Merge branch 'linux-5.6' of git://github.com/skeggsb/linux into drm-next
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_request.h
1 /*
2  * Copyright © 2008-2018 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  */
24
25 #ifndef I915_REQUEST_H
26 #define I915_REQUEST_H
27
28 #include <linux/dma-fence.h>
29 #include <linux/lockdep.h>
30
31 #include "gem/i915_gem_context_types.h"
32 #include "gt/intel_context_types.h"
33 #include "gt/intel_engine_types.h"
34 #include "gt/intel_timeline_types.h"
35
36 #include "i915_gem.h"
37 #include "i915_scheduler.h"
38 #include "i915_selftest.h"
39 #include "i915_sw_fence.h"
40
41 #include <uapi/drm/i915_drm.h>
42
43 struct drm_file;
44 struct drm_i915_gem_object;
45 struct i915_request;
46
47 struct i915_capture_list {
48         struct i915_capture_list *next;
49         struct i915_vma *vma;
50 };
51
52 #define RQ_TRACE(rq, fmt, ...) do {                                     \
53         const struct i915_request *rq__ = (rq);                         \
54         ENGINE_TRACE(rq__->engine, "fence %llx:%lld, current %d " fmt,  \
55                      rq__->fence.context, rq__->fence.seqno,            \
56                      hwsp_seqno(rq__), ##__VA_ARGS__);                  \
57 } while (0)
58
59 enum {
60         /*
61          * I915_FENCE_FLAG_ACTIVE - this request is currently submitted to HW.
62          *
63          * Set by __i915_request_submit() on handing over to HW, and cleared
64          * by __i915_request_unsubmit() if we preempt this request.
65          *
66          * Finally cleared for consistency on retiring the request, when
67          * we know the HW is no longer running this request.
68          *
69          * See i915_request_is_active()
70          */
71         I915_FENCE_FLAG_ACTIVE = DMA_FENCE_FLAG_USER_BITS,
72
73         /*
74          * I915_FENCE_FLAG_SIGNAL - this request is currently on signal_list
75          *
76          * Internal bookkeeping used by the breadcrumb code to track when
77          * a request is on the various signal_list.
78          */
79         I915_FENCE_FLAG_SIGNAL,
80
81         /*
82          * I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT - this request should not be preempted
83          *
84          * The execution of some requests should not be interrupted. This is
85          * a sensitive operation as it makes the request super important,
86          * blocking other higher priority work. Abuse of this flag will
87          * lead to quality of service issues.
88          */
89         I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT,
90
91         /*
92          * I915_FENCE_FLAG_SENTINEL - this request should be last in the queue
93          *
94          * A high priority sentinel request may be submitted to clear the
95          * submission queue. As it will be the only request in-flight, upon
96          * execution all other active requests will have been preempted and
97          * unsubmitted. This preemptive pulse is used to re-evaluate the
98          * in-flight requests, particularly in cases where an active context
99          * is banned and those active requests need to be cancelled.
100          */
101         I915_FENCE_FLAG_SENTINEL,
102
103         /*
104          * I915_FENCE_FLAG_BOOST - upclock the gpu for this request
105          *
106          * Some requests are more important than others! In particular, a
107          * request that the user is waiting on is typically required for
108          * interactive latency, for which we want to minimise by upclocking
109          * the GPU. Here we track such boost requests on a per-request basis.
110          */
111         I915_FENCE_FLAG_BOOST,
112 };
113
114 /**
115  * Request queue structure.
116  *
117  * The request queue allows us to note sequence numbers that have been emitted
118  * and may be associated with active buffers to be retired.
119  *
120  * By keeping this list, we can avoid having to do questionable sequence
121  * number comparisons on buffer last_read|write_seqno. It also allows an
122  * emission time to be associated with the request for tracking how far ahead
123  * of the GPU the submission is.
124  *
125  * When modifying this structure be very aware that we perform a lockless
126  * RCU lookup of it that may race against reallocation of the struct
127  * from the slab freelist. We intentionally do not zero the structure on
128  * allocation so that the lookup can use the dangling pointers (and is
129  * cogniscent that those pointers may be wrong). Instead, everything that
130  * needs to be initialised must be done so explicitly.
