drivers/gpu/drm/radeon/radeon_ring.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Copyright 2008 Red Hat Inc.
   4  * Copyright 2009 Jerome Glisse.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   7  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   8  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   9  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  10  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  11  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  19  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  20  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  21  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  22  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  23  *
  24  * Authors: Dave Airlie
  25  *          Alex Deucher
  26  *          Jerome Glisse
  27  *          Christian König
  28  */
  29
  30 #include <drm/drm_device.h>
  31 #include <drm/drm_file.h>
  32
  33 #include "radeon.h"
  34
  35 /*
  36  * Rings
  37  * Most engines on the GPU are fed via ring buffers.  Ring
  38  * buffers are areas of GPU accessible memory that the host
  39  * writes commands into and the GPU reads commands out of.
  40  * There is a rptr (read pointer) that determines where the
  41  * GPU is currently reading, and a wptr (write pointer)
  42  * which determines where the host has written.  When the
  43  * pointers are equal, the ring is idle.  When the host
  44  * writes commands to the ring buffer, it increments the
  45  * wptr.  The GPU then starts fetching commands and executes
  46  * them until the pointers are equal again.
  47  */
  48 static void radeon_debugfs_ring_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring);
  49
  50 /**
  51  * radeon_ring_supports_scratch_reg - check if the ring supports
  52  * writing to scratch registers
  53  *
  54  * @rdev: radeon_device pointer
  55  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
  56  *
  57  * Check if a specific ring supports writing to scratch registers (all asics).
  58  * Returns true if the ring supports writing to scratch regs, false if not.
  59  */
  60 bool radeon_ring_supports_scratch_reg(struct radeon_device *rdev,
  61                                       struct radeon_ring *ring)
  62 {
  63         switch (ring->idx) {
  64         case RADEON_RING_TYPE_GFX_INDEX:
  65         case CAYMAN_RING_TYPE_CP1_INDEX:
  66         case CAYMAN_RING_TYPE_CP2_INDEX:
  67                 return true;
  68         default:
  69                 return false;
  70         }
  71 }
  72
  73 /**
  74  * radeon_ring_free_size - update the free size
  75  *
  76  * @rdev: radeon_device pointer
  77  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
  78  *
  79  * Update the free dw slots in the ring buffer (all asics).
  80  */
  81 void radeon_ring_free_size(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)
  82 {
  83         uint32_t rptr = radeon_ring_get_rptr(rdev, ring);
  84
  85         /* This works because ring_size is a power of 2 */
  86         ring->ring_free_dw = rptr + (ring->ring_size / 4);
  87         ring->ring_free_dw -= ring->wptr;
  88         ring->ring_free_dw &= ring->ptr_mask;
  89         if (!ring->ring_free_dw) {
  90                 /* this is an empty ring */
  91                 ring->ring_free_dw = ring->ring_size / 4;
  92                 /*  update lockup info to avoid false positive */
  93                 radeon_ring_lockup_update(rdev, ring);
  94         }
  95 }
  96
  97 /**
  98  * radeon_ring_alloc - allocate space on the ring buffer
  99  *
 100  * @rdev: radeon_device pointer
 101  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 102  * @ndw: number of dwords to allocate in the ring buffer
 103  *
 104  * Allocate @ndw dwords in the ring buffer (all asics).
 105  * Returns 0 on success, error on failure.
 106  */
 107 int radeon_ring_alloc(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring, unsigned ndw)
 108 {
 109         int r;
 110
 111         /* make sure we aren't trying to allocate more space than there is on the ring */
 112         if (ndw > (ring->ring_size / 4))
 113                 return -ENOMEM;
 114         /* Align requested size with padding so unlock_commit can
 115          * pad safely */
 116         radeon_ring_free_size(rdev, ring);
 117         ndw = (ndw + ring->align_mask) & ~ring->align_mask;
 118         while (ndw > (ring->ring_free_dw - 1)) {
 119                 radeon_ring_free_size(rdev, ring);
 120                 if (ndw < ring->ring_free_dw) {
 121                         break;
 122                 }
 123                 r = radeon_fence_wait_next(rdev, ring->idx);
 124                 if (r)
 125                         return r;
 126         }
 127         ring->count_dw = ndw;
 128         ring->wptr_old = ring->wptr;
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 /**
 133  * radeon_ring_lock - lock the ring and allocate space on it
 134  *
 135  * @rdev: radeon_device pointer
 136  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 137  * @ndw: number of dwords to allocate in the ring buffer
 138  *
 139  * Lock the ring and allocate @ndw dwords in the ring buffer
 140  * (all asics).
