tests/pm_rps.c

   1 /*
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   3  *
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  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Ben Widawsky <ben@bwidawsk.net>
  25  *    Jeff McGee <jeff.mcgee@intel.com>
  26  *
  27  */
  28
  29 #define _GNU_SOURCE
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <stdlib.h>
  32 #include <string.h>
  33 #include <unistd.h>
  34 #include <getopt.h>
  35 #include <fcntl.h>
  36 #include <signal.h>
  37 #include "drmtest.h"
  38 #include "intel_gpu_tools.h"
  39 #include "intel_bufmgr.h"
  40 #include "intel_batchbuffer.h"
  41 #include "igt_debugfs.h"
  42
  43 static int drm_fd;
  44
  45 static const char sysfs_base_path[] = "/sys/class/drm/card%d/gt_%s_freq_mhz";
  46 enum {
  47         CUR,
  48         MIN,
  49         MAX,
  50         RP0,
  51         RP1,
  52         RPn,
  53         NUMFREQ
  54 };
  55
  56 static int origfreqs[NUMFREQ];
  57
  58 struct junk {
  59         const char *name;
  60         const char *mode;
  61         FILE *filp;
  62 } stuff[] = {
  63         { "cur", "r", NULL }, { "min", "rb+", NULL }, { "max", "rb+", NULL }, { "RP0", "r", NULL }, { "RP1", "r", NULL }, { "RPn", "r", NULL }, { NULL, NULL, NULL }
  64 };
  65
  66 static igt_debugfs_t dfs;
  67
  68 static int readval(FILE *filp)
  69 {
  70         int val;
  71         int scanned;
  72
  73         rewind(filp);
  74         scanned = fscanf(filp, "%d", &val);
  75         igt_assert(scanned == 1);
  76
  77         return val;
  78 }
  79
  80 static void read_freqs(int *freqs)
  81 {
  82         int i;
  83
  84         for (i = 0; i < NUMFREQ; i++)
  85                 freqs[i] = readval(stuff[i].filp);
  86 }
  87
  88 static int do_writeval(FILE *filp, int val, int lerrno)
  89 {
  90         int ret, orig;
  91
  92         orig = readval(filp);
  93         rewind(filp);
  94         ret = fprintf(filp, "%d", val);
  95
  96         if (lerrno) {
  97                 /* Expecting specific error */
  98                 igt_assert(ret == EOF && errno == lerrno);
  99                 igt_assert(readval(filp) == orig);
 100         } else {
 101                 /* Expecting no error */
 102                 igt_assert(ret != EOF);
 103                 igt_assert(readval(filp) == val);
 104         }
 105
 106         return ret;
 107 }
 108 #define writeval(filp, val) do_writeval(filp, val, 0)
 109 #define writeval_inval(filp, val) do_writeval(filp, val, EINVAL)
 110
 111 static void checkit(const int *freqs)
 112 {
 113         igt_assert(freqs[MIN] <= freqs[MAX]);
 114         igt_assert(freqs[CUR] <= freqs[MAX]);
 115         igt_assert(freqs[MIN] <= freqs[CUR]);
 116         igt_assert(freqs[RPn] <= freqs[MIN]);
 117         igt_assert(freqs[MAX] <= freqs[RP0]);
 118         igt_assert(freqs[RP1] <= freqs[RP0]);
 119         igt_assert(freqs[RPn] <= freqs[RP1]);
 120         igt_assert(freqs[RP0] != 0);
 121         igt_assert(freqs[RP1] != 0);
 122 }
 123
 124 static void matchit(const int *freqs1, const int *freqs2)
 125 {
 126         igt_assert(freqs1[CUR] == freqs2[CUR]);
 127         igt_assert(freqs1[MIN] == freqs2[MIN]);
 128         igt_assert(freqs1[MAX] == freqs2[MAX]);
 129         igt_assert(freqs1[RP0] == freqs2[RP0]);
 130         igt_assert(freqs1[RP1] == freqs2[RP1]);
 131         igt_assert(freqs1[RPn] == freqs2[RPn]);
 132 }
 133
 134 static void dump(const int *freqs)
 135 {
 136         int i;
 137
 138         igt_debug("gt freq (MHz):");
 139         for (i = 0; i < NUMFREQ; i++)
 140                 igt_debug("  %s=%d", stuff[i].name, freqs[i]);
 141
 142         igt_debug("\n");
 143 }
 144
 145 enum load {
 146         LOW,
 147         HIGH
 148 };
 149
 150 static struct load_helper {
 151         int devid;
 152         int has_ppgtt;
 153         drm_intel_bufmgr *bufmgr;
 154         struct intel_batchbuffer *batch;
 155         drm_intel_bo *target_buffer;
 156         enum load load;
 157         bool exit;
 158         struct igt_helper_process igt_proc;
 159 } lh;
 160
 161 static void load_helper_signal_handler(int sig)
 162 {
 163         if (sig == SIGUSR2)
 164                 lh.load = lh.load == LOW ? HIGH : LOW;
 165         else
 166                 lh.exit = true;
 167 }
 168
 169 static void emit_store_dword_imm(uint32_t val)
 170 {
 171         int cmd;
 172         struct intel_batchbuffer *batch = lh.batch;
 173
 174         cmd = MI_STORE_DWORD_IMM;
