_put(prev);
1655         }
1656
1657         request_to_parent(rq)->parallel.last_rq = i915_request_get(rq);
1658
1659         /*
1660          * Users have to put a reference potentially got by
1661          * __i915_active_fence_set() to the returned request
1662          * when no longer needed
1663          */
1664         return to_request(__i915_active_fence_set(&timeline->last_request,
1665                                                   &rq->fence));
1666 }
1667
1668 static struct i915_request *
1669 __i915_request_ensure_ordering(struct i915_request *rq,
1670                                struct intel_timeline *timeline)
1671 {
1672         struct i915_request *prev;
1673
1674         GEM_BUG_ON(is_parallel_rq(rq));
1675
1676         prev = to_request(__i915_active_fence_set(&timeline->last_request,
1677                                                   &rq->fence));
1678
1679         if (prev && !__i915_request_is_complete(prev)) {
1680                 bool uses_guc = intel_engine_uses_guc(rq->engine);
1681                 bool pow2 = is_power_of_2(READ_ONCE(prev->engine)->mask |
1682                                           rq->engine->mask);
1683                 bool same_context = prev->context == rq->context;
1684
1685                 /*
1686                  * The requests are supposed to be kept in order. However,
1687                  * we need to be wary in case the timeline->last_request
1688                  * is used as a barrier for external modification to this
1689                  * context.
1690                  */
1691                 GEM_BUG_ON(same_context &&
1692                            i915_seqno_passed(prev->fence.seqno,
1693                                              rq->fence.seqno));
1694
1695                 if ((same_context && uses_guc) || (!uses_guc && pow2))
1696                         i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
1697                                                      &prev->submit,
1698                                                      &rq->submitq);
1699                 else
1700                         __i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
1701                                                         &prev->fence,
1702                                                         &rq->dmaq);
1703                 if (rq->engine->sched_engine->schedule)
1704                         __i915_sched_node_add_dependency(&rq->sched,
1705                                                          &prev->sched,
1706                                                          &rq->dep,
1707                                                          0);
1708         }
1709
1710         /*
1711          * Users have to put the reference to prev potentially got
1712          * by __i915_active_fence_set() when no longer needed
1713          */
1714         return prev;
1715 }
1716
1717 static struct i915_request *
1718 __i915_request_add_to_timeline(struct i915_request *rq)
1719 {
1720         struct intel_timeline *timeline = i915_request_timeline(rq);
1721         struct i915_request *prev;
1722
1723         /*
1724          * Media workloads may require HuC, so stall them until HuC loading is
1725          * complete. Note that HuC not being loaded when a user submission
1726          * arrives can only happen when HuC is loaded via GSC and in that case
1727          * we still expect the window between us starting to accept submissions
1728          * and HuC loading completion to be small (a few hundred ms).
1729          */
1730         if (rq->engine->class == VIDEO_DECODE_CLASS)
1731                 i915_request_await_huc(rq);
1732
1733         /*
1734          * Dependency tracking and request ordering along the timeline
1735          * is special cased so that we can eliminate redundant ordering
1736          * operations while building the request (we know that the timeline
1737          * itself is ordered, and here we guarantee it).
1738          *
1739          * As we know we will need to emit tracking along the timeline,
1740          * we embed the hooks into our request struct -- at the cost of
1741          * having to have specialised no-allocation interfaces (which will
1742          * be beneficial elsewhere).
1743          *
1744          * A second benefit to open-coding i915_request_await_request is
1745          * that we can apply a slight variant of the rules specialised
1746          * for timelines that jump between engines (such as virtual engines).
1747          * If we consider the case of virtual engine, we must emit a dma-fence
1748          * to prevent scheduling of the second request until the first is
1749          * complete (to maximise our greedy late load balancing) and this
1750          * precludes optimising to use semaphores serialisation of a single
1751          * timeline across engines.
