tests/gen3_render_tiledy_blits.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2011 Intel Corporation
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Chris Wilson <chris@chris-wilson.co.uk>
  25  *
  26  */
  27
  28 /** @file gen3_linear_render_blits.c
  29  *
  30  * This is a test of doing many blits, with a working set
  31  * larger than the aperture size.
  32  *
  33  * The goal is to simply ensure the basics work.
  34  */
  35
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <assert.h>
  40 #include <fcntl.h>
  41 #include <inttypes.h>
  42 #include <errno.h>
  43 #include <sys/stat.h>
  44 #include <sys/time.h>
  45 #include <sys/mman.h>
  46 #include <sys/ioctl.h>
  47 #include "drm.h"
  48 #include "i915_drm.h"
  49 #include "drmtest.h"
  50 #include "intel_gpu_tools.h"
  51
  52 #include "i915_reg.h"
  53 #include "i915_3d.h"
  54
  55 #define WIDTH 512
  56 #define HEIGHT 512
  57
  58 static inline uint32_t pack_float(float f)
  59 {
  60         union {
  61                 uint32_t dw;
  62                 float f;
  63         } u;
  64         u.f = f;
  65         return u.dw;
  66 }
  67
  68 static uint32_t gem_create(int fd, int size)
  69 {
  70         struct drm_i915_gem_create create;
  71
  72         create.handle = 0;
  73         create.size = size;
  74         (void)drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_CREATE, &create);
  75         assert(create.handle);
  76
  77         return create.handle;
  78 }
  79
  80 static void gem_close(int fd, uint32_t handle)
  81 {
  82         struct drm_gem_close close;
  83         int ret;
  84
  85         close.handle = handle;
  86         ret = drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_GEM_CLOSE, &close);
  87         assert(ret == 0);
  88 }
  89
  90 static uint64_t
  91 gem_aperture_size(int fd)
  92 {
  93         struct drm_i915_gem_get_aperture aperture;
  94
  95         aperture.aper_size = 512*1024*1024;
  96         (void)drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_GET_APERTURE, &aperture);
  97         return aperture.aper_size;
  98 }
  99
 100 static void
 101 gem_write(int fd, uint32_t handle, int offset, int size, const void *buf)
 102 {
 103         struct drm_i915_gem_pwrite pwrite;
 104         int ret;
 105
 106         pwrite.handle = handle;
 107         pwrite.offset = offset;
 108         pwrite.size = size;
 109         pwrite.data_ptr = (uintptr_t)buf;
 110         ret = drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_PWRITE, &pwrite);
 111         assert(ret == 0);
 112 }
 113
 114 static uint32_t fill_reloc(struct drm_i915_gem_relocation_entry *reloc,
 115                            uint32_t offset,
 116                            uint32_t handle,
 117                            uint32_t read_domain,
 118                            uint32_t write_domain)
 119 {
 120         reloc->target_handle = handle;
 121         reloc->delta = 0;
 122         reloc->offset = offset * sizeof(uint32_t);
 123         reloc->presumed_offset = 0;
 124         reloc->read_domains = read_domain;
 125         reloc->write_domain = write_domain;
 126
 127         return reloc->presumed_offset + reloc->delta;
 128 }
 129
 130 static void
 131 copy(int fd, uint32_t dst, uint32_t src)
 132 {
 133         uint32_t batch[1024], *b = batch;
 134         struct drm_i915_gem_relocation_entry reloc[2], *r = reloc;
 135         struct drm_i915_gem_exec_object2 obj[3];
 136         struct drm_i915_gem_execbuffer2 exec;
