radeon/radeon_cs_gem.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2008 Jérôme Glisse
   3  * All Rights Reserved.
   4  *
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
   6  * a copy of this software and associated documentation files (the
   7  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
   8  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
   9  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
  10  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  11  * the following conditions:
  12  *
  13  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  14  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
  15  * OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  16  * NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDERS, AUTHORS
  17  * AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  18  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE
  20  * USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  *
  22  * The above copyright notice and this permission notice (including the
  23  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
  24  * of the Software.
  25  */
  26 /*
  27  * Authors:
  28  *      Aapo Tahkola <aet@rasterburn.org>
  29  *      Nicolai Haehnle <prefect_@gmx.net>
  30  *      Jérôme Glisse <glisse@freedesktop.org>
  31  */
  32 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  33 #include "config.h"
  34 #endif
  35 #include <assert.h>
  36 #include <errno.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <pthread.h>
  40 #include <sys/mman.h>
  41 #include <sys/ioctl.h>
  42 #include "radeon_cs.h"
  43 #include "radeon_cs_int.h"
  44 #include "radeon_bo_int.h"
  45 #include "radeon_cs_gem.h"
  46 #include "radeon_bo_gem.h"
  47 #include "drm.h"
  48 #include "libdrm.h"
  49 #include "xf86drm.h"
  50 #include "xf86atomic.h"
  51 #include "radeon_drm.h"
  52 #include "bof.h"
  53
  54 #define CS_BOF_DUMP 0
  55
  56 struct radeon_cs_manager_gem {
  57     struct radeon_cs_manager    base;
  58     uint32_t                    device_id;
  59     unsigned                    nbof;
  60 };
  61
  62 #pragma pack(1)
  63 struct cs_reloc_gem {
  64     uint32_t    handle;
  65     uint32_t    read_domain;
  66     uint32_t    write_domain;
  67     uint32_t    flags;
  68 };
  69
  70 #pragma pack()
  71 #define RELOC_SIZE (sizeof(struct cs_reloc_gem) / sizeof(uint32_t))
  72
  73 struct cs_gem {
  74     struct radeon_cs_int        base;
  75     struct drm_radeon_cs        cs;
  76     struct drm_radeon_cs_chunk  chunks[2];
  77     unsigned                    nrelocs;
  78     uint32_t                    *relocs;
  79     struct radeon_bo_int        **relocs_bo;
  80 };
  81
  82 static pthread_mutex_t id_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
  83 static uint32_t cs_id_source = 0;
  84
  85 /**
  86  * result is undefined if called with ~0
  87  */
  88 static uint32_t get_first_zero(const uint32_t n)
  89 {
  90     /* __builtin_ctz returns number of trailing zeros. */
  91     return 1 << __builtin_ctz(~n);
  92 }
  93
  94 /**
  95  * Returns a free id for cs.
  96  * If there is no free id we return zero
  97  **/
  98 static uint32_t generate_id(void)
  99 {
 100     uint32_t r = 0;
 101     pthread_mutex_lock( &id_mutex );
 102     /* check for free ids */
 103     if (cs_id_source != ~r) {
 104         /* find first zero bit */
 105         r = get_first_zero(cs_id_source);
 106
 107         /* set id as reserved */
 108         cs_id_source |= r;
 109     }
 110     pthread_mutex_unlock( &id_mutex );
 111     return r;
 112 }
 113
 114 /**
 115  * Free the id for later reuse
 116  **/
 117 static void free_id(uint32_t id)
 118 {
 119     pthread_mutex_lock( &id_mutex );
 120
 121     cs_id_source &= ~id;
