Merge tag 'modules-for-v5.10' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jeyu...
[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/irq_work.h>
30 #include <linux/lockdep.h>
31
32 #include "gem/i915_gem_context_types.h"
33 #include "gt/intel_context_types.h"
34 #include "gt/intel_engine_types.h"
35 #include "gt/intel_timeline_types.h"
36
37 #include "i915_gem.h"
38 #include "i915_scheduler.h"
39 #include "i915_selftest.h"
40 #include "i915_sw_fence.h"
41
42 #include <uapi/drm/i915_drm.h>
43
44 struct drm_file;
45 struct drm_i915_gem_object;
46 struct i915_request;
47
48 struct i915_capture_list {
49         struct i915_capture_list *next;
50         struct i915_vma *vma;
51 };
52
53 #define RQ_TRACE(rq, fmt, ...) do {                                     \
54         const struct i915_request *rq__ = (rq);                         \
55         ENGINE_TRACE(rq__->engine, "fence %llx:%lld, current %d " fmt,  \
56                      rq__->fence.context, rq__->fence.seqno,            \
57                      hwsp_seqno(rq__), ##__VA_ARGS__);                  \
58 } while (0)
59
60 enum {
61         /*
62          * I915_FENCE_FLAG_ACTIVE - this request is currently submitted to HW.
63          *
64          * Set by __i915_request_submit() on handing over to HW, and cleared
65          * by __i915_request_unsubmit() if we preempt this request.
66          *
67          * Finally cleared for consistency on retiring the request, when
68          * we know the HW is no longer running this request.
69          *
70          * See i915_request_is_active()
71          */
72         I915_FENCE_FLAG_ACTIVE = DMA_FENCE_FLAG_USER_BITS,
73
74         /*
75          * I915_FENCE_FLAG_PQUEUE - this request is ready for execution
76          *
77          * Using the scheduler, when a request is ready for execution it is put
78          * into the priority queue, and removed from that queue when transferred
79          * to the HW runlists. We want to track its membership within the
80          * priority queue so that we can easily check before rescheduling.
81          *
82          * See i915_request_in_priority_queue()
83          */
84         I915_FENCE_FLAG_PQUEUE,
85
86         /*
87          * I915_FENCE_FLAG_HOLD - this request is currently on hold
88          *
89          * This request has been suspended, pending an ongoing investigation.
90          */
91         I915_FENCE_FLAG_HOLD,
92
93         /*
94          * I915_FENCE_FLAG_INITIAL_BREADCRUMB - this request has the initial
95          * breadcrumb that marks the end of semaphore waits and start of the
96          * user payload.
97          */
98         I915_FENCE_FLAG_INITIAL_BREADCRUMB,
99
100         /*
101          * I915_FENCE_FLAG_SIGNAL - this request is currently on signal_list
102          *
103          * Internal bookkeeping used by the breadcrumb code to track when
104          * a request is on the various signal_list.
105          */
106         I915_FENCE_FLAG_SIGNAL,
107
108         /*
109          * I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT - this request should not be preempted
110          *
111          * The execution of some requests should not be interrupted. This is
112          * a sensitive operation as it makes the request super important,
113          * blocking other higher priority work. Abuse of this flag will
114          * lead to quality of service issues.
115          */
116         I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT,
117
118         /*
119          * I915_FENCE_FLAG_SENTINEL - this request should be last in the queue
120          *
121          * A high priority sentinel request may be submitted to clear the
122          * submission queue. As it will be the only request in-flight, upon
123          * execution all other active requests will have been preempted and
124          * unsubmitted. This preemptive pulse is used to re-evaluate the
125          * in-flight requests, particularly in cases where an active context
126          * is banned and those active requests need to be cancelled.
127          */
128         I915_FENCE_FLAG_SENTINEL,
129
130         /*
131          * I915_FENCE_FLAG_BOOST - upclock the gpu for this request
132          *
133          * Some requests are more important than others! In particular, a
134          * request that the user is waiting on is typically required for
135          * interactive latency, for which we want to minimise by upclocking
136          * the GPU. Here we track such boost requests on a per-request basis.
137          */
138         I915_FENCE_FLAG_BOOST,
139 };
140
141 /**
142  * Request queue structure.
143  *
144  * The request queue allows us to note sequence numbers that have been emitted
145  * and may be associated with active buffers to be retired.
146  *
147  * By keeping this list, we can avoid having to do questionable sequence
148  * number comparisons on buffer last_read|write_seqno. It also allows an
149  * emission time to be associated with the request for tracking how far ahead
150  * of the GPU the submission is.