 141  * Returns 0 on success, error on failure.
 142  */
 143 int radeon_ring_lock(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring, unsigned ndw)
 144 {
 145         int r;
 146
 147         mutex_lock(&rdev->ring_lock);
 148         r = radeon_ring_alloc(rdev, ring, ndw);
 149         if (r) {
 150                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 151                 return r;
 152         }
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 /**
 157  * radeon_ring_commit - tell the GPU to execute the new
 158  * commands on the ring buffer
 159  *
 160  * @rdev: radeon_device pointer
 161  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 162  * @hdp_flush: Whether or not to perform an HDP cache flush
 163  *
 164  * Update the wptr (write pointer) to tell the GPU to
 165  * execute new commands on the ring buffer (all asics).
 166  */
 167 void radeon_ring_commit(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring,
 168                         bool hdp_flush)
 169 {
 170         /* If we are emitting the HDP flush via the ring buffer, we need to
 171          * do it before padding.
 172          */
 173         if (hdp_flush && rdev->asic->ring[ring->idx]->hdp_flush)
 174                 rdev->asic->ring[ring->idx]->hdp_flush(rdev, ring);
 175         /* We pad to match fetch size */
 176         while (ring->wptr & ring->align_mask) {
 177                 radeon_ring_write(ring, ring->nop);
 178         }
 179         mb();
 180         /* If we are emitting the HDP flush via MMIO, we need to do it after
 181          * all CPU writes to VRAM finished.
 182          */
 183         if (hdp_flush && rdev->asic->mmio_hdp_flush)
 184                 rdev->asic->mmio_hdp_flush(rdev);
 185         radeon_ring_set_wptr(rdev, ring);
 186 }
 187
 188 /**
 189  * radeon_ring_unlock_commit - tell the GPU to execute the new
 190  * commands on the ring buffer and unlock it
 191  *
 192  * @rdev: radeon_device pointer
 193  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 194  * @hdp_flush: Whether or not to perform an HDP cache flush
 195  *
 196  * Call radeon_ring_commit() then unlock the ring (all asics).
 197  */
 198 void radeon_ring_unlock_commit(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring,
 199                                bool hdp_flush)
 200 {
 201         radeon_ring_commit(rdev, ring, hdp_flush);
 202         mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 203 }
 204
 205 /**
 206  * radeon_ring_undo - reset the wptr
 207  *
 208  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 209  *
 210  * Reset the driver's copy of the wptr (all asics).
 211  */
 212 void radeon_ring_undo(struct radeon_ring *ring)
 213 {
 214         ring->wptr = ring->wptr_old;
 215 }
 216
 217 /**
 218  * radeon_ring_unlock_undo - reset the wptr and unlock the ring
 219  *
 220  * @rdev:       radeon device structure
 221  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 222  *
 223  * Call radeon_ring_undo() then unlock the ring (all asics).
 224  */
 225 void radeon_ring_unlock_undo(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)
 226 {
 227         radeon_ring_undo(ring);
 228         mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 229 }
 230
 231 /**
 232  * radeon_ring_lockup_update - update lockup variables
 233  *
 234  * @rdev:       radeon device structure
 235  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 236  *
 237  * Update the last rptr value and timestamp (all asics).
