Merge tag 'irqchip-5.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/maz/arm...
[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
180         union {
181                 struct list_head signal_link;
182                 struct llist_node signal_node;
183         };
184
185         /*
186          * The rcu epoch of when this request was allocated. Used to judiciously
187          * apply backpressure on future allocations to ensure that under
188          * mempressure there is sufficient RCU ticks for us to reclaim our
189          * RCU protected slabs.
190          */
191         unsigned long rcustate;
192
193         /*
194          * We pin the timeline->mutex while constructing the request to
195          * ensure that no caller accidentally drops it during construction.
196          * The timeline->mutex must be held to ensure that only this caller
197          * can use the ring and manipulate the associated timeline during
198          * construction.
199          */
200         struct pin_cookie cookie;
201
202         /*
203          * Fences for the various phases in the request's lifetime.
204          *
205          * The submit fence is used to await upon all of the request's
206          * dependencies. When it is signaled, the request is ready to run.
207          * It is used by the driver to then queue the request for execution.
208          */
209         struct i915_sw_fence submit;
210         union {
211                 wait_queue_entry_t submitq;
212                 struct i915_sw_dma_fence_cb dmaq;
213                 struct i915_request_duration_cb {
214                         struct dma_fence_cb cb;
215                         ktime_t emitted;
216                 } duration;
217         };
218         struct llist_head execute_cb;
219         struct i915_sw_fence semaphore;
220
221         /*
222          * A list of everyone we wait upon, and everyone who waits upon us.
223          * Even though we will not be submitted to the hardware before the
224          * submit fence is signaled (it waits for all external events as well
225          * as our own requests), the scheduler still needs to know the
226          * dependency tree for the lifetime of the request (from execbuf
227          * to retirement), i.e. bidirectional dependency information for the
228          * request not tied to individual fences.
229          */
230         struct i915_sched_node sched;
231         struct i915_dependency dep;
232         intel_engine_mask_t execution_mask;
233
234         /*
235          * A convenience pointer to the current breadcrumb value stored in
236          * the HW status page (or our timeline's local equivalent). The full
237          * path would be rq->hw_context->ring->timeline->hwsp_seqno.
238          */
239         const u32 *hwsp_seqno;
240
241         /*
242          * If we need to access the timeline's seqno for this request in
243          * another request, we need to keep a read reference to this associated
244          * cacheline, so that we do not free and recycle it before the foreign
245          * observers have completed. Hence, we keep a pointer to the cacheline
246          * inside the timeline's HWSP vma, but it is only valid while this
247          * request has not completed and guarded by the timeline mutex.
248          */
249         struct intel_timeline_cacheline __rcu *hwsp_cacheline;
250
251         /** Position in the ring of the start of the request */
252         u32 head;
253
254         /** Position in the ring of the start of the user packets */
255         u32 infix;
256
257         /**
258          * Position in the ring of the start of the postfix.
259          * This is required to calculate the maximum available ring space
260          * without overwriting the postfix.
261          */
262         u32 postfix;
263
264         /** Position in the ring of the end of the whole request */
265         u32 tail;
266
267         /** Position in the ring of the end of any workarounds after the tail */
268         u32 wa_tail;
269
270         /** Preallocate space in the ring for the emitting the request */
271         u32 reserved_space;
272
273         /** Batch buffer related to this request if any (used for
274          * error state dump only).
275          */
276         struct i915_vma *batch;
277         /**
278          * Additional buffers requested by userspace to be captured upon
279          * a GPU hang. The vma/obj on this list are protected by their
280          * active reference - all objects on this list must also be
281          * on the active_list (of their final request).