151  *
152  * When modifying this structure be very aware that we perform a lockless
153  * RCU lookup of it that may race against reallocation of the struct
154  * from the slab freelist. We intentionally do not zero the structure on
155  * allocation so that the lookup can use the dangling pointers (and is
156  * cogniscent that those pointers may be wrong). Instead, everything that
157  * needs to be initialised must be done so explicitly.
158  *
159  * The requests are reference counted.
160  */
161 struct i915_request {
162         struct dma_fence fence;
163         spinlock_t lock;
164
165         /**
166          * Context and ring buffer related to this request
167          * Contexts are refcounted, so when this request is associated with a
168          * context, we must increment the context's refcount, to guarantee that
169          * it persists while any request is linked to it. Requests themselves
170          * are also refcounted, so the request will only be freed when the last
171          * reference to it is dismissed, and the code in
172          * i915_request_free() will then decrement the refcount on the
173          * context.
174          */
175         struct intel_engine_cs *engine;
176         struct intel_context *context;
177         struct intel_ring *ring;
178         struct intel_timeline __rcu *timeline;
179         struct list_head signal_link;
180
181         /*
182          * The rcu epoch of when this request was allocated. Used to judiciously
183          * apply backpressure on future allocations to ensure that under
184          * mempressure there is sufficient RCU ticks for us to reclaim our
185          * RCU protected slabs.
186          */
187         unsigned long rcustate;
188
189         /*
190          * We pin the timeline->mutex while constructing the request to
191          * ensure that no caller accidentally drops it during construction.
192          * The timeline->mutex must be held to ensure that only this caller
193          * can use the ring and manipulate the associated timeline during
194          * construction.
195          */
196         struct pin_cookie cookie;
197
198         /*
199          * Fences for the various phases in the request's lifetime.
200          *
201          * The submit fence is used to await upon all of the request's
202          * dependencies. When it is signaled, the request is ready to run.
203          * It is used by the driver to then queue the request for execution.
204          */
205         struct i915_sw_fence submit;
206         union {
207                 wait_queue_entry_t submitq;
208                 struct i915_sw_dma_fence_cb dmaq;
209                 struct i915_request_duration_cb {
210                         struct dma_fence_cb cb;
211                         ktime_t emitted;
212                 } duration;
213         };
214         struct llist_head execute_cb;
215         struct i915_sw_fence semaphore;
216
217         /*
218          * A list of everyone we wait upon, and everyone who waits upon us.
219          * Even though we will not be submitted to the hardware before the
220          * submit fence is signaled (it waits for all external events as well
221          * as our own requests), the scheduler still needs to know the
222          * dependency tree for the lifetime of the request (from execbuf
223          * to retirement), i.e. bidirectional dependency information for the
224          * request not tied to individual fences.
225          */
226         struct i915_sched_node sched;
227         struct i915_dependency dep;
228         intel_engine_mask_t execution_mask;
229
230         /*
231          * A convenience pointer to the current breadcrumb value stored in
232          * the HW status page (or our timeline's local equivalent). The full
233          * path would be rq->hw_context->ring->timeline->hwsp_seqno.
234          */
235         const u32 *hwsp_seqno;
236
237         /*
238          * If we need to access the timeline's seqno for this request in
239          * another request, we need to keep a read reference to this associated
240          * cacheline, so that we do not free and recycle it before the foreign
241          * observers have completed. Hence, we keep a pointer to the cacheline
242          * inside the timeline's HWSP vma, but it is only valid while this
243          * request has not completed and guarded by the timeline mutex.
244          */
245         struct intel_timeline_cacheline __rcu *hwsp_cacheline;
246
247         /** Position in the ring of the start of the request */
248         u32 head;
249
250         /** Position in the ring of the start of the user packets */
251         u32 infix;
252
253         /**
254          * Position in the ring of the start of the postfix.
255          * This is required to calculate the maximum available ring space
256          * without overwriting the postfix.
257          */
258         u32 postfix;
259
260         /** Position in the ring of the end of the whole request */
261         u32 tail;
262
263         /** Position in the ring of the end of any workarounds after the tail */
264         u32 wa_tail;
265
266         /** Preallocate space in the ring for the emitting the request */
267         u32 reserved_space;
268
269         /** Batch buffer related to this request if any (used for
270          * error state dump only).
271          */
272         struct i915_vma *batch;
273         /**
274          * Additional buffers requested by userspace to be captured upon
275          * a GPU hang. The vma/obj on this list are protected by their
276          * active reference - all objects on this list must also be
277          * on the active_list (of their final request).