1752          *
1753          * We do not order parallel submission requests on the timeline as each
1754          * parallel submission context has its own timeline and the ordering
1755          * rules for parallel requests are that they must be submitted in the
1756          * order received from the execbuf IOCTL. So rather than using the
1757          * timeline we store a pointer to last request submitted in the
1758          * relationship in the gem context and insert a submission fence
1759          * between that request and request passed into this function or
1760          * alternatively we use completion fence if gem context has a single
1761          * timeline and this is the first submission of an execbuf IOCTL.
1762          */
1763         if (likely(!is_parallel_rq(rq)))
1764                 prev = __i915_request_ensure_ordering(rq, timeline);
1765         else
1766                 prev = __i915_request_ensure_parallel_ordering(rq, timeline);
1767         if (prev)
1768                 i915_request_put(prev);
1769
1770         /*
1771          * Make sure that no request gazumped us - if it was allocated after
1772          * our i915_request_alloc() and called __i915_request_add() before
1773          * us, the timeline will hold its seqno which is later than ours.
1774          */
1775         GEM_BUG_ON(timeline->seqno != rq->fence.seqno);
1776
1777         return prev;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * NB: This function is not allowed to fail. Doing so would mean the the
1782  * request is not being tracked for completion but the work itself is
1783  * going to happen on the hardware. This would be a Bad Thing(tm).
1784  */
1785 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *rq)
1786 {
1787         struct intel_engine_cs *engine = rq->engine;
1788         struct intel_ring *ring = rq->ring;
1789         u32 *cs;
1790
1791         RQ_TRACE(rq, "\n");
1792
1793         /*
1794          * To ensure that this call will not fail, space for its emissions
1795          * should already have been reserved in the ring buffer. Let the ring
1796          * know that it is time to use that space up.
1797          */
1798         GEM_BUG_ON(rq->reserved_space > ring->space);
1799         rq->reserved_space = 0;
1800         rq->emitted_jiffies = jiffies;
1801
1802         /*
1803          * Record the position of the start of the breadcrumb so that
1804          * should we detect the updated seqno part-way through the
1805          * GPU processing the request, we never over-estimate the
1806          * position of the ring's HEAD.
1807          */
1808         cs = intel_ring_begin(rq, engine->emit_fini_breadcrumb_dw);
1809         GEM_BUG_ON(IS_ERR(cs));
1810         rq->postfix = intel_ring_offset(rq, cs);
1811
1812         return __i915_request_add_to_timeline(rq);
1813 }
1814
1815 void __i915_request_queue_bh(struct i915_request *rq)
1816 {
1817         i915_sw_fence_commit(&rq->semaphore);
1818         i915_sw_fence_commit(&rq->submit);
1819 }
1820
1821 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
1822                           const struct i915_sched_attr *attr)
1823 {
1824         /*
1825          * Let the backend know a new request has arrived that may need
1826          * to adjust the existing execution schedule due to a high priority
1827          * request - i.e. we may want to preempt the current request in order
1828          * to run a high priority dependency chain *before* we can execute this
1829          * request.
1830          *
1831          * This is called before the request is ready to run so that we can
1832          * decide whether to preempt the entire chain so that it is ready to
1833          * run at the earliest possible convenience.
1834          */
1835         if (attr && rq->engine->sched_engine->schedule)
1836                 rq->engine->sched_engine->schedule(rq, attr);
1837
1838         local_bh_disable();
1839         __i915_request_queue_bh(rq);
1840         local_bh_enable(); /* kick tasklets */
1841 }
1842
1843 void i915_request_add(struct i915_request *rq)
1844 {
1845         struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
1846         struct i915_sched_attr attr = {};
1847         struct i915_gem_context *ctx;
1848
1849         lockdep_assert_held(&tl->mutex);
1850         lockdep_unpin_lock(&tl->mutex, rq->cookie);
1851
1852         trace_i915_request_add(rq);
1853         __i915_request_commit(rq);
1854
1855         /* XXX placeholder for selftests */
1856         rcu_read_lock();
1857         ctx = rcu_dereference(rq->context->gem_context);
1858         if (ctx)
1859                 attr = ctx->sched;
1860         rcu_read_unlock();
1861
1862         __i915_request_queue(rq, &attr);
1863
1864         mutex_unlock(&tl->mutex);
1865 }
1866
1867 static unsigned long local_clock_ns(unsigned int *cpu)
1868 {
1869         unsigned long t;
1870
1871         /*
1872          * Cheaply and approximately convert from nanoseconds to microseconds.
