e4dd013761e81331a6ce7a44f35d56956310c9b1
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_request.h
1 /*
2  * Copyright © 2008-2018 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 #ifndef I915_REQUEST_H
26 #define I915_REQUEST_H
27
28 #include <linux/dma-fence.h>
29 #include <linux/lockdep.h>
30
31 #include "gt/intel_context_types.h"
32 #include "gt/intel_engine_types.h"
33
34 #include "i915_gem.h"
35 #include "i915_scheduler.h"
36 #include "i915_selftest.h"
37 #include "i915_sw_fence.h"
38
39 #include <uapi/drm/i915_drm.h>
40
41 struct drm_file;
42 struct drm_i915_gem_object;
43 struct i915_request;
44 struct intel_timeline;
45 struct intel_timeline_cacheline;
46
47 struct i915_capture_list {
48         struct i915_capture_list *next;
49         struct i915_vma *vma;
50 };
51
52 enum {
53         /*
54          * I915_FENCE_FLAG_ACTIVE - this request is currently submitted to HW.
55          *
56          * Set by __i915_request_submit() on handing over to HW, and cleared
57          * by __i915_request_unsubmit() if we preempt this request.
58          *
59          * Finally cleared for consistency on retiring the request, when
60          * we know the HW is no longer running this request.
61          *
62          * See i915_request_is_active()
63          */
64         I915_FENCE_FLAG_ACTIVE = DMA_FENCE_FLAG_USER_BITS,
65
66         /*
67          * I915_FENCE_FLAG_SIGNAL - this request is currently on signal_list
68          *
69          * Internal bookkeeping used by the breadcrumb code to track when
70          * a request is on the various signal_list.
71          */
72         I915_FENCE_FLAG_SIGNAL,
73 };
74
75 /**
76  * Request queue structure.
77  *
78  * The request queue allows us to note sequence numbers that have been emitted
79  * and may be associated with active buffers to be retired.
80  *
81  * By keeping this list, we can avoid having to do questionable sequence
82  * number comparisons on buffer last_read|write_seqno. It also allows an
83  * emission time to be associated with the request for tracking how far ahead
84  * of the GPU the submission is.
85  *
86  * When modifying this structure be very aware that we perform a lockless
87  * RCU lookup of it that may race against reallocation of the struct
88  * from the slab freelist. We intentionally do not zero the structure on
89  * allocation so that the lookup can use the dangling pointers (and is
90  * cogniscent that those pointers may be wrong). Instead, everything that
91  * needs to be initialised must be done so explicitly.
92  *
93  * The requests are reference counted.
94  */
95 struct i915_request {
96         struct dma_fence fence;
97         spinlock_t lock;
98
99         /** On Which ring this request was generated */
100         struct drm_i915_private *i915;
101
102         /**
103          * Context and ring buffer related to this request
104          * Contexts are refcounted, so when this request is associated with a
105          * context, we must increment the context's refcount, to guarantee that
106          * it persists while any request is linked to it. Requests themselves
107          * are also refcounted, so the request will only be freed when the last
108          * reference to it is dismissed, and the code in
109          * i915_request_free() will then decrement the refcount on the
110          * context.
111          */
112         struct i915_gem_context *gem_context;
113         struct intel_engine_cs *engine;
114         struct intel_context *hw_context;
115         struct intel_ring *ring;
116         struct intel_timeline *timeline;
117         struct list_head signal_link;
118
119         /*
120          * The rcu epoch of when this request was allocated. Used to judiciously
121          * apply backpressure on future allocations to ensure that under
122          * mempressure there is sufficient RCU ticks for us to reclaim our
123          * RCU protected slabs.
124          */
125         unsigned long rcustate;
126
127         /*
128          * We pin the timeline->mutex while constructing the request to
129          * ensure that no caller accidentally drops it during construction.
130          * The timeline->mutex must be held to ensure that only this caller
131          * can use the ring and manipulate the associated timeline during
132          * construction.
133          */
134         struct pin_cookie cookie;
135
136         /*
137          * Fences for the various phases in the request's lifetime.
138          *
139          * The submit fence is used to await upon all of the request's
140          * dependencies. When it is signaled, the request is ready to run.
141          * It is used by the driver to then queue the request for execution.
142          */
143         struct i915_sw_fence submit;
144         union {
145                 wait_queue_entry_t submitq;
146                 struct i915_sw_dma_fence_cb dmaq;
147         };
148         struct list_head execute_cb;
149         struct i915_sw_fence semaphore;
150
151         /*
152          * A list of everyone we wait upon, and everyone who waits upon us.
153          * Even though we will not be submitted to the hardware before the
154          * submit fence is signaled (it waits for all external events as well
155          * as our own requests), the scheduler still needs to know the
156          * dependency tree for the lifetime of the request (from execbuf
157          * to retirement), i.e. bidirectional dependency information for the
158          * request not tied to individual fences.