 122
 123     pthread_mutex_unlock( &id_mutex );
 124 }
 125
 126 static struct radeon_cs_int *cs_gem_create(struct radeon_cs_manager *csm,
 127                                        uint32_t ndw)
 128 {
 129     struct cs_gem *csg;
 130
 131     /* max cmd buffer size is 64Kb */
 132     if (ndw > (64 * 1024 / 4)) {
 133         return NULL;
 134     }
 135     csg = (struct cs_gem*)calloc(1, sizeof(struct cs_gem));
 136     if (csg == NULL) {
 137         return NULL;
 138     }
 139     csg->base.csm = csm;
 140     csg->base.ndw = 64 * 1024 / 4;
 141     csg->base.packets = (uint32_t*)calloc(1, 64 * 1024);
 142     if (csg->base.packets == NULL) {
 143         free(csg);
 144         return NULL;
 145     }
 146     csg->base.relocs_total_size = 0;
 147     csg->base.crelocs = 0;
 148     csg->base.id = generate_id();
 149     csg->nrelocs = 4096 / (4 * 4) ;
 150     csg->relocs_bo = (struct radeon_bo_int**)calloc(1,
 151                                                 csg->nrelocs*sizeof(void*));
 152     if (csg->relocs_bo == NULL) {
 153         free(csg->base.packets);
 154         free(csg);
 155         return NULL;
 156     }
 157     csg->base.relocs = csg->relocs = (uint32_t*)calloc(1, 4096);
 158     if (csg->relocs == NULL) {
 159         free(csg->relocs_bo);
 160         free(csg->base.packets);
 161         free(csg);
 162         return NULL;
 163     }
 164     csg->chunks[0].chunk_id = RADEON_CHUNK_ID_IB;
 165     csg->chunks[0].length_dw = 0;
 166     csg->chunks[0].chunk_data = (uint64_t)(uintptr_t)csg->base.packets;
 167     csg->chunks[1].chunk_id = RADEON_CHUNK_ID_RELOCS;
 168     csg->chunks[1].length_dw = 0;
 169     csg->chunks[1].chunk_data = (uint64_t)(uintptr_t)csg->relocs;
 170     return (struct radeon_cs_int*)csg;
 171 }
 172
 173 static int cs_gem_write_reloc(struct radeon_cs_int *cs,
 174                               struct radeon_bo *bo,
 175                               uint32_t read_domain,
 176                               uint32_t write_domain,
 177                               uint32_t flags)
 178 {
 179     struct radeon_bo_int *boi = (struct radeon_bo_int *)bo;
 180     struct cs_gem *csg = (struct cs_gem*)cs;
 181     struct cs_reloc_gem *reloc;
 182     uint32_t idx;
 183     unsigned i;
 184
 185     assert(boi->space_accounted);
 186
 187     /* check domains */
 188     if ((read_domain && write_domain) || (!read_domain && !write_domain)) {
 189         /* in one CS a bo can only be in read or write domain but not
 190          * in read & write domain at the same sime
 191          */
 192         return -EINVAL;
 193     }
 194     if (read_domain == RADEON_GEM_DOMAIN_CPU) {
 195         return -EINVAL;
 196     }
 197     if (write_domain == RADEON_GEM_DOMAIN_CPU) {
 198         return -EINVAL;
 199     }
 200     /* use bit field hash function to determine
 201        if this bo is for sure not in this cs.*/
 202     if ((atomic_read((atomic_t *)radeon_gem_get_reloc_in_cs(bo)) & cs->id)) {
 203         /* check if bo is already referenced.
 204          * Scanning from end to begin reduces cycles with mesa because
 205          * it often relocates same shared dma bo again. */
 206         for(i = cs->crelocs; i != 0;) {
 207             --i;
 208             idx = i * RELOC_SIZE;
 209             reloc = (struct cs_reloc_gem*)&csg->relocs[idx];
 210             if (reloc->handle == bo->handle) {
 211                 /* Check domains must be in read or write. As we check already
 212                  * checked that in argument one of the read or write domain was
 213                  * set we only need to check that if previous reloc as the read
 214                  * domain set then the read_domain should also be set for this
 215                  * new relocation.