131  *
132  * The requests are reference counted.
133  */
134 struct i915_request {
135         struct dma_fence fence;
136         spinlock_t lock;
137
138         /** On Which ring this request was generated */
139         struct drm_i915_private *i915;
140
141         /**
142          * Context and ring buffer related to this request
143          * Contexts are refcounted, so when this request is associated with a
144          * context, we must increment the context's refcount, to guarantee that
145          * it persists while any request is linked to it. Requests themselves
146          * are also refcounted, so the request will only be freed when the last
147          * reference to it is dismissed, and the code in
148          * i915_request_free() will then decrement the refcount on the
149          * context.
150          */
151         struct intel_engine_cs *engine;
152         struct intel_context *context;
153         struct intel_ring *ring;
154         struct intel_timeline __rcu *timeline;
155         struct list_head signal_link;
156
157         /*
158          * The rcu epoch of when this request was allocated. Used to judiciously
159          * apply backpressure on future allocations to ensure that under
160          * mempressure there is sufficient RCU ticks for us to reclaim our
161          * RCU protected slabs.
162          */
163         unsigned long rcustate;
164
165         /*
166          * We pin the timeline->mutex while constructing the request to
167          * ensure that no caller accidentally drops it during construction.
168          * The timeline->mutex must be held to ensure that only this caller
169          * can use the ring and manipulate the associated timeline during
170          * construction.
171          */
172         struct pin_cookie cookie;
173
174         /*
175          * Fences for the various phases in the request's lifetime.
176          *
177          * The submit fence is used to await upon all of the request's
178          * dependencies. When it is signaled, the request is ready to run.
179          * It is used by the driver to then queue the request for execution.
180          */
181         struct i915_sw_fence submit;
182         union {
183                 wait_queue_entry_t submitq;
184                 struct i915_sw_dma_fence_cb dmaq;
185                 struct i915_request_duration_cb {
186                         struct dma_fence_cb cb;
187                         ktime_t emitted;
188                 } duration;
189         };
190         struct list_head execute_cb;
191         struct i915_sw_fence semaphore;
192
193         /*
194          * A list of everyone we wait upon, and everyone who waits upon us.
195          * Even though we will not be submitted to the hardware before the
196          * submit fence is signaled (it waits for all external events as well
197          * as our own requests), the scheduler still needs to know the
198          * dependency tree for the lifetime of the request (from execbuf
199          * to retirement), i.e. bidirectional dependency information for the
200          * request not tied to individual fences.
201          */
202         struct i915_sched_node sched;
203         struct i915_dependency dep;
204         intel_engine_mask_t execution_mask;
205
206         /*
207          * A convenience pointer to the current breadcrumb value stored in
208          * the HW status page (or our timeline's local equivalent). The full
209          * path would be rq->hw_context->ring->timeline->hwsp_seqno.
210          */
211         const u32 *hwsp_seqno;
212
213         /*
214          * If we need to access the timeline's seqno for this request in
215          * another request, we need to keep a read reference to this associated
216          * cacheline, so that we do not free and recycle it before the foreign
217          * observers have completed. Hence, we keep a pointer to the cacheline
218          * inside the timeline's HWSP vma, but it is only valid while this
219          * request has not completed and guarded by the timeline mutex.
220          */
221         struct intel_timeline_cacheline __rcu *hwsp_cacheline;
222
223         /** Position in the ring of the start of the request */
224         u32 head;
225
226         /** Position in the ring of the start of the user packets */
227         u32 infix;
228
229         /**
230          * Position in the ring of the start of the postfix.
231          * This is required to calculate the maximum available ring space
232          * without overwriting the postfix.
233          */
234         u32 postfix;
235
236         /** Position in the ring of the end of the whole request */
237         u32 tail;
238
239         /** Position in the ring of the end of any workarounds after the tail */
240         u32 wa_tail;
241
242         /** Preallocate space in the ring for the emitting the request */
243         u32 reserved_space;
244
245         /** Batch buffer related to this request if any (used for
246          * error state dump only).