159          */
160         struct i915_sched_node sched;
161         struct i915_dependency dep;
162         intel_engine_mask_t execution_mask;
163
164         /*
165          * A convenience pointer to the current breadcrumb value stored in
166          * the HW status page (or our timeline's local equivalent). The full
167          * path would be rq->hw_context->ring->timeline->hwsp_seqno.
168          */
169         const u32 *hwsp_seqno;
170
171         /*
172          * If we need to access the timeline's seqno for this request in
173          * another request, we need to keep a read reference to this associated
174          * cacheline, so that we do not free and recycle it before the foreign
175          * observers have completed. Hence, we keep a pointer to the cacheline
176          * inside the timeline's HWSP vma, but it is only valid while this
177          * request has not completed and guarded by the timeline mutex.
178          */
179         struct intel_timeline_cacheline *hwsp_cacheline;
180
181         /** Position in the ring of the start of the request */
182         u32 head;
183
184         /** Position in the ring of the start of the user packets */
185         u32 infix;
186
187         /**
188          * Position in the ring of the start of the postfix.
189          * This is required to calculate the maximum available ring space
190          * without overwriting the postfix.
191          */
192         u32 postfix;
193
194         /** Position in the ring of the end of the whole request */
195         u32 tail;
196
197         /** Position in the ring of the end of any workarounds after the tail */
198         u32 wa_tail;
199
200         /** Preallocate space in the ring for the emitting the request */
201         u32 reserved_space;
202
203         /** Batch buffer related to this request if any (used for
204          * error state dump only).
205          */
206         struct i915_vma *batch;
207         /**
208          * Additional buffers requested by userspace to be captured upon
209          * a GPU hang. The vma/obj on this list are protected by their
210          * active reference - all objects on this list must also be
211          * on the active_list (of their final request).
212          */
213         struct i915_capture_list *capture_list;
214         struct list_head active_list;
215
216         /** Time at which this request was emitted, in jiffies. */
217         unsigned long emitted_jiffies;
218
219         unsigned long flags;
220 #define I915_REQUEST_WAITBOOST BIT(0)
221 #define I915_REQUEST_NOPREEMPT BIT(1)
222
223         /** timeline->request entry for this request */
224         struct list_head link;
225
226         struct drm_i915_file_private *file_priv;
227         /** file_priv list entry for this request */
228         struct list_head client_link;
229
230         I915_SELFTEST_DECLARE(struct {
231                 struct list_head link;
232                 unsigned long delay;
233         } mock;)
234 };
235
236 #define I915_FENCE_GFP (GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN)
237
238 extern const struct dma_fence_ops i915_fence_ops;
239
240 static inline bool dma_fence_is_i915(const struct dma_fence *fence)
241 {
242         return fence->ops == &i915_fence_ops;
243 }
244
245 struct i915_request * __must_check
246 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp);
247 struct i915_request * __must_check
248 i915_request_create(struct intel_context *ce);
249
250 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *request);
251 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
252                           const struct i915_sched_attr *attr);
253
254 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq);
255
256 static inline struct i915_request *
257 to_request(struct dma_fence *fence)
258 {
259         /* We assume that NULL fence/request are interoperable */
260         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct i915_request, fence) != 0);
261         GEM_BUG_ON(fence && !dma_fence_is_i915(fence));
262         return container_of(fence, struct i915_request, fence);
263 }
264
265 static inline struct i915_request *
266 i915_request_get(struct i915_request *rq)
267 {
268         return to_request(dma_fence_get(&rq->fence));
269 }
270
271 static inline struct i915_request *
272 i915_request_get_rcu(struct i915_request *rq)
273 {
274         return to_request(dma_fence_get_rcu(&rq->fence));
275 }
276
277 static inline void
278 i915_request_put(struct i915_request *rq)
279 {
280         dma_fence_put(&rq->fence);
281 }
282
283 int i915_request_await_object(struct i915_request *to,
284                               struct drm_i915_gem_object *obj,
285                               bool write);
286 int i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq,
287                                  struct dma_fence *fence);
288 int i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
289                                  struct dma_fence *fence,
290                                  void (*hook)(struct i915_request *rq,
291                                               struct dma_fence *signal));
292
293 void i915_request_add(struct i915_request *rq);
294
295 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request);
296 void i915_request_submit(struct i915_request *request);
297
298 void i915_request_skip(struct i915_request *request, int error);
299
300 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
301 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
302
303 /* Note: part of the intel_breadcrumbs family */
304 bool i915_request_enable_breadcrumb(struct i915_request *request);
305 void i915_request_cancel_breadcrumb(struct i915_request *request);
306
307 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
308                        unsigned int flags,
309                        long timeout)
310         __attribute__((nonnull(1)));
311 #define I915_WAIT_INTERRUPTIBLE BIT(0)
312 #define I915_WAIT_LOCKED        BIT(1) /* struct_mutex held, handle GPU reset */
313 #define I915_WAIT_PRIORITY      BIT(2) /* small priority bump for the request */
314 #define I915_WAIT_ALL           BIT(3) /* used by i915_gem_object_wait() */
315 #define I915_WAIT_FOR_IDLE_BOOST BIT(4)
316
317 static inline bool i915_request_signaled(const struct i915_request *rq)
318 {
319         /* The request may live longer than its HWSP, so check flags first! */
320         return test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags);
321 }
322
323 static inline bool i915_request_is_active(const struct i915_request *rq)
324 {
325         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
326 }
327
328 /**
329  * Returns true if seq1 is later than seq2.