 238  */
 239 void radeon_ring_lockup_update(struct radeon_device *rdev,
 240                                struct radeon_ring *ring)
 241 {
 242         atomic_set(&ring->last_rptr, radeon_ring_get_rptr(rdev, ring));
 243         atomic64_set(&ring->last_activity, jiffies_64);
 244 }
 245
 246 /**
 247  * radeon_ring_test_lockup() - check if ring is lockedup by recording information
 248  * @rdev:       radeon device structure
 249  * @ring:       radeon_ring structure holding ring information
 250  *
 251  */
 252 bool radeon_ring_test_lockup(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)
 253 {
 254         uint32_t rptr = radeon_ring_get_rptr(rdev, ring);
 255         uint64_t last = atomic64_read(&ring->last_activity);
 256         uint64_t elapsed;
 257
 258         if (rptr != atomic_read(&ring->last_rptr)) {
 259                 /* ring is still working, no lockup */
 260                 radeon_ring_lockup_update(rdev, ring);
 261                 return false;
 262         }
 263
 264         elapsed = jiffies_to_msecs(jiffies_64 - last);
 265         if (radeon_lockup_timeout && elapsed >= radeon_lockup_timeout) {
 266                 dev_err(rdev->dev, "ring %d stalled for more than %llumsec\n",
 267                         ring->idx, elapsed);
 268                 return true;
 269         }
 270         /* give a chance to the GPU ... */
 271         return false;
 272 }
 273
 274 /**
 275  * radeon_ring_backup - Back up the content of a ring
 276  *
 277  * @rdev: radeon_device pointer
 278  * @ring: the ring we want to back up
 279  * @data: placeholder for returned commit data
 280  *
 281  * Saves all unprocessed commits from a ring, returns the number of dwords saved.
 282  */
 283 unsigned radeon_ring_backup(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring,
 284                             uint32_t **data)
 285 {
 286         unsigned size, ptr, i;
 287
 288         /* just in case lock the ring */
 289         mutex_lock(&rdev->ring_lock);
 290         *data = NULL;
 291
 292         if (ring->ring_obj == NULL) {
 293                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 294                 return 0;
 295         }
 296
 297         /* it doesn't make sense to save anything if all fences are signaled */
 298         if (!radeon_fence_count_emitted(rdev, ring->idx)) {
 299                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 300                 return 0;
 301         }
 302
 303         /* calculate the number of dw on the ring */
 304         if (ring->rptr_save_reg)
 305                 ptr = RREG32(ring->rptr_save_reg);
 306         else if (rdev->wb.enabled)
 307                 ptr = le32_to_cpu(*ring->next_rptr_cpu_addr);
 308         else {
 309                 /* no way to read back the next rptr */
 310                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 311                 return 0;
 312         }
 313
 314         size = ring->wptr + (ring->ring_size / 4);
 315         size -= ptr;
 316         size &= ring->ptr_mask;
 317         if (size == 0) {
 318                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 319                 return 0;
 320         }
 321
 322         /* and then save the content of the ring */
 323         *data = kvmalloc_array(size, sizeof(uint32_t), GFP_KERNEL);
 324         if (!*data) {
 325                 mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 326                 return 0;
 327         }
 328         for (i = 0; i < size; ++i) {
 329                 (*data)[i] = ring->ring[ptr++];
 330                 ptr &= ring->ptr_mask;
 331         }
 332
 333         mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 334         return size;
 335 }
 336
 337 /**
 338  * radeon_ring_restore - append saved commands to the ring again
 339  *
 340  * @rdev: radeon_device pointer
 341  * @ring: ring to append commands to
 342  * @size: number of dwords we want to write
 343  * @data: saved commands
 344  *
 345  * Allocates space on the ring and restore the previously saved commands.
 346  */
 347 int radeon_ring_restore(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring,
 348                         unsigned size, uint32_t *data)
 349 {
 350         int i, r;
 351
 352         if (!size || !data)
 353                 return 0;
 354
 355         /* restore the saved ring content */
 356         r = radeon_ring_lock(rdev, ring, size);
 357         if (r)
 358                 return r;
 359
 360         for (i = 0; i < size; ++i) {
 361                 radeon_ring_write(ring, data[i]);
 362         }
 363
 364         radeon_ring_unlock_commit(rdev, ring, false);
 365         kvfree(data);
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 /**
 370  * radeon_ring_init - init driver ring struct.