 137         uint32_t handle;
 138         int ret;
 139
 140         /* invariant state */
 141         *b++ = (_3DSTATE_AA_CMD |
 142                 AA_LINE_ECAAR_WIDTH_ENABLE |
 143                 AA_LINE_ECAAR_WIDTH_1_0 |
 144                 AA_LINE_REGION_WIDTH_ENABLE | AA_LINE_REGION_WIDTH_1_0);
 145         *b++ = (_3DSTATE_INDEPENDENT_ALPHA_BLEND_CMD |
 146                 IAB_MODIFY_ENABLE |
 147                 IAB_MODIFY_FUNC | (BLENDFUNC_ADD << IAB_FUNC_SHIFT) |
 148                 IAB_MODIFY_SRC_FACTOR | (BLENDFACT_ONE <<
 149                                          IAB_SRC_FACTOR_SHIFT) |
 150                 IAB_MODIFY_DST_FACTOR | (BLENDFACT_ZERO <<
 151                                          IAB_DST_FACTOR_SHIFT));
 152         *b++ = (_3DSTATE_DFLT_DIFFUSE_CMD);
 153         *b++ = (0);
 154         *b++ = (_3DSTATE_DFLT_SPEC_CMD);
 155         *b++ = (0);
 156         *b++ = (_3DSTATE_DFLT_Z_CMD);
 157         *b++ = (0);
 158         *b++ = (_3DSTATE_COORD_SET_BINDINGS |
 159                 CSB_TCB(0, 0) |
 160                 CSB_TCB(1, 1) |
 161                 CSB_TCB(2, 2) |
 162                 CSB_TCB(3, 3) |
 163                 CSB_TCB(4, 4) |
 164                 CSB_TCB(5, 5) | CSB_TCB(6, 6) | CSB_TCB(7, 7));
 165         *b++ = (_3DSTATE_RASTER_RULES_CMD |
 166                 ENABLE_POINT_RASTER_RULE |
 167                 OGL_POINT_RASTER_RULE |
 168                 ENABLE_LINE_STRIP_PROVOKE_VRTX |
 169                 ENABLE_TRI_FAN_PROVOKE_VRTX |
 170                 LINE_STRIP_PROVOKE_VRTX(1) |
 171                 TRI_FAN_PROVOKE_VRTX(2) | ENABLE_TEXKILL_3D_4D | TEXKILL_4D);
 172         *b++ = (_3DSTATE_MODES_4_CMD |
 173                 ENABLE_LOGIC_OP_FUNC | LOGIC_OP_FUNC(LOGICOP_COPY) |
 174                 ENABLE_STENCIL_WRITE_MASK | STENCIL_WRITE_MASK(0xff) |
 175                 ENABLE_STENCIL_TEST_MASK | STENCIL_TEST_MASK(0xff));
 176         *b++ = (_3DSTATE_LOAD_STATE_IMMEDIATE_1 | I1_LOAD_S(3) | I1_LOAD_S(4) | I1_LOAD_S(5) | 2);
 177         *b++ = (0x00000000);    /* Disable texture coordinate wrap-shortest */
 178         *b++ = ((1 << S4_POINT_WIDTH_SHIFT) |
 179                 S4_LINE_WIDTH_ONE |
 180                 S4_CULLMODE_NONE |
 181                 S4_VFMT_XY);
 182         *b++ = (0x00000000);    /* Stencil. */
 183         *b++ = (_3DSTATE_SCISSOR_ENABLE_CMD | DISABLE_SCISSOR_RECT);
 184         *b++ = (_3DSTATE_SCISSOR_RECT_0_CMD);
 185         *b++ = (0);
 186         *b++ = (0);
 187         *b++ = (_3DSTATE_DEPTH_SUBRECT_DISABLE);
 188         *b++ = (_3DSTATE_LOAD_INDIRECT | 0);    /* disable indirect state */
 189         *b++ = (0);
 190         *b++ = (_3DSTATE_STIPPLE);
 191         *b++ = (0x00000000);
 192         *b++ = (_3DSTATE_BACKFACE_STENCIL_OPS | BFO_ENABLE_STENCIL_TWO_SIDE | 0);
 193
 194         /* samler state */
 195 #define TEX_COUNT 1
 196         *b++ = (_3DSTATE_MAP_STATE | (3 * TEX_COUNT));
 197         *b++ = ((1 << TEX_COUNT) - 1);
 198         *b = fill_reloc(r++, b-batch, src, I915_GEM_DOMAIN_SAMPLER, 0); b++;
 199         *b++ = (MAPSURF_32BIT | MT_32BIT_ARGB8888 |
 200                 MS3_TILED_SURFACE | MS3_TILE_WALK |
 201                 (HEIGHT - 1) << MS3_HEIGHT_SHIFT |
 202                 (WIDTH - 1) << MS3_WIDTH_SHIFT);
 203         *b++ = ((WIDTH-1) << MS4_PITCH_SHIFT);
 204
 205         *b++ = (_3DSTATE_SAMPLER_STATE | (3 * TEX_COUNT));
 206         *b++ = ((1 << TEX_COUNT) - 1);
 207         *b++ = (MIPFILTER_NONE << SS2_MIP_FILTER_SHIFT |