282          */
283         struct i915_capture_list *capture_list;
284
285         /** Time at which this request was emitted, in jiffies. */
286         unsigned long emitted_jiffies;
287
288         /** timeline->request entry for this request */
289         struct list_head link;
290
291         I915_SELFTEST_DECLARE(struct {
292                 struct list_head link;
293                 unsigned long delay;
294         } mock;)
295 };
296
297 #define I915_FENCE_GFP (GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN)
298
299 extern const struct dma_fence_ops i915_fence_ops;
300
301 static inline bool dma_fence_is_i915(const struct dma_fence *fence)
302 {
303         return fence->ops == &i915_fence_ops;
304 }
305
306 struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void);
307
308 struct i915_request * __must_check
309 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp);
310 struct i915_request * __must_check
311 i915_request_create(struct intel_context *ce);
312
313 void i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error);
314 void __i915_request_skip(struct i915_request *rq);
315
316 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *request);
317 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
318                           const struct i915_sched_attr *attr);
319
320 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq);
321 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq);
322
323 static inline struct i915_request *
324 to_request(struct dma_fence *fence)
325 {
326         /* We assume that NULL fence/request are interoperable */
327         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct i915_request, fence) != 0);
328         GEM_BUG_ON(fence && !dma_fence_is_i915(fence));
329         return container_of(fence, struct i915_request, fence);
330 }
331
332 static inline struct i915_request *
333 i915_request_get(struct i915_request *rq)
334 {
335         return to_request(dma_fence_get(&rq->fence));
336 }
337
338 static inline struct i915_request *
339 i915_request_get_rcu(struct i915_request *rq)
340 {
341         return to_request(dma_fence_get_rcu(&rq->fence));
342 }
343
344 static inline void
345 i915_request_put(struct i915_request *rq)
346 {
347         dma_fence_put(&rq->fence);
348 }
349
350 int i915_request_await_object(struct i915_request *to,
351                               struct drm_i915_gem_object *obj,
352                               bool write);
353 int i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq,
354                                  struct dma_fence *fence);
355 int i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
356                                  struct dma_fence *fence,
357                                  void (*hook)(struct i915_request *rq,
358                                               struct dma_fence *signal));
359
360 void i915_request_add(struct i915_request *rq);
361
362 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request);
363 void i915_request_submit(struct i915_request *request);
364
365 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
366 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
367
368 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
369                        unsigned int flags,
370                        long timeout)
371         __attribute__((nonnull(1)));
372 #define I915_WAIT_INTERRUPTIBLE BIT(0)
373 #define I915_WAIT_PRIORITY      BIT(1) /* small priority bump for the request */
374 #define I915_WAIT_ALL           BIT(2) /* used by i915_gem_object_wait() */
375
376 static inline bool i915_request_signaled(const struct i915_request *rq)
377 {
378         /* The request may live longer than its HWSP, so check flags first! */
379         return test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags);
380 }
381
382 static inline bool i915_request_is_active(const struct i915_request *rq)
383 {
384         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
385 }
386
387 static inline bool i915_request_in_priority_queue(const struct i915_request *rq)
388 {
389         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &rq->fence.flags);
390 }
391
392 static inline bool
393 i915_request_has_initial_breadcrumb(const struct i915_request *rq)
394 {
395         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_INITIAL_BREADCRUMB, &rq->fence.flags);
396 }
397
398 /**
399  * Returns true if seq1 is later than seq2.
400  */
401 static inline bool i915_seqno_passed(u32 seq1, u32 seq2)
402 {
403         return (s32)(seq1 - seq2) >= 0;
404 }
405
406 static inline u32 __hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
407 {
408         const u32 *hwsp = READ_ONCE(rq->hwsp_seqno);
409
410         return READ_ONCE(*hwsp);
411 }
412
413 /**
414  * hwsp_seqno - the current breadcrumb value in the HW status page
415  * @rq: the request, to chase the relevant HW status page
416  *
417  * The emphasis in naming here is that hwsp_seqno() is not a property of the
418  * request, but an indication of the current HW state (associated with this
419  * request). Its value will change as the GPU executes more requests.
420  *
421  * Returns the current breadcrumb value in the associated HW status page (or
422  * the local timeline's equivalent) for this request. The request itself
423  * has the associated breadcrumb value of rq->fence.seqno, when the HW
424  * status page has that breadcrumb or later, this request is complete.
425  */
426 static inline u32 hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
427 {
428         u32 seqno;
429
430         rcu_read_lock(); /* the HWSP may be freed at runtime */
431         seqno = __hwsp_seqno(rq);
432         rcu_read_unlock();
433
434         return seqno;
435 }
436
437 static inline bool __i915_request_has_started(const struct i915_request *rq)
438 {
439         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno - 1);
440 }
441
442 /**
443  * i915_request_started - check if the request has begun being executed
444  * @rq: the request
445  *
446  * If the timeline is not using initial breadcrumbs, a request is
447  * considered started if the previous request on its timeline (i.e.
448  * context) has been signaled.