330  */
331 static inline bool i915_seqno_passed(u32 seq1, u32 seq2)
332 {
333         return (s32)(seq1 - seq2) >= 0;
334 }
335
336 static inline u32 __hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
337 {
338         return READ_ONCE(*rq->hwsp_seqno);
339 }
340
341 /**
342  * hwsp_seqno - the current breadcrumb value in the HW status page
343  * @rq: the request, to chase the relevant HW status page
344  *
345  * The emphasis in naming here is that hwsp_seqno() is not a property of the
346  * request, but an indication of the current HW state (associated with this
347  * request). Its value will change as the GPU executes more requests.
348  *
349  * Returns the current breadcrumb value in the associated HW status page (or
350  * the local timeline's equivalent) for this request. The request itself
351  * has the associated breadcrumb value of rq->fence.seqno, when the HW
352  * status page has that breadcrumb or later, this request is complete.
353  */
354 static inline u32 hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
355 {
356         u32 seqno;
357
358         rcu_read_lock(); /* the HWSP may be freed at runtime */
359         seqno = __hwsp_seqno(rq);
360         rcu_read_unlock();
361
362         return seqno;
363 }
364
365 static inline bool __i915_request_has_started(const struct i915_request *rq)
366 {
367         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno - 1);
368 }
369
370 /**
371  * i915_request_started - check if the request has begun being executed
372  * @rq: the request
373  *
374  * If the timeline is not using initial breadcrumbs, a request is
375  * considered started if the previous request on its timeline (i.e.
376  * context) has been signaled.
377  *
378  * If the timeline is using semaphores, it will also be emitting an
379  * "initial breadcrumb" after the semaphores are complete and just before
380  * it began executing the user payload. A request can therefore be active
381  * on the HW and not yet started as it is still busywaiting on its
382  * dependencies (via HW semaphores).
383  *
384  * If the request has started, its dependencies will have been signaled
385  * (either by fences or by semaphores) and it will have begun processing
386  * the user payload.
387  *
388  * However, even if a request has started, it may have been preempted and
389  * so no longer active, or it may have already completed.
390  *
391  * See also i915_request_is_active().
392  *
393  * Returns true if the request has begun executing the user payload, or
394  * has completed:
395  */
396 static inline bool i915_request_started(const struct i915_request *rq)
397 {
398         if (i915_request_signaled(rq))
399                 return true;
400
401         /* Remember: started but may have since been preempted! */
402         return __i915_request_has_started(rq);
403 }
404
405 /**
406  * i915_request_is_running - check if the request may actually be executing
407  * @rq: the request
408  *
409  * Returns true if the request is currently submitted to hardware, has passed
410  * its start point (i.e. the context is setup and not busywaiting). Note that
411  * it may no longer be running by the time the function returns!
412  */
413 static inline bool i915_request_is_running(const struct i915_request *rq)
414 {
415         if (!i915_request_is_active(rq))
416                 return false;
417
418         return __i915_request_has_started(rq);
419 }
420
421 static inline bool i915_request_completed(const struct i915_request *rq)
422 {
423         if (i915_request_signaled(rq))
424                 return true;
425
426         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno);
427 }
428
429 static inline void i915_request_mark_complete(struct i915_request *rq)
430 {
431         rq->hwsp_seqno = (u32 *)&rq->fence.seqno; /* decouple from HWSP */
432 }
433
434 static inline bool i915_request_has_waitboost(const struct i915_request *rq)
435 {
436         return rq->flags & I915_REQUEST_WAITBOOST;
437 }
438
439 static inline bool i915_request_has_nopreempt(const struct i915_request *rq)
440 {
441         /* Preemption should only be disabled very rarely */
442         return unlikely(rq->flags & I915_REQUEST_NOPREEMPT);
443 }
444
445 bool i915_retire_requests(struct drm_i915_private *i915);
446
447 #endif /* I915_REQUEST_H */