 208                 FILTER_NEAREST << SS2_MAG_FILTER_SHIFT |
 209                 FILTER_NEAREST << SS2_MIN_FILTER_SHIFT);
 210         *b++ = (TEXCOORDMODE_WRAP << SS3_TCX_ADDR_MODE_SHIFT |
 211                 TEXCOORDMODE_WRAP << SS3_TCY_ADDR_MODE_SHIFT |
 212                 0 << SS3_TEXTUREMAP_INDEX_SHIFT);
 213         *b++ = (0x00000000);
 214
 215         /* render target state */
 216         *b++ = (_3DSTATE_BUF_INFO_CMD);
 217         *b++ = (BUF_3D_ID_COLOR_BACK | BUF_3D_TILED_SURFACE | BUF_3D_TILE_WALK_Y | WIDTH*4);
 218         *b = fill_reloc(r++, b-batch, dst,
 219                         I915_GEM_DOMAIN_RENDER, I915_GEM_DOMAIN_RENDER);
 220         b++;
 221
 222         *b++ = (_3DSTATE_DST_BUF_VARS_CMD);
 223         *b++ = (COLR_BUF_ARGB8888 |
 224                 DSTORG_HORT_BIAS(0x8) |
 225                 DSTORG_VERT_BIAS(0x8));
 226
 227         /* draw rect is unconditional */
 228         *b++ = (_3DSTATE_DRAW_RECT_CMD);
 229         *b++ = (0x00000000);
 230         *b++ = (0x00000000);    /* ymin, xmin */
 231         *b++ = (DRAW_YMAX(HEIGHT - 1) |
 232                 DRAW_XMAX(WIDTH - 1));
 233         /* yorig, xorig (relate to color buffer?) */
 234         *b++ = (0x00000000);
 235
 236         /* texfmt */
 237         *b++ = (_3DSTATE_LOAD_STATE_IMMEDIATE_1 | I1_LOAD_S(1) | I1_LOAD_S(2) | I1_LOAD_S(6) | 2);
 238         *b++ = ((4 << S1_VERTEX_WIDTH_SHIFT) | (4 << S1_VERTEX_PITCH_SHIFT));
 239         *b++ = (~S2_TEXCOORD_FMT(0, TEXCOORDFMT_NOT_PRESENT) |
 240                 S2_TEXCOORD_FMT(0, TEXCOORDFMT_2D));
 241         *b++ = (S6_CBUF_BLEND_ENABLE | S6_COLOR_WRITE_ENABLE |
 242                 BLENDFUNC_ADD << S6_CBUF_BLEND_FUNC_SHIFT |
 243                 BLENDFACT_ONE << S6_CBUF_SRC_BLEND_FACT_SHIFT |
 244                 BLENDFACT_ZERO << S6_CBUF_DST_BLEND_FACT_SHIFT);
 245
 246         /* pixel shader */
 247         *b++ = (_3DSTATE_PIXEL_SHADER_PROGRAM | (1 + 3*3 - 2));
 248         /* decl FS_T0 */
 249         *b++ = (D0_DCL |
 250                 REG_TYPE(FS_T0) << D0_TYPE_SHIFT |
 251                 REG_NR(FS_T0) << D0_NR_SHIFT |
 252                 ((REG_TYPE(FS_T0) != REG_TYPE_S) ? D0_CHANNEL_ALL : 0));
 253         *b++ = (0);
 254         *b++ = (0);
 255         /* decl FS_S0 */
 256         *b++ = (D0_DCL |
 257                 (REG_TYPE(FS_S0) << D0_TYPE_SHIFT) |
 258                 (REG_NR(FS_S0) << D0_NR_SHIFT) |
 259                 ((REG_TYPE(FS_S0) != REG_TYPE_S) ? D0_CHANNEL_ALL : 0));
 260         *b++ = (0);
 261         *b++ = (0);
 262         /* texld(FS_OC, FS_S0, FS_T0 */
 263         *b++ = (T0_TEXLD |
 264                 (REG_TYPE(FS_OC) << T0_DEST_TYPE_SHIFT) |
 265                 (REG_NR(FS_OC) << T0_DEST_NR_SHIFT) |
 266                 (REG_NR(FS_S0) << T0_SAMPLER_NR_SHIFT));
 267         *b++ = ((REG_TYPE(FS_T0) << T1_ADDRESS_REG_TYPE_SHIFT) |
 268                 (REG_NR(FS_T0) << T1_ADDRESS_REG_NR_SHIFT));
 269         *b++ = (0);
 270
 271         *b++ = (PRIM3D_RECTLIST | (3*4 - 1));
 272         *b++ = pack_float(WIDTH);
 273         *b++ = pack_float(HEIGHT);
 274         *b++ = pack_float(WIDTH);
 275         *b++ = pack_float(HEIGHT);
 276
 277         *b++ = pack_float(0);
 278         *b++ = pack_float(HEIGHT);
 279         *b++ = pack_float(0);
 280         *b++ = pack_float(HEIGHT);
 281
 282         *b++ = pack_float(0);
 283         *b++ = pack_float(0);
 284         *b++ = pack_float(0);
 285         *b++ = pack_float(0);
 286