 216                  */
 217                 /* the DDX expects to read and write from same pixmap */
 218                 if (write_domain && (reloc->read_domain & write_domain)) {
 219                     reloc->read_domain = 0;
 220                     reloc->write_domain = write_domain;
 221                 } else if (read_domain & reloc->write_domain) {
 222                     reloc->read_domain = 0;
 223                 } else {
 224                     if (write_domain != reloc->write_domain)
 225                         return -EINVAL;
 226                     if (read_domain != reloc->read_domain)
 227                         return -EINVAL;
 228                 }
 229
 230                 reloc->read_domain |= read_domain;
 231                 reloc->write_domain |= write_domain;
 232                 /* update flags */
 233                 reloc->flags |= (flags & reloc->flags);
 234                 /* write relocation packet */
 235                 radeon_cs_write_dword((struct radeon_cs *)cs, 0xc0001000);
 236                 radeon_cs_write_dword((struct radeon_cs *)cs, idx);
 237                 return 0;
 238             }
 239         }
 240     }
 241     /* new relocation */
 242     if (csg->base.crelocs >= csg->nrelocs) {
 243         /* allocate more memory (TODO: should use a slab allocatore maybe) */
 244         uint32_t *tmp, size;
 245         size = ((csg->nrelocs + 1) * sizeof(struct radeon_bo*));
 246         tmp = (uint32_t*)realloc(csg->relocs_bo, size);
 247         if (tmp == NULL) {
 248             return -ENOMEM;
 249         }
 250         csg->relocs_bo = (struct radeon_bo_int **)tmp;
 251         size = ((csg->nrelocs + 1) * RELOC_SIZE * 4);
 252         tmp = (uint32_t*)realloc(csg->relocs, size);
 253         if (tmp == NULL) {
 254             return -ENOMEM;
 255         }
 256         cs->relocs = csg->relocs = tmp;
 257         csg->nrelocs += 1;
 258         csg->chunks[1].chunk_data = (uint64_t)(uintptr_t)csg->relocs;
 259     }
 260     csg->relocs_bo[csg->base.crelocs] = boi;
 261     idx = (csg->base.crelocs++) * RELOC_SIZE;
 262     reloc = (struct cs_reloc_gem*)&csg->relocs[idx];
 263     reloc->handle = bo->handle;
 264     reloc->read_domain = read_domain;
 265     reloc->write_domain = write_domain;
 266     reloc->flags = flags;
 267     csg->chunks[1].length_dw += RELOC_SIZE;
 268     radeon_bo_ref(bo);
 269     /* bo might be referenced from another context so have to use atomic opertions */
 270     atomic_add((atomic_t *)radeon_gem_get_reloc_in_cs(bo), cs->id);
 271     cs->relocs_total_size += boi->size;
 272     radeon_cs_write_dword((struct radeon_cs *)cs, 0xc0001000);
 273     radeon_cs_write_dword((struct radeon_cs *)cs, idx);
 274     return 0;
 275 }
 276
 277 static int cs_gem_begin(struct radeon_cs_int *cs,
 278                         uint32_t ndw,
 279                         const char *file,
 280                         const char *func,
 281                         int line)
 282 {
 283
 284     if (cs->section_ndw) {
 285         fprintf(stderr, "CS already in a section(%s,%s,%d)\n",
 286                 cs->section_file, cs->section_func, cs->section_line);
 287         fprintf(stderr, "CS can't start section(%s,%s,%d)\n",
 288                 file, func, line);
 289         return -EPIPE;
 290     }
 291     cs->section_ndw = ndw;
 292     cs->section_cdw = 0;
 293     cs->section_file = file;
 294     cs->section_func = func;
 295     cs->section_line = line;
 296
 297     if (cs->cdw + ndw > cs->ndw) {
 298         uint32_t tmp, *ptr;
 299
 300         /* round up the required size to a multiple of 1024 */
 301         tmp = (cs->cdw + ndw + 0x3FF) & (~0x3FF);
 302         ptr = (uint32_t*)realloc(cs->packets, 4 * tmp);
 303         if (ptr == NULL) {
 304             return -ENOMEM;
 305         }
 306         cs->packets = ptr;
 307         cs->ndw = tmp;
 308     }
 309     return 0;
 310 }
 311
 312 static int cs_gem_end(struct radeon_cs_int *cs,
 313                       const char *file,
 314                       const char *func,