247          */
248         struct i915_vma *batch;
249         /**
250          * Additional buffers requested by userspace to be captured upon
251          * a GPU hang. The vma/obj on this list are protected by their
252          * active reference - all objects on this list must also be
253          * on the active_list (of their final request).
254          */
255         struct i915_capture_list *capture_list;
256
257         /** Time at which this request was emitted, in jiffies. */
258         unsigned long emitted_jiffies;
259
260         /** timeline->request entry for this request */
261         struct list_head link;
262
263         struct drm_i915_file_private *file_priv;
264         /** file_priv list entry for this request */
265         struct list_head client_link;
266
267         I915_SELFTEST_DECLARE(struct {
268                 struct list_head link;
269                 unsigned long delay;
270         } mock;)
271 };
272
273 #define I915_FENCE_GFP (GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN)
274
275 extern const struct dma_fence_ops i915_fence_ops;
276
277 static inline bool dma_fence_is_i915(const struct dma_fence *fence)
278 {
279         return fence->ops == &i915_fence_ops;
280 }
281
282 struct i915_request * __must_check
283 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp);
284 struct i915_request * __must_check
285 i915_request_create(struct intel_context *ce);
286
287 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *request);
288 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
289                           const struct i915_sched_attr *attr);
290
291 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq);
292 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq);
293
294 static inline struct i915_request *
295 to_request(struct dma_fence *fence)
296 {
297         /* We assume that NULL fence/request are interoperable */
298         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct i915_request, fence) != 0);
299         GEM_BUG_ON(fence && !dma_fence_is_i915(fence));
300         return container_of(fence, struct i915_request, fence);
301 }
302
303 static inline struct i915_request *
304 i915_request_get(struct i915_request *rq)
305 {
306         return to_request(dma_fence_get(&rq->fence));
307 }
308
309 static inline struct i915_request *
310 i915_request_get_rcu(struct i915_request *rq)
311 {
312         return to_request(dma_fence_get_rcu(&rq->fence));
313 }
314
315 static inline void
316 i915_request_put(struct i915_request *rq)
317 {
318         dma_fence_put(&rq->fence);
319 }
320
321 int i915_request_await_object(struct i915_request *to,
322                               struct drm_i915_gem_object *obj,
323                               bool write);
324 int i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq,
325                                  struct dma_fence *fence);
326 int i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
327                                  struct dma_fence *fence,
328                                  void (*hook)(struct i915_request *rq,
329                                               struct dma_fence *signal));
330
331 void i915_request_add(struct i915_request *rq);
332
333 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request);
334 void i915_request_submit(struct i915_request *request);
335
336 void i915_request_skip(struct i915_request *request, int error);
337
338 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
339 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
340
341 /* Note: part of the intel_breadcrumbs family */
342 bool i915_request_enable_breadcrumb(struct i915_request *request);
343 void i915_request_cancel_breadcrumb(struct i915_request *request);
344
345 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
346                        unsigned int flags,
347                        long timeout)
348         __attribute__((nonnull(1)));
349 #define I915_WAIT_INTERRUPTIBLE BIT(0)
350 #define I915_WAIT_PRIORITY      BIT(1) /* small priority bump for the request */
351 #define I915_WAIT_ALL           BIT(2) /* used by i915_gem_object_wait() */
352
353 static inline bool i915_request_signaled(const struct i915_request *rq)
354 {
355         /* The request may live longer than its HWSP, so check flags first! */
356         return test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags);
357 }
358
359 static inline bool i915_request_is_active(const struct i915_request *rq)
360 {
361         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
362 }
363
364 /**
365  * Returns true if seq1 is later than seq2.
366  */
367 static inline bool i915_seqno_passed(u32 seq1, u32 seq2)
368 {
369         return (s32)(seq1 - seq2) >= 0;
370 }
371
372 static inline u32 __hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
373 {
374         return READ_ONCE(*rq->hwsp_seqno);
375 }
376
377 /**
378  * hwsp_seqno - the current breadcrumb value in the HW status page
379  * @rq: the request, to chase the relevant HW status page
380  *
381  * The emphasis in naming here is that hwsp_seqno() is not a property of the
382  * request, but an indication of the current HW state (associated with this
383  * request). Its value will change as the GPU executes more requests.