278          */
279         struct i915_capture_list *capture_list;
280
281         /** Time at which this request was emitted, in jiffies. */
282         unsigned long emitted_jiffies;
283
284         /** timeline->request entry for this request */
285         struct list_head link;
286
287         I915_SELFTEST_DECLARE(struct {
288                 struct list_head link;
289                 unsigned long delay;
290         } mock;)
291 };
292
293 #define I915_FENCE_GFP (GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN)
294
295 extern const struct dma_fence_ops i915_fence_ops;
296
297 static inline bool dma_fence_is_i915(const struct dma_fence *fence)
298 {
299         return fence->ops == &i915_fence_ops;
300 }
301
302 struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void);
303
304 struct i915_request * __must_check
305 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp);
306 struct i915_request * __must_check
307 i915_request_create(struct intel_context *ce);
308
309 void i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error);
310 void __i915_request_skip(struct i915_request *rq);
311
312 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *request);
313 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
314                           const struct i915_sched_attr *attr);
315
316 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq);
317 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq);
318
319 static inline struct i915_request *
320 to_request(struct dma_fence *fence)
321 {
322         /* We assume that NULL fence/request are interoperable */
323         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct i915_request, fence) != 0);
324         GEM_BUG_ON(fence && !dma_fence_is_i915(fence));
325         return container_of(fence, struct i915_request, fence);
326 }
327
328 static inline struct i915_request *
329 i915_request_get(struct i915_request *rq)
330 {
331         return to_request(dma_fence_get(&rq->fence));
332 }
333
334 static inline struct i915_request *
335 i915_request_get_rcu(struct i915_request *rq)
336 {
337         return to_request(dma_fence_get_rcu(&rq->fence));
338 }
339
340 static inline void
341 i915_request_put(struct i915_request *rq)
342 {
343         dma_fence_put(&rq->fence);
344 }
345
346 int i915_request_await_object(struct i915_request *to,
347                               struct drm_i915_gem_object *obj,
348                               bool write);
349 int i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq,
350                                  struct dma_fence *fence);
351 int i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
352                                  struct dma_fence *fence,
353                                  void (*hook)(struct i915_request *rq,
354                                               struct dma_fence *signal));
355
356 void i915_request_add(struct i915_request *rq);
357
358 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request);
359 void i915_request_submit(struct i915_request *request);
360
361 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
362 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
363
364 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
365                        unsigned int flags,
366                        long timeout)
367         __attribute__((nonnull(1)));
368 #define I915_WAIT_INTERRUPTIBLE BIT(0)
369 #define I915_WAIT_PRIORITY      BIT(1) /* small priority bump for the request */
370 #define I915_WAIT_ALL           BIT(2) /* used by i915_gem_object_wait() */
371
372 static inline bool i915_request_signaled(const struct i915_request *rq)
373 {
374         /* The request may live longer than its HWSP, so check flags first! */
375         return test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags);
376 }
377
378 static inline bool i915_request_is_active(const struct i915_request *rq)
379 {
380         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
381 }
382
383 static inline bool i915_request_in_priority_queue(const struct i915_request *rq)
384 {
385         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &rq->fence.flags);
386 }
387
388 static inline bool
389 i915_request_has_initial_breadcrumb(const struct i915_request *rq)
390 {
391         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_INITIAL_BREADCRUMB, &rq->fence.flags);
392 }
393
394 /**
395  * Returns true if seq1 is later than seq2.
396  */
397 static inline bool i915_seqno_passed(u32 seq1, u32 seq2)
398 {
399         return (s32)(seq1 - seq2) >= 0;
400 }
401
402 static inline u32 __hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
403 {
404         const u32 *hwsp = READ_ONCE(rq->hwsp_seqno);
405
406         return READ_ONCE(*hwsp);
407 }
408
409 /**
410  * hwsp_seqno - the current breadcrumb value in the HW status page
411  * @rq: the request, to chase the relevant HW status page
412  *
413  * The emphasis in naming here is that hwsp_seqno() is not a property of the
414  * request, but an indication of the current HW state (associated with this
415  * request). Its value will change as the GPU executes more requests.
416  *
417  * Returns the current breadcrumb value in the associated HW status page (or
418  * the local timeline's equivalent) for this request. The request itself
419  * has the associated breadcrumb value of rq->fence.seqno, when the HW
420  * status page has that breadcrumb or later, this request is complete.
421  */
422 static inline u32 hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
423 {
424         u32 seqno;
425
426         rcu_read_lock(); /* the HWSP may be freed at runtime */
427         seqno = __hwsp_seqno(rq);
428         rcu_read_unlock();
429
430         return seqno;
431 }
432
433 static inline bool __i915_request_has_started(const struct i915_request *rq)
434 {
435         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno - 1);
436 }
437
438 /**
439  * i915_request_started - check if the request has begun being executed
440  * @rq: the request
441  *
442  * If the timeline is not using initial breadcrumbs, a request is
443  * considered started if the previous request on its timeline (i.e.