 287         *b++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
 288         if ((b - batch) & 1)
 289                 *b++ = 0;
 290
 291         assert(b - batch <= 1024);
 292         handle = gem_create(fd, 4096);
 293         gem_write(fd, handle, 0, (b-batch)*sizeof(batch[0]), batch);
 294
 295         assert(r-reloc == 2);
 296
 297         obj[0].handle = dst;
 298         obj[0].relocation_count = 0;
 299         obj[0].relocs_ptr = 0;
 300         obj[0].alignment = 0;
 301         obj[0].offset = 0;
 302         obj[0].flags = 0;
 303         obj[0].rsvd1 = 0;
 304         obj[0].rsvd2 = 0;
 305
 306         obj[1].handle = src;
 307         obj[1].relocation_count = 0;
 308         obj[1].relocs_ptr = 0;
 309         obj[1].alignment = 0;
 310         obj[1].offset = 0;
 311         obj[1].flags = 0;
 312         obj[1].rsvd1 = 0;
 313         obj[1].rsvd2 = 0;
 314
 315         obj[2].handle = handle;
 316         obj[2].relocation_count = 2;
 317         obj[2].relocs_ptr = (uintptr_t)reloc;
 318         obj[2].alignment = 0;
 319         obj[2].offset = 0;
 320         obj[2].flags = 0;
 321         obj[2].rsvd1 = obj[2].rsvd2 = 0;
 322
 323         exec.buffers_ptr = (uintptr_t)obj;
 324         exec.buffer_count = 3;
 325         exec.batch_start_offset = 0;
 326         exec.batch_len = (b-batch)*sizeof(batch[0]);
 327         exec.DR1 = exec.DR4 = 0;
 328         exec.num_cliprects = 0;
 329         exec.cliprects_ptr = 0;
 330         exec.flags = 0;
 331         exec.rsvd1 = exec.rsvd2 = 0;
 332
 333         ret = drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_EXECBUFFER2, &exec);
 334         while (ret && errno == EBUSY) {
 335                 drmCommandNone(fd, DRM_I915_GEM_THROTTLE);
 336                 ret = drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_EXECBUFFER2, &exec);
 337         }
 338         assert(ret == 0);
 339
 340         gem_close(fd, handle);
 341 }
 342
 343 static void *gem_mmap(int fd, uint32_t handle, int size, int prot)
 344 {
 345         struct drm_i915_gem_mmap_gtt mmap_arg;
 346         void *ptr;
 347
 348         mmap_arg.handle = handle;
 349         if (drmIoctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_MMAP_GTT, &mmap_arg)) {
 350                 assert(0);
 351                 return NULL;
 352         }
 353
 354         ptr = mmap(0, size, prot, MAP_SHARED, fd, mmap_arg.offset);
 355         if (ptr == MAP_FAILED) {
 356                 assert(0);
 357                 ptr = NULL;
 358         }
 359
 360         return ptr;
 361 }
 362
 363 static void gem_set_tiling(int fd, uint32_t handle, int tiling, int stride)
 364 {
 365         struct drm_i915_gem_set_tiling set_tiling;
 366         int ret;
 367
 368         do {
 369                 set_tiling.handle = handle;
 370                 set_tiling.tiling_mode = tiling;
 371                 set_tiling.stride = stride;
 372
 373                 ret = ioctl(fd, DRM_IOCTL_I915_GEM_SET_TILING, &set_tiling);
 374         } while (ret == -1 && (errno == EINTR || errno == EAGAIN));
 375         assert(ret == 0);
 376         assert(set_tiling.tiling_mode == tiling);
 377 }
 378
 379 static uint32_t
 380 create_bo(int fd, uint32_t val)
 381 {
 382         uint32_t handle;
 383         uint32_t *v;
 384         int i;
 385
 386         handle = gem_create(fd, WIDTH*HEIGHT*4);
 387         gem_set_tiling(fd, handle, I915_TILING_Y, WIDTH*4);
 388
 389         /* Fill the BO with dwords starting at val */