449  *
450  * If the timeline is using semaphores, it will also be emitting an
451  * "initial breadcrumb" after the semaphores are complete and just before
452  * it began executing the user payload. A request can therefore be active
453  * on the HW and not yet started as it is still busywaiting on its
454  * dependencies (via HW semaphores).
455  *
456  * If the request has started, its dependencies will have been signaled
457  * (either by fences or by semaphores) and it will have begun processing
458  * the user payload.
459  *
460  * However, even if a request has started, it may have been preempted and
461  * so no longer active, or it may have already completed.
462  *
463  * See also i915_request_is_active().
464  *
465  * Returns true if the request has begun executing the user payload, or
466  * has completed:
467  */
468 static inline bool i915_request_started(const struct i915_request *rq)
469 {
470         if (i915_request_signaled(rq))
471                 return true;
472
473         /* Remember: started but may have since been preempted! */
474         return __i915_request_has_started(rq);
475 }
476
477 /**
478  * i915_request_is_running - check if the request may actually be executing
479  * @rq: the request
480  *
481  * Returns true if the request is currently submitted to hardware, has passed
482  * its start point (i.e. the context is setup and not busywaiting). Note that
483  * it may no longer be running by the time the function returns!
484  */
485 static inline bool i915_request_is_running(const struct i915_request *rq)
486 {
487         if (!i915_request_is_active(rq))
488                 return false;
489
490         return __i915_request_has_started(rq);
491 }
492
493 /**
494  * i915_request_is_ready - check if the request is ready for execution
495  * @rq: the request
496  *
497  * Upon construction, the request is instructed to wait upon various
498  * signals before it is ready to be executed by the HW. That is, we do
499  * not want to start execution and read data before it is written. In practice,
500  * this is controlled with a mixture of interrupts and semaphores. Once
501  * the submit fence is completed, the backend scheduler will place the
502  * request into its queue and from there submit it for execution. So we
503  * can detect when a request is eligible for execution (and is under control
504  * of the scheduler) by querying where it is in any of the scheduler's lists.
505  *
506  * Returns true if the request is ready for execution (it may be inflight),
507  * false otherwise.
508  */
509 static inline bool i915_request_is_ready(const struct i915_request *rq)
510 {
511         return !list_empty(&rq->sched.link);
512 }
513
514 static inline bool i915_request_completed(const struct i915_request *rq)
515 {
516         if (i915_request_signaled(rq))
517                 return true;
518
519         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno);
520 }
521
522 static inline void i915_request_mark_complete(struct i915_request *rq)
523 {
524         WRITE_ONCE(rq->hwsp_seqno, /* decouple from HWSP */
525                    (u32 *)&rq->fence.seqno);
526 }
527
528 static inline bool i915_request_has_waitboost(const struct i915_request *rq)
529 {
530         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags);
531 }
532
533 static inline bool i915_request_has_nopreempt(const struct i915_request *rq)
534 {
535         /* Preemption should only be disabled very rarely */
536         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT, &rq->fence.flags));
537 }
538
539 static inline bool i915_request_has_sentinel(const struct i915_request *rq)
540 {
541         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags));
542 }
543
544 static inline bool i915_request_on_hold(const struct i915_request *rq)
545 {
546         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags));
547 }
548
549 static inline void i915_request_set_hold(struct i915_request *rq)
550 {
551         set_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
552 }
553
554 static inline void i915_request_clear_hold(struct i915_request *rq)
555 {
556         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
557 }
558
559 static inline struct intel_timeline *
560 i915_request_timeline(const struct i915_request *rq)
561 {
562         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
563         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
564                                          lockdep_is_held(&rcu_access_pointer(rq->timeline)->mutex));
565 }
566
567 static inline struct i915_gem_context *
568 i915_request_gem_context(const struct i915_request *rq)
569 {
570         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
571         return rcu_dereference_protected(rq->context->gem_context, true);
572 }
573
574 static inline struct intel_timeline *
575 i915_request_active_timeline(const struct i915_request *rq)
576 {
577         /*
578          * When in use during submission, we are protected by a guarantee that
579          * the context/timeline is pinned and must remain pinned until after
580          * this submission.
581          */
582         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
583                                          lockdep_is_held(&rq->engine->active.lock));
584 }
585
586 #endif /* I915_REQUEST_H */