1873          * The result and subsequent calculations are also defined in the same
1874          * approximate microseconds units. The principal source of timing
1875          * error here is from the simple truncation.
1876          *
1877          * Note that local_clock() is only defined wrt to the current CPU;
1878          * the comparisons are no longer valid if we switch CPUs. Instead of
1879          * blocking preemption for the entire busywait, we can detect the CPU
1880          * switch and use that as indicator of system load and a reason to
1881          * stop busywaiting, see busywait_stop().
1882          */
1883         *cpu = get_cpu();
1884         t = local_clock();
1885         put_cpu();
1886
1887         return t;
1888 }
1889
1890 static bool busywait_stop(unsigned long timeout, unsigned int cpu)
1891 {
1892         unsigned int this_cpu;
1893
1894         if (time_after(local_clock_ns(&this_cpu), timeout))
1895                 return true;
1896
1897         return this_cpu != cpu;
1898 }
1899
1900 static bool __i915_spin_request(struct i915_request * const rq, int state)
1901 {
1902         unsigned long timeout_ns;
1903         unsigned int cpu;
1904
1905         /*
1906          * Only wait for the request if we know it is likely to complete.
1907          *
1908          * We don't track the timestamps around requests, nor the average
1909          * request length, so we do not have a good indicator that this
1910          * request will complete within the timeout. What we do know is the
1911          * order in which requests are executed by the context and so we can
1912          * tell if the request has been started. If the request is not even
1913          * running yet, it is a fair assumption that it will not complete
1914          * within our relatively short timeout.
1915          */
1916         if (!i915_request_is_running(rq))
1917                 return false;
1918
1919         /*
1920          * When waiting for high frequency requests, e.g. during synchronous
1921          * rendering split between the CPU and GPU, the finite amount of time
1922          * required to set up the irq and wait upon it limits the response
1923          * rate. By busywaiting on the request completion for a short while we
1924          * can service the high frequency waits as quick as possible. However,
1925          * if it is a slow request, we want to sleep as quickly as possible.
1926          * The tradeoff between waiting and sleeping is roughly the time it
1927          * takes to sleep on a request, on the order of a microsecond.
1928          */
1929
1930         timeout_ns = READ_ONCE(rq->engine->props.max_busywait_duration_ns);
1931         timeout_ns += local_clock_ns(&cpu);
1932         do {
1933                 if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
1934                         return true;
1935
1936                 if (signal_pending_state(state, current))
1937                         break;
1938
1939                 if (busywait_stop(timeout_ns, cpu))
1940                         break;
1941
1942                 cpu_relax();
1943         } while (!need_resched());
1944
1945         return false;
1946 }
1947
1948 struct request_wait {
1949         struct dma_fence_cb cb;
1950         struct task_struct *tsk;
1951 };
1952
1953 static void request_wait_wake(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *cb)
1954 {
1955         struct request_wait *wait = container_of(cb, typeof(*wait), cb);
1956
1957         wake_up_process(fetch_and_zero(&wait->tsk));
1958 }
1959
1960 /**
1961  * i915_request_wait_timeout - wait until execution of request has finished
1962  * @rq: the request to wait upon
1963  * @flags: how to wait
1964  * @timeout: how long to wait in jiffies
1965  *
1966  * i915_request_wait_timeout() waits for the request to be completed, for a
1967  * maximum of @timeout jiffies (with MAX_SCHEDULE_TIMEOUT implying an
1968  * unbounded wait).
1969  *
1970  * Returns the remaining time (in jiffies) if the request completed, which may
1971  * be zero if the request is unfinished after the timeout expires.