384  *
385  * Returns the current breadcrumb value in the associated HW status page (or
386  * the local timeline's equivalent) for this request. The request itself
387  * has the associated breadcrumb value of rq->fence.seqno, when the HW
388  * status page has that breadcrumb or later, this request is complete.
389  */
390 static inline u32 hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
391 {
392         u32 seqno;
393
394         rcu_read_lock(); /* the HWSP may be freed at runtime */
395         seqno = __hwsp_seqno(rq);
396         rcu_read_unlock();
397
398         return seqno;
399 }
400
401 static inline bool __i915_request_has_started(const struct i915_request *rq)
402 {
403         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno - 1);
404 }
405
406 /**
407  * i915_request_started - check if the request has begun being executed
408  * @rq: the request
409  *
410  * If the timeline is not using initial breadcrumbs, a request is
411  * considered started if the previous request on its timeline (i.e.
412  * context) has been signaled.
413  *
414  * If the timeline is using semaphores, it will also be emitting an
415  * "initial breadcrumb" after the semaphores are complete and just before
416  * it began executing the user payload. A request can therefore be active
417  * on the HW and not yet started as it is still busywaiting on its
418  * dependencies (via HW semaphores).
419  *
420  * If the request has started, its dependencies will have been signaled
421  * (either by fences or by semaphores) and it will have begun processing
422  * the user payload.
423  *
424  * However, even if a request has started, it may have been preempted and
425  * so no longer active, or it may have already completed.
426  *
427  * See also i915_request_is_active().
428  *
429  * Returns true if the request has begun executing the user payload, or
430  * has completed:
431  */
432 static inline bool i915_request_started(const struct i915_request *rq)
433 {
434         if (i915_request_signaled(rq))
435                 return true;
436
437         /* Remember: started but may have since been preempted! */
438         return __i915_request_has_started(rq);
439 }
440
441 /**
442  * i915_request_is_running - check if the request may actually be executing
443  * @rq: the request
444  *
445  * Returns true if the request is currently submitted to hardware, has passed
446  * its start point (i.e. the context is setup and not busywaiting). Note that
447  * it may no longer be running by the time the function returns!
448  */
449 static inline bool i915_request_is_running(const struct i915_request *rq)
450 {
451         if (!i915_request_is_active(rq))
452                 return false;
453
454         return __i915_request_has_started(rq);
455 }
456
457 static inline bool i915_request_completed(const struct i915_request *rq)
458 {
459         if (i915_request_signaled(rq))
460                 return true;
461
462         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno);
463 }
464
465 static inline void i915_request_mark_complete(struct i915_request *rq)
466 {
467         rq->hwsp_seqno = (u32 *)&rq->fence.seqno; /* decouple from HWSP */
468 }
469
470 static inline bool i915_request_has_waitboost(const struct i915_request *rq)
471 {
472         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags);
473 }
474
475 static inline bool i915_request_has_nopreempt(const struct i915_request *rq)
476 {
477         /* Preemption should only be disabled very rarely */
478         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT, &rq->fence.flags));
479 }
480
481 static inline bool i915_request_has_sentinel(const struct i915_request *rq)
482 {
483         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags));
484 }
485
486 static inline struct intel_timeline *
487 i915_request_timeline(struct i915_request *rq)
488 {
489         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
490         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
491                                          lockdep_is_held(&rcu_access_pointer(rq->timeline)->mutex));
492 }
493
494 static inline struct i915_gem_context *
495 i915_request_gem_context(struct i915_request *rq)
496 {
497         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
498         return rcu_dereference_protected(rq->context->gem_context, true);
499 }
500
501 static inline struct intel_timeline *
502 i915_request_active_timeline(struct i915_request *rq)
503 {
504         /*
505          * When in use during submission, we are protected by a guarantee that
506          * the context/timeline is pinned and must remain pinned until after
507          * this submission.
508          */
509         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
510                                          lockdep_is_held(&rq->engine->active.lock));
511 }
512
513 #endif /* I915_REQUEST_H */