 371  *
 372  * @rdev: radeon_device pointer
 373  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 374  * @ring_size: size of the ring
 375  * @rptr_offs: offset of the rptr writeback location in the WB buffer
 376  * @nop: nop packet for this ring
 377  *
 378  * Initialize the driver information for the selected ring (all asics).
 379  * Returns 0 on success, error on failure.
 380  */
 381 int radeon_ring_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring, unsigned ring_size,
 382                      unsigned rptr_offs, u32 nop)
 383 {
 384         int r;
 385
 386         ring->ring_size = ring_size;
 387         ring->rptr_offs = rptr_offs;
 388         ring->nop = nop;
 389         ring->rdev = rdev;
 390         /* Allocate ring buffer */
 391         if (ring->ring_obj == NULL) {
 392                 r = radeon_bo_create(rdev, ring->ring_size, PAGE_SIZE, true,
 393                                      RADEON_GEM_DOMAIN_GTT, 0, NULL,
 394                                      NULL, &ring->ring_obj);
 395                 if (r) {
 396                         dev_err(rdev->dev, "(%d) ring create failed\n", r);
 397                         return r;
 398                 }
 399                 r = radeon_bo_reserve(ring->ring_obj, false);
 400                 if (unlikely(r != 0))
 401                         return r;
 402                 r = radeon_bo_pin(ring->ring_obj, RADEON_GEM_DOMAIN_GTT,
 403                                         &ring->gpu_addr);
 404                 if (r) {
 405                         radeon_bo_unreserve(ring->ring_obj);
 406                         dev_err(rdev->dev, "(%d) ring pin failed\n", r);
 407                         return r;
 408                 }
 409                 r = radeon_bo_kmap(ring->ring_obj,
 410                                        (void **)&ring->ring);
 411                 radeon_bo_unreserve(ring->ring_obj);
 412                 if (r) {
 413                         dev_err(rdev->dev, "(%d) ring map failed\n", r);
 414                         return r;
 415                 }
 416         }
 417         ring->ptr_mask = (ring->ring_size / 4) - 1;
 418         ring->ring_free_dw = ring->ring_size / 4;
 419         if (rdev->wb.enabled) {
 420                 u32 index = RADEON_WB_RING0_NEXT_RPTR + (ring->idx * 4);
 421                 ring->next_rptr_gpu_addr = rdev->wb.gpu_addr + index;
 422                 ring->next_rptr_cpu_addr = &rdev->wb.wb[index/4];
 423         }
 424         radeon_debugfs_ring_init(rdev, ring);
 425         radeon_ring_lockup_update(rdev, ring);
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 /**
 430  * radeon_ring_fini - tear down the driver ring struct.
 431  *
 432  * @rdev: radeon_device pointer
 433  * @ring: radeon_ring structure holding ring information
 434  *
 435  * Tear down the driver information for the selected ring (all asics).