1972  * If the timeout is 0, it will return 1 if the fence is signaled.
1973  *
1974  * May return -EINTR is called with I915_WAIT_INTERRUPTIBLE and a signal is
1975  * pending before the request completes.
1976  *
1977  * NOTE: This function has the same wait semantics as dma-fence.
1978  */
1979 long i915_request_wait_timeout(struct i915_request *rq,
1980                                unsigned int flags,
1981                                long timeout)
1982 {
1983         const int state = flags & I915_WAIT_INTERRUPTIBLE ?
1984                 TASK_INTERRUPTIBLE : TASK_UNINTERRUPTIBLE;
1985         struct request_wait wait;
1986
1987         might_sleep();
1988         GEM_BUG_ON(timeout < 0);
1989
1990         if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
1991                 return timeout ?: 1;
1992
1993         if (!timeout)
1994                 return -ETIME;
1995
1996         trace_i915_request_wait_begin(rq, flags);
1997
1998         /*
1999          * We must never wait on the GPU while holding a lock as we
2000          * may need to perform a GPU reset. So while we don't need to
2001          * serialise wait/reset with an explicit lock, we do want
2002          * lockdep to detect potential dependency cycles.
2003          */
2004         mutex_acquire(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2005
2006         /*
2007          * Optimistic spin before touching IRQs.
2008          *
2009          * We may use a rather large value here to offset the penalty of
2010          * switching away from the active task. Frequently, the client will
2011          * wait upon an old swapbuffer to throttle itself to remain within a
2012          * frame of the gpu. If the client is running in lockstep with the gpu,
2013          * then it should not be waiting long at all, and a sleep now will incur
2014          * extra scheduler latency in producing the next frame. To try to
2015          * avoid adding the cost of enabling/disabling the interrupt to the
2016          * short wait, we first spin to see if the request would have completed
2017          * in the time taken to setup the interrupt.
2018          *
2019          * We need upto 5us to enable the irq, and upto 20us to hide the
2020          * scheduler latency of a context switch, ignoring the secondary
2021          * impacts from a context switch such as cache eviction.
2022          *
2023          * The scheme used for low-latency IO is called "hybrid interrupt
2024          * polling". The suggestion there is to sleep until just before you
2025          * expect to be woken by the device interrupt and then poll for its
2026          * completion. That requires having a good predictor for the request
2027          * duration, which we currently lack.
2028          */
2029         if (CONFIG_DRM_I915_MAX_REQUEST_BUSYWAIT &&
2030             __i915_spin_request(rq, state))
2031                 goto out;
2032
2033         /*
2034          * This client is about to stall waiting for the GPU. In many cases
2035          * this is undesirable and limits the throughput of the system, as
2036          * many clients cannot continue processing user input/output whilst
2037          * blocked. RPS autotuning may take tens of milliseconds to respond
2038          * to the GPU load and thus incurs additional latency for the client.
2039          * We can circumvent that by promoting the GPU frequency to maximum
2040          * before we sleep. This makes the GPU throttle up much more quickly
2041          * (good for benchmarks and user experience, e.g. window animations),
2042          * but at a cost of spending more power processing the workload
2043          * (bad for battery).
2044          */
2045         if (flags & I915_WAIT_PRIORITY && !i915_request_started(rq))
2046                 intel_rps_boost(rq);
2047
2048         wait.tsk = current;
2049         if (dma_fence_add_callback(&rq->fence, &wait.cb, request_wait_wake))
2050                 goto out;
2051
2052         /*
2053          * Flush the submission tasklet, but only if it may help this request.
2054          *
2055          * We sometimes experience some latency between the HW interrupts and
2056          * tasklet execution (mostly due to ksoftirqd latency, but it can also
2057          * be due to lazy CS events), so lets run the tasklet manually if there
2058          * is a chance it may submit this request. If the request is not ready
2059          * to run, as it is waiting for other fences to be signaled, flushing
2060          * the tasklet is busy work without any advantage for this client.