444  * context) has been signaled.
445  *
446  * If the timeline is using semaphores, it will also be emitting an
447  * "initial breadcrumb" after the semaphores are complete and just before
448  * it began executing the user payload. A request can therefore be active
449  * on the HW and not yet started as it is still busywaiting on its
450  * dependencies (via HW semaphores).
451  *
452  * If the request has started, its dependencies will have been signaled
453  * (either by fences or by semaphores) and it will have begun processing
454  * the user payload.
455  *
456  * However, even if a request has started, it may have been preempted and
457  * so no longer active, or it may have already completed.
458  *
459  * See also i915_request_is_active().
460  *
461  * Returns true if the request has begun executing the user payload, or
462  * has completed:
463  */
464 static inline bool i915_request_started(const struct i915_request *rq)
465 {
466         if (i915_request_signaled(rq))
467                 return true;
468
469         /* Remember: started but may have since been preempted! */
470         return __i915_request_has_started(rq);
471 }
472
473 /**
474  * i915_request_is_running - check if the request may actually be executing
475  * @rq: the request
476  *
477  * Returns true if the request is currently submitted to hardware, has passed
478  * its start point (i.e. the context is setup and not busywaiting). Note that
479  * it may no longer be running by the time the function returns!
480  */
481 static inline bool i915_request_is_running(const struct i915_request *rq)
482 {
483         if (!i915_request_is_active(rq))
484                 return false;
485
486         return __i915_request_has_started(rq);
487 }
488
489 /**
490  * i915_request_is_ready - check if the request is ready for execution
491  * @rq: the request
492  *
493  * Upon construction, the request is instructed to wait upon various
494  * signals before it is ready to be executed by the HW. That is, we do
495  * not want to start execution and read data before it is written. In practice,
496  * this is controlled with a mixture of interrupts and semaphores. Once
497  * the submit fence is completed, the backend scheduler will place the
498  * request into its queue and from there submit it for execution. So we
499  * can detect when a request is eligible for execution (and is under control
500  * of the scheduler) by querying where it is in any of the scheduler's lists.
501  *
502  * Returns true if the request is ready for execution (it may be inflight),
503  * false otherwise.
504  */
505 static inline bool i915_request_is_ready(const struct i915_request *rq)
506 {
507         return !list_empty(&rq->sched.link);
508 }
509
510 static inline bool i915_request_completed(const struct i915_request *rq)
511 {
512         if (i915_request_signaled(rq))
513                 return true;
514
515         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno);
516 }
517
518 static inline void i915_request_mark_complete(struct i915_request *rq)
519 {
520         WRITE_ONCE(rq->hwsp_seqno, /* decouple from HWSP */
521                    (u32 *)&rq->fence.seqno);
522 }
523
524 static inline bool i915_request_has_waitboost(const struct i915_request *rq)
525 {
526         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags);
527 }
528
529 static inline bool i915_request_has_nopreempt(const struct i915_request *rq)
530 {
531         /* Preemption should only be disabled very rarely */
532         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT, &rq->fence.flags));
533 }
534
535 static inline bool i915_request_has_sentinel(const struct i915_request *rq)
536 {
537         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags));
538 }
539
540 static inline bool i915_request_on_hold(const struct i915_request *rq)
541 {
542         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags));
543 }
544
545 static inline void i915_request_set_hold(struct i915_request *rq)
546 {
547         set_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
548 }
549
550 static inline void i915_request_clear_hold(struct i915_request *rq)
551 {
552         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
553 }
554
555 static inline struct intel_timeline *
556 i915_request_timeline(const struct i915_request *rq)
557 {
558         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
559         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
560                                          lockdep_is_held(&rcu_access_pointer(rq->timeline)->mutex));
561 }
562
563 static inline struct i915_gem_context *
564 i915_request_gem_context(const struct i915_request *rq)
565 {
566         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
567         return rcu_dereference_protected(rq->context->gem_context, true);
568 }
569
570 static inline struct intel_timeline *
571 i915_request_active_timeline(const struct i915_request *rq)
572 {
573         /*
574          * When in use during submission, we are protected by a guarantee that
575          * the context/timeline is pinned and must remain pinned until after
576          * this submission.
577          */
578         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
579                                          lockdep_is_held(&rq->engine->active.lock));
580 }
581
582 #endif /* I915_REQUEST_H */