 436  */
 437 void radeon_ring_fini(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)
 438 {
 439         int r;
 440         struct radeon_bo *ring_obj;
 441
 442         mutex_lock(&rdev->ring_lock);
 443         ring_obj = ring->ring_obj;
 444         ring->ready = false;
 445         ring->ring = NULL;
 446         ring->ring_obj = NULL;
 447         mutex_unlock(&rdev->ring_lock);
 448
 449         if (ring_obj) {
 450                 r = radeon_bo_reserve(ring_obj, false);
 451                 if (likely(r == 0)) {
 452                         radeon_bo_kunmap(ring_obj);
 453                         radeon_bo_unpin(ring_obj);
 454                         radeon_bo_unreserve(ring_obj);
 455                 }
 456                 radeon_bo_unref(&ring_obj);
 457         }
 458 }
 459
 460 /*
 461  * Debugfs info
 462  */
 463 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS)
 464
 465 static int radeon_debugfs_ring_info_show(struct seq_file *m, void *unused)
 466 {
 467         struct radeon_ring *ring = (struct radeon_ring *) m->private;
 468         struct radeon_device *rdev = ring->rdev;
 469
 470         uint32_t rptr, wptr, rptr_next;
 471         unsigned count, i, j;
 472
 473         radeon_ring_free_size(rdev, ring);
 474         count = (ring->ring_size / 4) - ring->ring_free_dw;
 475
 476         wptr = radeon_ring_get_wptr(rdev, ring);
 477         seq_printf(m, "wptr: 0x%08x [%5d]\n",
 478                    wptr, wptr);
 479
 480         rptr = radeon_ring_get_rptr(rdev, ring);
 481         seq_printf(m, "rptr: 0x%08x [%5d]\n",
 482                    rptr, rptr);
 483
 484         if (ring->rptr_save_reg) {
 485                 rptr_next = RREG32(ring->rptr_save_reg);
 486                 seq_printf(m, "rptr next(0x%04x): 0x%08x [%5d]\n",
 487                            ring->rptr_save_reg, rptr_next, rptr_next);
 488         } else
 489                 rptr_next = ~0;
 490
 491         seq_printf(m, "driver's copy of the wptr: 0x%08x [%5d]\n",
 492                    ring->wptr, ring->wptr);
 493         seq_printf(m, "last semaphore signal addr : 0x%016llx\n",
 494                    ring->last_semaphore_signal_addr);
 495         seq_printf(m, "last semaphore wait addr   : 0x%016llx\n",
 496                    ring->last_semaphore_wait_addr);
 497         seq_printf(m, "%u free dwords in ring\n", ring->ring_free_dw);
 498         seq_printf(m, "%u dwords in ring\n", count);
 499
 500         if (!ring->ring)
 501                 return 0;
 502
 503         /* print 8 dw before current rptr as often it's the last executed
 504          * packet that is the root issue
 505          */
 506         i = (rptr + ring->ptr_mask + 1 - 32) & ring->ptr_mask;
 507         for (j = 0; j <= (count + 32); j++) {
 508                 seq_printf(m, "r[%5d]=0x%08x", i, ring->ring[i]);
 509                 if (rptr == i)
 510                         seq_puts(m, " *");
 511                 if (rptr_next == i)
 512                         seq_puts(m, " #");
 513                 seq_puts(m, "\n");
 514                 i = (i + 1) & ring->ptr_mask;
 515         }
 516         return 0;
 517 }
 518
 519 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(radeon_debugfs_ring_info);
 520
 521 static const char *radeon_debugfs_ring_idx_to_name(uint32_t ridx)
 522 {
 523         switch (ridx) {
 524         case RADEON_RING_TYPE_GFX_INDEX:
 525                 return "radeon_ring_gfx";
 526         case CAYMAN_RING_TYPE_CP1_INDEX:
 527                 return "radeon_ring_cp1";
 528         case CAYMAN_RING_TYPE_CP2_INDEX:
 529                 return "radeon_ring_cp2";
 530         case R600_RING_TYPE_DMA_INDEX:
 531                 return "radeon_ring_dma1";
 532         case CAYMAN_RING_TYPE_DMA1_INDEX:
 533                 return "radeon_ring_dma2";
 534         case R600_RING_TYPE_UVD_INDEX:
 535                 return "radeon_ring_uvd";
 536         case TN_RING_TYPE_VCE1_INDEX:
 537                 return "radeon_ring_vce1";
 538         case TN_RING_TYPE_VCE2_INDEX:
 539                 return "radeon_ring_vce2";
 540         default:
 541                 return NULL;
 542
 543         }
 544 }
 545 #endif
 546
 547 static void radeon_debugfs_ring_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_ring *ring)
 548 {
 549 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS)
 550         const char *ring_name = radeon_debugfs_ring_idx_to_name(ring->idx);
 551         struct dentry *root = rdev->ddev->primary->debugfs_root;
 552
 553         if (ring_name)
 554                 debugfs_create_file(ring_name, 0444, root, ring,
 555                                     &radeon_debugfs_ring_info_fops);
 556
 557 #endif
 558 }