 315                       int line)
 316
 317 {
 318     if (!cs->section_ndw) {
 319         fprintf(stderr, "CS no section to end at (%s,%s,%d)\n",
 320                 file, func, line);
 321         return -EPIPE;
 322     }
 323     if (cs->section_ndw != cs->section_cdw) {
 324         fprintf(stderr, "CS section size missmatch start at (%s,%s,%d) %d vs %d\n",
 325                 cs->section_file, cs->section_func, cs->section_line, cs->section_ndw, cs->section_cdw);
 326         fprintf(stderr, "CS section end at (%s,%s,%d)\n",
 327                 file, func, line);
 328
 329         /* We must reset the section even when there is error. */
 330         cs->section_ndw = 0;
 331         return -EPIPE;
 332     }
 333     cs->section_ndw = 0;
 334     return 0;
 335 }
 336
 337 #if CS_BOF_DUMP
 338 static void cs_gem_dump_bof(struct radeon_cs_int *cs)
 339 {
 340     struct cs_gem *csg = (struct cs_gem*)cs;
 341     struct radeon_cs_manager_gem *csm;
 342     bof_t *bcs, *blob, *array, *bo, *size, *handle, *device_id, *root;
 343     char tmp[256];
 344     unsigned i;
 345
 346     csm = (struct radeon_cs_manager_gem *)cs->csm;
 347     root = device_id = bcs = blob = array = bo = size = handle = NULL;
 348     root = bof_object();
 349     if (root == NULL)
 350         goto out_err;
 351     device_id = bof_int32(csm->device_id);
 352     if (device_id == NULL)
 353         return;
 354     if (bof_object_set(root, "device_id", device_id))
 355         goto out_err;
 356     bof_decref(device_id);
 357     device_id = NULL;
 358     /* dump relocs */
 359     blob = bof_blob(csg->nrelocs * 16, csg->relocs);
 360     if (blob == NULL)
 361         goto out_err;
 362     if (bof_object_set(root, "reloc", blob))
 363         goto out_err;
 364     bof_decref(blob);
 365     blob = NULL;
 366     /* dump cs */
 367     blob = bof_blob(cs->cdw * 4, cs->packets);
 368     if (blob == NULL)
 369         goto out_err;
 370     if (bof_object_set(root, "pm4", blob))
 371         goto out_err;
 372     bof_decref(blob);
 373     blob = NULL;
 374     /* dump bo */
 375     array = bof_array();
 376     if (array == NULL)
 377         goto out_err;
 378     for (i = 0; i < csg->base.crelocs; i++) {
 379         bo = bof_object();
 380         if (bo == NULL)
 381             goto out_err;
 382         size = bof_int32(csg->relocs_bo[i]->size);
 383         if (size == NULL)
 384             goto out_err;
 385         if (bof_object_set(bo, "size", size))
 386             goto out_err;
 387         bof_decref(size);
 388         size = NULL;
 389         handle = bof_int32(csg->relocs_bo[i]->handle);
 390         if (handle == NULL)
 391             goto out_err;
 392         if (bof_object_set(bo, "handle", handle))
 393             goto out_err;
 394         bof_decref(handle);
 395         handle = NULL;
 396         radeon_bo_map((struct radeon_bo*)csg->relocs_bo[i], 0);
 397         blob = bof_blob(csg->relocs_bo[i]->size, csg->relocs_bo[i]->ptr);
 398         radeon_bo_unmap((struct radeon_bo*)csg->relocs_bo[i]);
 399         if (blob == NULL)
 400             goto out_err;
 401         if (bof_object_set(bo, "data", blob))
 402             goto out_err;
 403         bof_decref(blob);
 404         blob = NULL;
 405         if (bof_array_append(array, bo))
 406             goto out_err;
 407         bof_decref(bo);
 408         bo = NULL;
 409     }
 410     if (bof_object_set(root, "bo", array))
 411         goto out_err;
 412     sprintf(tmp, "d-0x%04X-%08d.bof", csm->device_id, csm->nbof++);
 413     bof_dump_file(root, tmp);
 414 out_err:
 415     bof_decref(blob);
 416     bof_decref(array);
 417     bof_decref(bo);
 418     bof_decref(size);
 419     bof_decref(handle);
 420     bof_decref(device_id);
 421     bof_decref(root);
 422 }
 423 #endif
 424
 425 static int cs_gem_emit(struct radeon_cs_int *cs)
 426 {
 427     struct cs_gem *csg = (struct cs_gem*)cs;
 428     uint64_t chunk_array[2];
 429     unsigned i;
 430     int r;
 431
 432     while (cs->cdw & 7)