 390         v = gem_mmap(fd, handle, WIDTH*HEIGHT*4, PROT_READ | PROT_WRITE);
 391         for (i = 0; i < WIDTH*HEIGHT; i++)
 392                 v[i] = val++;
 393         munmap(v, WIDTH*HEIGHT*4);
 394
 395         return handle;
 396 }
 397
 398 static void
 399 check_bo(int fd, uint32_t handle, uint32_t val)
 400 {
 401         uint32_t *v;
 402         int i;
 403
 404         v = gem_mmap(fd, handle, WIDTH*HEIGHT*4, PROT_READ);
 405         for (i = 0; i < WIDTH*HEIGHT; i++) {
 406                 if (v[i] != val) {
 407                         fprintf(stderr, "Expected 0x%08x, found 0x%08x "
 408                                 "at offset 0x%08x\n",
 409                                 val, v[i], i * 4);
 410                         abort();
 411                 }
 412                 val++;
 413         }
 414         munmap(v, WIDTH*HEIGHT*4);
 415 }
 416
 417 int main(int argc, char **argv)
 418 {
 419         uint32_t *handle, *start_val;
 420         uint32_t start = 0;
 421         int i, fd, count;
 422
 423         fd = drm_open_any();
 424
 425         count = 0;
 426         if (argc > 1)
 427                 count = atoi(argv[1]);
 428         if (count == 0)
 429                 count = 3 * gem_aperture_size(fd) / (1024*1024) / 2;
 430         printf("Using %d 1MiB buffers\n", count);
 431
 432         handle = malloc(sizeof(uint32_t)*count*2);
 433         start_val = handle + count;
 434
 435         for (i = 0; i < count; i++) {
 436                 handle[i] = create_bo(fd, start);
 437                 start_val[i] = start;
 438                 start += 1024 * 1024 / 4;
 439         }
 440
 441         printf("Verifying initialisation..."); fflush(stdout);
 442         for (i = 0; i < count; i++)
 443                 check_bo(fd, handle[i], start_val[i]);
 444         printf("done\n");
 445
 446         printf("Cyclic blits, forward..."); fflush(stdout);
 447         for (i = 0; i < count * 32; i++) {
 448                 int src = i % count;
 449                 int dst = (i + 1) % count;
 450
 451                 copy(fd, handle[dst], handle[src]);
 452                 start_val[dst] = start_val[src];
 453         }
 454         printf("verifying..."); fflush(stdout);
 455         for (i = 0; i < count; i++)
 456                 check_bo(fd, handle[i], start_val[i]);
 457         printf("done\n");
 458
 459         printf("Cyclic blits, backward..."); fflush(stdout);
 460         for (i = 0; i < count * 32; i++) {
 461                 int src = (i + 1) % count;
 462                 int dst = i % count;
 463
 464                 copy(fd, handle[dst], handle[src]);
 465                 start_val[dst] = start_val[src];
 466         }
 467         printf("verifying..."); fflush(stdout);
 468         for (i = 0; i < count; i++)
 469                 check_bo(fd, handle[i], start_val[i]);
 470         printf("done\n");
 471
 472         printf("Random blits..."); fflush(stdout);
 473         for (i = 0; i < count * 32; i++) {
 474                 int src = random() % count;
 475                 int dst = random() % count;
 476
 477                 while (src == dst)
 478                         dst = random() % count;
 479
 480                 copy(fd, handle[dst], handle[src]);
 481                 start_val[dst] = start_val[src];
 482         }
 483         printf("verifying..."); fflush(stdout);
 484         for (i = 0; i < count; i++)
 485                 check_bo(fd, handle[i], start_val[i]);
 486         printf("done\n");
 487
 488         return 0;
 489 }