2061          *
2062          * If the HW is being lazy, this is the last chance before we go to
2063          * sleep to catch any pending events. We will check periodically in
2064          * the heartbeat to flush the submission tasklets as a last resort
2065          * for unhappy HW.
2066          */
2067         if (i915_request_is_ready(rq))
2068                 __intel_engine_flush_submission(rq->engine, false);
2069
2070         for (;;) {
2071                 set_current_state(state);
2072
2073                 if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
2074                         break;
2075
2076                 if (signal_pending_state(state, current)) {
2077                         timeout = -ERESTARTSYS;
2078                         break;
2079                 }
2080
2081                 if (!timeout) {
2082                         timeout = -ETIME;
2083                         break;
2084                 }
2085
2086                 timeout = io_schedule_timeout(timeout);
2087         }
2088         __set_current_state(TASK_RUNNING);
2089
2090         if (READ_ONCE(wait.tsk))
2091                 dma_fence_remove_callback(&rq->fence, &wait.cb);
2092         GEM_BUG_ON(!list_empty(&wait.cb.node));
2093
2094 out:
2095         mutex_release(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, _THIS_IP_);
2096         trace_i915_request_wait_end(rq);
2097         return timeout;
2098 }
2099
2100 /**
2101  * i915_request_wait - wait until execution of request has finished
2102  * @rq: the request to wait upon
2103  * @flags: how to wait
2104  * @timeout: how long to wait in jiffies
2105  *
2106  * i915_request_wait() waits for the request to be completed, for a
2107  * maximum of @timeout jiffies (with MAX_SCHEDULE_TIMEOUT implying an
2108  * unbounded wait).
2109  *
2110  * Returns the remaining time (in jiffies) if the request completed, which may
2111  * be zero or -ETIME if the request is unfinished after the timeout expires.
2112  * May return -EINTR is called with I915_WAIT_INTERRUPTIBLE and a signal is
2113  * pending before the request completes.
2114  *
2115  * NOTE: This function behaves differently from dma-fence wait semantics for
2116  * timeout = 0. It returns 0 on success, and -ETIME if not signaled.
2117  */
2118 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
2119                        unsigned int flags,
2120                        long timeout)
2121 {
2122         long ret = i915_request_wait_timeout(rq, flags, timeout);
2123
2124         if (!ret)
2125                 return -ETIME;
2126
2127         if (ret > 0 && !timeout)
2128                 return 0;
2129
2130         return ret;
2131 }
2132
2133 static int print_sched_attr(const struct i915_sched_attr *attr,
2134                             char *buf, int x, int len)
2135 {
2136         if (attr->priority == I915_PRIORITY_INVALID)
2137                 return x;
2138
2139         x += snprintf(buf + x, len - x,
2140                       " prio=%d", attr->priority);
2141
2142         return x;
2143 }
2144
2145 static char queue_status(const struct i915_request *rq)
2146 {
2147         if (i915_request_is_active(rq))
2148                 return 'E';
2149
2150         if (i915_request_is_ready(rq))
2151                 return intel_engine_is_virtual(rq->engine) ? 'V' : 'R';
2152
2153         return 'U';
2154 }
2155
2156 static const char *run_status(const struct i915_request *rq)
2157 {
2158         if (__i915_request_is_complete(rq))
2159                 return "!";
2160
2161         if (__i915_request_has_started(rq))
2162                 return "*";
2163
2164         if (!i915_sw_fence_signaled(&rq->semaphore))
2165                 return "&";
2166
2167         return "";
2168 }
2169
2170 static const char *fence_status(const struct i915_request *rq)
2171 {
2172         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags))
2173                 return "+";
2174
2175         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &rq->fence.flags))
2176                 return "-";
2177
2178         return "";
2179 }
2180
2181 void i915_request_show(struct drm_printer *m,
2182                        const struct i915_request *rq,
2183                        const char *prefix,
2184                        int indent)
2185 {
2186         const char *name = rq->fence.ops->get_timeline_name((struct dma_fence *)&rq->fence);
2187         char buf[80] = "";
2188         int x = 0;
2189
2190         /*
2191          * The prefix is used to show the queue status, for which we use