 433         radeon_cs_write_dword((struct radeon_cs *)cs, 0x80000000);
 434
 435 #if CS_BOF_DUMP
 436     cs_gem_dump_bof(cs);
 437 #endif
 438     csg->chunks[0].length_dw = cs->cdw;
 439
 440     chunk_array[0] = (uint64_t)(uintptr_t)&csg->chunks[0];
 441     chunk_array[1] = (uint64_t)(uintptr_t)&csg->chunks[1];
 442
 443     csg->cs.num_chunks = 2;
 444     csg->cs.chunks = (uint64_t)(uintptr_t)chunk_array;
 445
 446     r = drmCommandWriteRead(cs->csm->fd, DRM_RADEON_CS,
 447                             &csg->cs, sizeof(struct drm_radeon_cs));
 448     for (i = 0; i < csg->base.crelocs; i++) {
 449         csg->relocs_bo[i]->space_accounted = 0;
 450         /* bo might be referenced from another context so have to use atomic opertions */
 451         atomic_dec((atomic_t *)radeon_gem_get_reloc_in_cs((struct radeon_bo*)csg->relocs_bo[i]), cs->id);
 452         radeon_bo_unref((struct radeon_bo *)csg->relocs_bo[i]);
 453         csg->relocs_bo[i] = NULL;
 454     }
 455
 456     cs->csm->read_used = 0;
 457     cs->csm->vram_write_used = 0;
 458     cs->csm->gart_write_used = 0;
 459     return r;
 460 }
 461
 462 static int cs_gem_destroy(struct radeon_cs_int *cs)
 463 {
 464     struct cs_gem *csg = (struct cs_gem*)cs;
 465
 466     free_id(cs->id);
 467     free(csg->relocs_bo);
 468     free(cs->relocs);
 469     free(cs->packets);
 470     free(cs);
 471     return 0;
 472 }
 473
 474 static int cs_gem_erase(struct radeon_cs_int *cs)
 475 {
 476     struct cs_gem *csg = (struct cs_gem*)cs;
 477     unsigned i;
 478
 479     if (csg->relocs_bo) {
 480         for (i = 0; i < csg->base.crelocs; i++) {
 481             if (csg->relocs_bo[i]) {
 482                 /* bo might be referenced from another context so have to use atomic opertions */
 483                 atomic_dec((atomic_t *)radeon_gem_get_reloc_in_cs((struct radeon_bo*)csg->relocs_bo[i]), cs->id);
 484                 radeon_bo_unref((struct radeon_bo *)csg->relocs_bo[i]);
 485                 csg->relocs_bo[i] = NULL;
 486             }
 487         }
 488     }
 489     cs->relocs_total_size = 0;
 490     cs->cdw = 0;
 491     cs->section_ndw = 0;
 492     cs->crelocs = 0;
 493     csg->chunks[0].length_dw = 0;
 494     csg->chunks[1].length_dw = 0;
 495     return 0;
 496 }
 497
 498 static int cs_gem_need_flush(struct radeon_cs_int *cs)
 499 {
 500     return 0; //(cs->relocs_total_size > (32*1024*1024));
 501 }
 502
 503 static void cs_gem_print(struct radeon_cs_int *cs, FILE *file)
 504 {
 505     struct radeon_cs_manager_gem *csm;
 506     unsigned int i;
 507
 508     csm = (struct radeon_cs_manager_gem *)cs->csm;
 509     fprintf(file, "VENDORID:DEVICEID 0x%04X:0x%04X\n", 0x1002, csm->device_id);
 510     for (i = 0; i < cs->cdw; i++) {
 511         fprintf(file, "0x%08X\n", cs->packets[i]);
 512     }
 513 }
 514
 515 static struct radeon_cs_funcs radeon_cs_gem_funcs = {
 516     cs_gem_create,
 517     cs_gem_write_reloc,
 518     cs_gem_begin,
 519     cs_gem_end,
 520     cs_gem_emit,
 521     cs_gem_destroy,
 522     cs_gem_erase,
 523     cs_gem_need_flush,
 524     cs_gem_print,
 525 };
 526
 527 static int radeon_get_device_id(int fd, uint32_t *device_id)
 528 {
 529     struct drm_radeon_info info = {};
 530     int r;
 531
 532     *device_id = 0;
 533     info.request = RADEON_INFO_DEVICE_ID;
 534     info.value = (uintptr_t)device_id;
 535     r = drmCommandWriteRead(fd, DRM_RADEON_INFO, &info,
 536                             sizeof(struct drm_radeon_info));
 537     return r;
 538 }
 539
 540 drm_public struct radeon_cs_manager *radeon_cs_manager_gem_ctor(int fd)
 541 {
 542     struct radeon_cs_manager_gem *csm;
 543
 544     csm = calloc(1, sizeof(struct radeon_cs_manager_gem));
 545     if (csm == NULL) {
 546         return NULL;
 547     }
 548     csm->base.funcs = &radeon_cs_gem_funcs;
 549     csm->base.fd = fd;
 550     radeon_get_device_id(fd, &csm->device_id);
 551     return &csm->base;
 552 }
 553
 554 drm_public void radeon_cs_manager_gem_dtor(struct radeon_cs_manager *csm)
 555 {
 556     free(csm);
 557 }