 175         if (!lh.has_ppgtt)
 176                 cmd |= MI_MEM_VIRTUAL;
 177
 178         if (intel_gen(lh.devid) >= 8) {
 179                 BEGIN_BATCH(4);
 180                 OUT_BATCH(cmd);
 181                 OUT_RELOC(lh.target_buffer, I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION,
 182                           I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION, 0);
 183                 OUT_BATCH(0);
 184                 OUT_BATCH(val);
 185                 ADVANCE_BATCH();
 186         } else {
 187                 BEGIN_BATCH(4);
 188                 OUT_BATCH(cmd);
 189                 OUT_BATCH(0); /* reserved */
 190                 OUT_RELOC(lh.target_buffer, I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION,
 191                           I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION, 0);
 192                 OUT_BATCH(val);
 193                 ADVANCE_BATCH();
 194         }
 195 }
 196
 197 #define LOAD_HELPER_PAUSE_USEC 500
 198 static void load_helper_set_load(enum load load)
 199 {
 200         assert(lh.igt_proc.running);
 201
 202         if (lh.load == load)
 203                 return;
 204
 205         lh.load = load;
 206         kill(lh.igt_proc.pid, SIGUSR2);
 207 }
 208
 209 static void load_helper_run(enum load load)
 210 {
 211         /*
 212          * FIXME fork helpers won't get cleaned up when started from within a
 213          * subtest, so handle the case where it sticks around a bit too long.
 214          */
 215         if (lh.igt_proc.running) {
 216                 load_helper_set_load(load);
 217                 return;
 218         }
 219
 220         lh.load = load;
 221
 222         igt_fork_helper(&lh.igt_proc) {
 223                 uint32_t val = 0;
 224
 225                 signal(SIGUSR1, load_helper_signal_handler);
 226                 signal(SIGUSR2, load_helper_signal_handler);
 227
 228                 while (!lh.exit) {
 229                         emit_store_dword_imm(val);
 230                         intel_batchbuffer_flush_on_ring(lh.batch, 0);
 231                         val++;
 232
 233                         /* Lower the load by pausing after every submitted
 234                          * write. */
 235                         if (lh.load == LOW)
 236                                 usleep(LOAD_HELPER_PAUSE_USEC);
 237                 }
 238
 239                 /* Map buffer to stall for write completion */
 240                 drm_intel_bo_map(lh.target_buffer, 0);
 241                 drm_intel_bo_unmap(lh.target_buffer);
 242
 243                 igt_debug("load helper sent %u dword writes\n", val);
 244         }
 245 }
 246
 247 static void load_helper_stop(void)
 248 {
 249         kill(lh.igt_proc.pid, SIGUSR1);
 250         igt_wait_helper(&lh.igt_proc);
 251 }
 252
 253 static void load_helper_init(void)
 254 {
 255         lh.devid = intel_get_drm_devid(drm_fd);
 256         lh.has_ppgtt = gem_uses_aliasing_ppgtt(drm_fd);
 257
 258         /* MI_STORE_DATA can only use GTT address on gen4+/g33 and needs
 259          * snoopable mem on pre-gen6. Hence load-helper only works on gen6+, but
 260          * that's also all we care about for the rps testcase*/
 261         igt_assert(intel_gen(lh.devid) >= 6);
 262         lh.bufmgr = drm_intel_bufmgr_gem_init(drm_fd, 4096);
 263         igt_assert(lh.bufmgr);
 264
 265         drm_intel_bufmgr_gem_enable_reuse(lh.bufmgr);
 266
 267         lh.batch = intel_batchbuffer_alloc(lh.bufmgr, lh.devid);
 268         igt_assert(lh.batch);
 269
 270         lh.target_buffer = drm_intel_bo_alloc(lh.bufmgr, "target bo",
 271                                               4096, 4096);
 272         igt_assert(lh.target_buffer);
 273 }
 274
 275 static void load_helper_deinit(void)
 276 {
 277         if (lh.igt_proc.running)
 278                 load_helper_stop();
 279
 280         if (lh.target_buffer)
 281                 drm_intel_bo_unreference(lh.target_buffer);
 282
 283         if (lh.batch)
 284                 intel_batchbuffer_free(lh.batch);
 285
 286         if (lh.bufmgr)
 287                 drm_intel_bufmgr_destroy(lh.bufmgr);
 288 }
 289
 290 static void stop_rings(void)
 291 {
 292         int fd;
 293         static const char data[] = "0xf";
 294
 295         fd = igt_debugfs_open(&dfs, "i915_ring_stop", O_WRONLY);
 296         igt_assert(fd >= 0);
 297
 298         igt_debug("injecting ring stop\n");