2192          * the following flags:
2193          *
2194          *  U [Unready]
2195          *    - initial status upon being submitted by the user
2196          *
2197          *    - the request is not ready for execution as it is waiting
2198          *      for external fences
2199          *
2200          *  R [Ready]
2201          *    - all fences the request was waiting on have been signaled,
2202          *      and the request is now ready for execution and will be
2203          *      in a backend queue
2204          *
2205          *    - a ready request may still need to wait on semaphores
2206          *      [internal fences]
2207          *
2208          *  V [Ready/virtual]
2209          *    - same as ready, but queued over multiple backends
2210          *
2211          *  E [Executing]
2212          *    - the request has been transferred from the backend queue and
2213          *      submitted for execution on HW
2214          *
2215          *    - a completed request may still be regarded as executing, its
2216          *      status may not be updated until it is retired and removed
2217          *      from the lists
2218          */
2219
2220         x = print_sched_attr(&rq->sched.attr, buf, x, sizeof(buf));
2221
2222         drm_printf(m, "%s%.*s%c %llx:%lld%s%s %s @ %dms: %s\n",
2223                    prefix, indent, "                ",
2224                    queue_status(rq),
2225                    rq->fence.context, rq->fence.seqno,
2226                    run_status(rq),
2227                    fence_status(rq),
2228                    buf,
2229                    jiffies_to_msecs(jiffies - rq->emitted_jiffies),
2230                    name);
2231 }
2232
2233 static bool engine_match_ring(struct intel_engine_cs *engine, struct i915_request *rq)
2234 {
2235         u32 ring = ENGINE_READ(engine, RING_START);
2236
2237         return ring == i915_ggtt_offset(rq->ring->vma);
2238 }
2239
2240 static bool match_ring(struct i915_request *rq)
2241 {
2242         struct intel_engine_cs *engine;
2243         bool found;
2244         int i;
2245
2246         if (!intel_engine_is_virtual(rq->engine))
2247                 return engine_match_ring(rq->engine, rq);
2248
2249         found = false;
2250         i = 0;
2251         while ((engine = intel_engine_get_sibling(rq->engine, i++))) {
2252                 found = engine_match_ring(engine, rq);
2253                 if (found)
2254                         break;
2255         }
2256
2257         return found;
2258 }
2259
2260 enum i915_request_state i915_test_request_state(struct i915_request *rq)
2261 {
2262         if (i915_request_completed(rq))
2263                 return I915_REQUEST_COMPLETE;
2264
2265         if (!i915_request_started(rq))
2266                 return I915_REQUEST_PENDING;
2267
2268         if (match_ring(rq))
2269                 return I915_REQUEST_ACTIVE;
2270
2271         return I915_REQUEST_QUEUED;
2272 }
2273
2274 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
2275 #include "selftests/mock_request.c"
2276 #include "selftests/i915_request.c"
2277 #endif
2278
2279 void i915_request_module_exit(void)
2280 {
2281         kmem_cache_destroy(slab_execute_cbs);
2282         kmem_cache_destroy(slab_requests);
2283 }
2284
2285 int __init i915_request_module_init(void)
2286 {
2287         slab_requests =
2288                 kmem_cache_create("i915_request",
2289                                   sizeof(struct i915_request),
2290                                   __alignof__(struct i915_request),
2291                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN |
2292                                   SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
2293                                   SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
2294                                   __i915_request_ctor);
2295         if (!slab_requests)
2296                 return -ENOMEM;
2297
2298         slab_execute_cbs = KMEM_CACHE(execute_cb,
2299                                              SLAB_HWCACHE_ALIGN |
2300                                              SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
2301                                              SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
2302         if (!slab_execute_cbs)
2303                 goto err_requests;
2304
2305         return 0;
2306
2307 err_requests:
2308         kmem_cache_destroy(slab_requests);
2309         return -ENOMEM;
2310 }