Merge tag 'audit-pr-20201214' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/pcmoor...
[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         struct list_head signal_link;
181         struct llist_node signal_node;
182
183         /*
184          * The rcu epoch of when this request was allocated. Used to judiciously
185          * apply backpressure on future allocations to ensure that under
186          * mempressure there is sufficient RCU ticks for us to reclaim our
187          * RCU protected slabs.
188          */
189         unsigned long rcustate;
190
191         /*
192          * We pin the timeline->mutex while constructing the request to
193          * ensure that no caller accidentally drops it during construction.
194          * The timeline->mutex must be held to ensure that only this caller
195          * can use the ring and manipulate the associated timeline during
196          * construction.
197          */
198         struct pin_cookie cookie;
199
200         /*
201          * Fences for the various phases in the request's lifetime.
202          *
203          * The submit fence is used to await upon all of the request's
204          * dependencies. When it is signaled, the request is ready to run.
205          * It is used by the driver to then queue the request for execution.
206          */
207         struct i915_sw_fence submit;
208         union {
209                 wait_queue_entry_t submitq;
210                 struct i915_sw_dma_fence_cb dmaq;
211                 struct i915_request_duration_cb {
212                         struct dma_fence_cb cb;
213                         ktime_t emitted;
214                 } duration;
215         };
216         struct llist_head execute_cb;
217         struct i915_sw_fence semaphore;
218
219         /*
220          * A list of everyone we wait upon, and everyone who waits upon us.
221          * Even though we will not be submitted to the hardware before the
222          * submit fence is signaled (it waits for all external events as well
223          * as our own requests), the scheduler still needs to know the
224          * dependency tree for the lifetime of the request (from execbuf
225          * to retirement), i.e. bidirectional dependency information for the
226          * request not tied to individual fences.
227          */
228         struct i915_sched_node sched;
229         struct i915_dependency dep;
230         intel_engine_mask_t execution_mask;
231
232         /*
233          * A convenience pointer to the current breadcrumb value stored in
234          * the HW status page (or our timeline's local equivalent). The full
235          * path would be rq->hw_context->ring->timeline->hwsp_seqno.
236          */
237         const u32 *hwsp_seqno;
238
239         /*
240          * If we need to access the timeline's seqno for this request in
241          * another request, we need to keep a read reference to this associated
242          * cacheline, so that we do not free and recycle it before the foreign
243          * observers have completed. Hence, we keep a pointer to the cacheline
244          * inside the timeline's HWSP vma, but it is only valid while this
245          * request has not completed and guarded by the timeline mutex.
246          */
247         struct intel_timeline_cacheline __rcu *hwsp_cacheline;
248
249         /** Position in the ring of the start of the request */
250         u32 head;
251
252         /** Position in the ring of the start of the user packets */
253         u32 infix;
254
255         /**
256          * Position in the ring of the start of the postfix.
257          * This is required to calculate the maximum available ring space
258          * without overwriting the postfix.
259          */
260         u32 postfix;
261
262         /** Position in the ring of the end of the whole request */
263         u32 tail;
264
265         /** Position in the ring of the end of any workarounds after the tail */
266         u32 wa_tail;
267
268         /** Preallocate space in the ring for the emitting the request */
269         u32 reserved_space;
270
271         /** Batch buffer related to this request if any (used for
272          * error state dump only).
273          */
274         struct i915_vma *batch;
275         /**
276          * Additional buffers requested by userspace to be captured upon
277          * a GPU hang. The vma/obj on this list are protected by their
278          * active reference - all objects on this list must also be
279          * on the active_list (of their final request).