 299         igt_assert(write(fd, data, sizeof(data)) == sizeof(data));
 300
 301         close(fd);
 302 }
 303
 304 static bool rings_stopped(void)
 305 {
 306         int fd;
 307         static char buf[128];
 308         unsigned long long val;
 309
 310         fd = igt_debugfs_open(&dfs, "i915_ring_stop", O_RDONLY);
 311         igt_assert(fd >= 0);
 312
 313         igt_assert(read(fd, buf, sizeof(buf)) > 0);
 314         close(fd);
 315
 316         sscanf(buf, "%llx", &val);
 317
 318         return (bool)val;
 319 }
 320
 321 static void min_max_config(void (*check)(void))
 322 {
 323         int fmid = (origfreqs[RPn] + origfreqs[RP0]) / 2;
 324
 325         /* hw (and so kernel) currently rounds to 50 MHz ... */
 326         fmid = fmid / 50 * 50;
 327
 328         igt_debug("\nCheck original min and max...\n");
 329         check();
 330
 331         igt_debug("\nSet min=RPn and max=RP0...\n");
 332         writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[RPn]);
 333         writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[RP0]);
 334         check();
 335
 336         igt_debug("\nIncrease min to midpoint...\n");
 337         writeval(stuff[MIN].filp, fmid);
 338         check();
 339
 340         igt_debug("\nIncrease min to RP0...\n");
 341         writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[RP0]);
 342         check();
 343
 344         igt_debug("\nIncrease min above RP0 (invalid)...\n");
 345         writeval_inval(stuff[MIN].filp, origfreqs[RP0] + 1000);
 346         check();
 347
 348         igt_debug("\nDecrease max to RPn (invalid)...\n");
 349         writeval_inval(stuff[MAX].filp, origfreqs[RPn]);
 350         check();
 351
 352         igt_debug("\nDecrease min to midpoint...\n");
 353         writeval(stuff[MIN].filp, fmid);
 354         check();
 355
 356         igt_debug("\nDecrease min to RPn...\n");
 357         writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[RPn]);
 358         check();
 359
 360         igt_debug("\nDecrease min below RPn (invalid)...\n");
 361         writeval_inval(stuff[MIN].filp, 0);
 362         check();
 363
 364         igt_debug("\nDecrease max to midpoint...\n");
 365         writeval(stuff[MAX].filp, fmid);
 366         check();
 367
 368         igt_debug("\nDecrease max to RPn...\n");
 369         writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[RPn]);
 370         check();
 371
 372         igt_debug("\nDecrease max below RPn (invalid)...\n");
 373         writeval_inval(stuff[MAX].filp, 0);
 374         check();
 375
 376         igt_debug("\nIncrease min to RP0 (invalid)...\n");
 377         writeval_inval(stuff[MIN].filp, origfreqs[RP0]);
 378         check();
 379
 380         igt_debug("\nIncrease max to midpoint...\n");
 381         writeval(stuff[MAX].filp, fmid);
 382         check();
 383
 384         igt_debug("\nIncrease max to RP0...\n");
 385         writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[RP0]);
 386         check();
 387
 388         igt_debug("\nIncrease max above RP0 (invalid)...\n");
 389         writeval_inval(stuff[MAX].filp, origfreqs[RP0] + 1000);
 390         check();
 391
 392         writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[MIN]);
 393         writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[MAX]);
 394 }
 395
 396 static void basic_check(void)
 397 {
 398         int freqs[NUMFREQ];
 399
 400         read_freqs(freqs);
 401         dump(freqs);
 402         checkit(freqs);
 403 }
 404
 405 #define IDLE_WAIT_TIMESTEP_MSEC 100
 406 #define IDLE_WAIT_TIMEOUT_MSEC 3000
 407 static void idle_check(void)
 408 {
 409         int freqs[NUMFREQ];
 410         int wait = 0;
 411
 412         /* Monitor frequencies until cur settles down to min, which should
 413          * happen within the allotted time */
 414         do {
 415                 read_freqs(freqs);
 416                 dump(freqs);
 417                 checkit(freqs);
 418                 if (freqs[CUR] == freqs[MIN])
 419                         break;
 420                 usleep(1000 * IDLE_WAIT_TIMESTEP_MSEC);
 421                 wait += IDLE_WAIT_TIMESTEP_MSEC;
 422         } while (wait < IDLE_WAIT_TIMEOUT_MSEC);
 423
 424         igt_assert(freqs[CUR] == freqs[MIN]);
 425         igt_debug("Required %d msec to reach cur=min\n", wait);
 426 }
 427
 428 #define LOADED_WAIT_TIMESTEP_MSEC 100
 429 #define LOADED_WAIT_TIMEOUT_MSEC 3000
 430 static void loaded_check(void)
