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