280          */
281         struct i915_capture_list *capture_list;
282
283         /** Time at which this request was emitted, in jiffies. */
284         unsigned long emitted_jiffies;
285
286         /** timeline->request entry for this request */
287         struct list_head link;
288
289         I915_SELFTEST_DECLARE(struct {
290                 struct list_head link;
291                 unsigned long delay;
292         } mock;)
293 };
294
295 #define I915_FENCE_GFP (GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN)
296
297 extern const struct dma_fence_ops i915_fence_ops;
298
299 static inline bool dma_fence_is_i915(const struct dma_fence *fence)
300 {
301         return fence->ops == &i915_fence_ops;
302 }
303
304 struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void);
305
306 struct i915_request * __must_check
307 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp);
308 struct i915_request * __must_check
309 i915_request_create(struct intel_context *ce);
310
311 void i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error);
312 void __i915_request_skip(struct i915_request *rq);
313
314 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *request);
315 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
316                           const struct i915_sched_attr *attr);
317
318 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq);
319 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq);
320
321 static inline struct i915_request *
322 to_request(struct dma_fence *fence)
323 {
324         /* We assume that NULL fence/request are interoperable */
325         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct i915_request, fence) != 0);
326         GEM_BUG_ON(fence && !dma_fence_is_i915(fence));
327         return container_of(fence, struct i915_request, fence);
328 }
329
330 static inline struct i915_request *
331 i915_request_get(struct i915_request *rq)
332 {
333         return to_request(dma_fence_get(&rq->fence));
334 }
335
336 static inline struct i915_request *
337 i915_request_get_rcu(struct i915_request *rq)
338 {
339         return to_request(dma_fence_get_rcu(&rq->fence));
340 }
341
342 static inline void
343 i915_request_put(struct i915_request *rq)
344 {
345         dma_fence_put(&rq->fence);
346 }
347
348 int i915_request_await_object(struct i915_request *to,
349                               struct drm_i915_gem_object *obj,
350                               bool write);
351 int i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq,
352                                  struct dma_fence *fence);
353 int i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
354                                  struct dma_fence *fence,
355                                  void (*hook)(struct i915_request *rq,
356                                               struct dma_fence *signal));
357
358 void i915_request_add(struct i915_request *rq);
359
360 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request);
361 void i915_request_submit(struct i915_request *request);
362
363 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
364 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request);
365
366 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
367                        unsigned int flags,
368                        long timeout)
369         __attribute__((nonnull(1)));
370 #define I915_WAIT_INTERRUPTIBLE BIT(0)
371 #define I915_WAIT_PRIORITY      BIT(1) /* small priority bump for the request */
372 #define I915_WAIT_ALL           BIT(2) /* used by i915_gem_object_wait() */
373
374 static inline bool i915_request_signaled(const struct i915_request *rq)
375 {
376         /* The request may live longer than its HWSP, so check flags first! */
377         return test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags);
378 }
379
380 static inline bool i915_request_is_active(const struct i915_request *rq)
381 {
382         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
383 }
384
385 static inline bool i915_request_in_priority_queue(const struct i915_request *rq)
386 {
387         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &rq->fence.flags);
388 }
389
390 static inline bool
391 i915_request_has_initial_breadcrumb(const struct i915_request *rq)
392 {
393         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_INITIAL_BREADCRUMB, &rq->fence.flags);
394 }
395
396 /**
397  * Returns true if seq1 is later than seq2.
398  */
399 static inline bool i915_seqno_passed(u32 seq1, u32 seq2)
400 {
401         return (s32)(seq1 - seq2) >= 0;
402 }
403
404 static inline u32 __hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
405 {
406         const u32 *hwsp = READ_ONCE(rq->hwsp_seqno);
407
408         return READ_ONCE(*hwsp);
409 }
410
411 /**
412  * hwsp_seqno - the current breadcrumb value in the HW status page
413  * @rq: the request, to chase the relevant HW status page
414  *
415  * The emphasis in naming here is that hwsp_seqno() is not a property of the
416  * request, but an indication of the current HW state (associated with this
417  * request). Its value will change as the GPU executes more requests.
418  *
419  * Returns the current breadcrumb value in the associated HW status page (or
420  * the local timeline's equivalent) for this request. The request itself
421  * has the associated breadcrumb value of rq->fence.seqno, when the HW
422  * status page has that breadcrumb or later, this request is complete.
423  */
424 static inline u32 hwsp_seqno(const struct i915_request *rq)
425 {
426         u32 seqno;
427
428         rcu_read_lock(); /* the HWSP may be freed at runtime */
429         seqno = __hwsp_seqno(rq);
430         rcu_read_unlock();
431
432         return seqno;
433 }
434
435 static inline bool __i915_request_has_started(const struct i915_request *rq)
436 {
437         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno - 1);
438 }
439
440 /**
441  * i915_request_started - check if the request has begun being executed
442  * @rq: the request
443  *
444  * If the timeline is not using initial breadcrumbs, a request is
445  * considered started if the previous request on its timeline (i.e.
446  * context) has been signaled.
