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