 431 {
 432         int freqs[NUMFREQ];
 433         int wait = 0;
 434
 435         /* Monitor frequencies until cur increases to max, which should
 436          * happen within the allotted time */
 437         do {
 438                 read_freqs(freqs);
 439                 dump(freqs);
 440                 checkit(freqs);
 441                 if (freqs[CUR] == freqs[MAX])
 442                         break;
 443                 usleep(1000 * LOADED_WAIT_TIMESTEP_MSEC);
 444                 wait += LOADED_WAIT_TIMESTEP_MSEC;
 445         } while (wait < LOADED_WAIT_TIMEOUT_MSEC);
 446
 447         igt_assert(freqs[CUR] == freqs[MAX]);
 448         igt_debug("Required %d msec to reach cur=max\n", wait);
 449 }
 450
 451 #define STABILIZE_WAIT_TIMESTEP_MSEC 100
 452 #define STABILIZE_WAIT_TIMEOUT_MSEC 2000
 453 static void stabilize_check(int *freqs)
 454 {
 455         int wait = 0;
 456
 457         do {
 458                 read_freqs(freqs);
 459                 dump(freqs);
 460                 usleep(1000 * STABILIZE_WAIT_TIMESTEP_MSEC);
 461                 wait += STABILIZE_WAIT_TIMESTEP_MSEC;
 462         } while (wait < STABILIZE_WAIT_TIMEOUT_MSEC);
 463
 464         igt_debug("Waited %d msec to stabilize cur\n", wait);
 465 }
 466
 467 static void reset(void)
 468 {
 469         int pre_freqs[NUMFREQ];
 470         int post_freqs[NUMFREQ];
 471
 472         igt_debug("Apply low load...\n");
 473         load_helper_run(LOW);
 474         stabilize_check(pre_freqs);
 475
 476         igt_debug("Stop rings...\n");
 477         stop_rings();
 478         while (rings_stopped())
 479                 usleep(1000 * 100);
 480         igt_debug("Ring stop cleared\n");
 481
 482         igt_debug("Apply high load...\n");
 483         load_helper_set_load(HIGH);
 484         loaded_check();
 485
 486         igt_debug("Apply low load...\n");
 487         load_helper_set_load(LOW);
 488         stabilize_check(post_freqs);
 489         matchit(pre_freqs, post_freqs);
 490
 491         igt_debug("Apply high load...\n");
 492         load_helper_set_load(HIGH);
 493         loaded_check();
 494
 495         igt_debug("Removing load...\n");
 496         load_helper_stop();
 497         idle_check();
 498 }
 499
 500 static void pm_rps_exit_handler(int sig)
 501 {
 502         if (origfreqs[MIN] > readval(stuff[MAX].filp)) {
 503                 writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[MAX]);
 504                 writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[MIN]);
 505         } else {
 506                 writeval(stuff[MIN].filp, origfreqs[MIN]);
 507                 writeval(stuff[MAX].filp, origfreqs[MAX]);
 508         }
 509
 510         load_helper_deinit();
 511         close(drm_fd);
 512 }
 513
 514 igt_main
 515 {
 516         igt_skip_on_simulation();
 517
 518         igt_fixture {
 519                 const int device = drm_get_card();
 520                 struct junk *junk = stuff;
 521                 int ret;
 522
 523                 /* Use drm_open_any to verify device existence */
 524                 drm_fd = drm_open_any();
 525
 526                 do {
 527                         int val = -1;
 528                         char *path;
 529                         ret = asprintf(&path, sysfs_base_path, device, junk->name);
 530                         igt_assert(ret != -1);
 531                         junk->filp = fopen(path, junk->mode);
 532                         igt_require(junk->filp);
 533                         setbuf(junk->filp, NULL);
 534
 535                         val = readval(junk->filp);
 536                         igt_assert(val >= 0);
 537                         junk++;
 538                 } while(junk->name != NULL);
 539
 540                 read_freqs(origfreqs);
 541
 542                 igt_install_exit_handler(pm_rps_exit_handler);
 543
 544                 load_helper_init();
 545
 546                 igt_debugfs_init(&dfs);
 547         }
 548
 549         igt_subtest("basic-api")
 550                 min_max_config(basic_check);
 551
 552         igt_subtest("min-max-config-idle")
 553                 min_max_config(idle_check);
 554
 555         igt_subtest("min-max-config-loaded") {
 556                 load_helper_run(HIGH);
 557                 min_max_config(loaded_check);
 558                 load_helper_stop();
 559         }
 560
 561         igt_subtest("reset")
 562                 reset();
 563 }