447  *
448  * If the timeline is using semaphores, it will also be emitting an
449  * "initial breadcrumb" after the semaphores are complete and just before
450  * it began executing the user payload. A request can therefore be active
451  * on the HW and not yet started as it is still busywaiting on its
452  * dependencies (via HW semaphores).
453  *
454  * If the request has started, its dependencies will have been signaled
455  * (either by fences or by semaphores) and it will have begun processing
456  * the user payload.
457  *
458  * However, even if a request has started, it may have been preempted and
459  * so no longer active, or it may have already completed.
460  *
461  * See also i915_request_is_active().
462  *
463  * Returns true if the request has begun executing the user payload, or
464  * has completed:
465  */
466 static inline bool i915_request_started(const struct i915_request *rq)
467 {
468         if (i915_request_signaled(rq))
469                 return true;
470
471         /* Remember: started but may have since been preempted! */
472         return __i915_request_has_started(rq);
473 }
474
475 /**
476  * i915_request_is_running - check if the request may actually be executing
477  * @rq: the request
478  *
479  * Returns true if the request is currently submitted to hardware, has passed
480  * its start point (i.e. the context is setup and not busywaiting). Note that
481  * it may no longer be running by the time the function returns!
482  */
483 static inline bool i915_request_is_running(const struct i915_request *rq)
484 {
485         if (!i915_request_is_active(rq))
486                 return false;
487
488         return __i915_request_has_started(rq);
489 }
490
491 /**
492  * i915_request_is_ready - check if the request is ready for execution
493  * @rq: the request
494  *
495  * Upon construction, the request is instructed to wait upon various
496  * signals before it is ready to be executed by the HW. That is, we do
497  * not want to start execution and read data before it is written. In practice,
498  * this is controlled with a mixture of interrupts and semaphores. Once
499  * the submit fence is completed, the backend scheduler will place the
500  * request into its queue and from there submit it for execution. So we
501  * can detect when a request is eligible for execution (and is under control
502  * of the scheduler) by querying where it is in any of the scheduler's lists.
503  *
504  * Returns true if the request is ready for execution (it may be inflight),
505  * false otherwise.
506  */
507 static inline bool i915_request_is_ready(const struct i915_request *rq)
508 {
509         return !list_empty(&rq->sched.link);
510 }
511
512 static inline bool i915_request_completed(const struct i915_request *rq)
513 {
514         if (i915_request_signaled(rq))
515                 return true;
516
517         return i915_seqno_passed(hwsp_seqno(rq), rq->fence.seqno);
518 }
519
520 static inline void i915_request_mark_complete(struct i915_request *rq)
521 {
522         WRITE_ONCE(rq->hwsp_seqno, /* decouple from HWSP */
523                    (u32 *)&rq->fence.seqno);
524 }
525
526 static inline bool i915_request_has_waitboost(const struct i915_request *rq)
527 {
528         return test_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags);
529 }
530
531 static inline bool i915_request_has_nopreempt(const struct i915_request *rq)
532 {
533         /* Preemption should only be disabled very rarely */
534         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_NOPREEMPT, &rq->fence.flags));
535 }
536
537 static inline bool i915_request_has_sentinel(const struct i915_request *rq)
538 {
539         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags));
540 }
541
542 static inline bool i915_request_on_hold(const struct i915_request *rq)
543 {
544         return unlikely(test_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags));
545 }
546
547 static inline void i915_request_set_hold(struct i915_request *rq)
548 {
549         set_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
550 }
551
552 static inline void i915_request_clear_hold(struct i915_request *rq)
553 {
554         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
555 }
556
557 static inline struct intel_timeline *
558 i915_request_timeline(const struct i915_request *rq)
559 {
560         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
561         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
562                                          lockdep_is_held(&rcu_access_pointer(rq->timeline)->mutex));
563 }
564
565 static inline struct i915_gem_context *
566 i915_request_gem_context(const struct i915_request *rq)
567 {
568         /* Valid only while the request is being constructed (or retired). */
569         return rcu_dereference_protected(rq->context->gem_context, true);
570 }
571
572 static inline struct intel_timeline *
573 i915_request_active_timeline(const struct i915_request *rq)
574 {
575         /*
576          * When in use during submission, we are protected by a guarantee that
577          * the context/timeline is pinned and must remain pinned until after
578          * this submission.
579          */
580         return rcu_dereference_protected(rq->timeline,
581                                          lockdep_is_held(&rq->engine->active.lock));
582 }
583
584 #endif /* I915_REQUEST_H */