libata: Add ATA_HORKAGE_NO_NCQ_ON_ATI for Samsung 860 and 870 SSD.
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / dma-fence.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Fence mechanism for dma-buf to allow for asynchronous dma access
4  *
5  * Copyright (C) 2012 Canonical Ltd
6  * Copyright (C) 2012 Texas Instruments
7  *
8  * Authors:
9  * Rob Clark <robdclark@gmail.com>
10  * Maarten Lankhorst <maarten.lankhorst@canonical.com>
11  */
12
13 #ifndef __LINUX_DMA_FENCE_H
14 #define __LINUX_DMA_FENCE_H
15
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/wait.h>
18 #include <linux/list.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/kref.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/printk.h>
23 #include <linux/rcupdate.h>
24
25 struct dma_fence;
26 struct dma_fence_ops;
27 struct dma_fence_cb;
28
29 /**
30  * struct dma_fence - software synchronization primitive
31  * @refcount: refcount for this fence
32  * @ops: dma_fence_ops associated with this fence
33  * @rcu: used for releasing fence with kfree_rcu
34  * @cb_list: list of all callbacks to call
35  * @lock: spin_lock_irqsave used for locking
36  * @context: execution context this fence belongs to, returned by
37  *           dma_fence_context_alloc()
38  * @seqno: the sequence number of this fence inside the execution context,
39  * can be compared to decide which fence would be signaled later.
40  * @flags: A mask of DMA_FENCE_FLAG_* defined below
41  * @timestamp: Timestamp when the fence was signaled.
42  * @error: Optional, only valid if < 0, must be set before calling
43  * dma_fence_signal, indicates that the fence has completed with an error.
44  *
45  * the flags member must be manipulated and read using the appropriate
46  * atomic ops (bit_*), so taking the spinlock will not be needed most
47  * of the time.
48  *
49  * DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT - fence is already signaled
50  * DMA_FENCE_FLAG_TIMESTAMP_BIT - timestamp recorded for fence signaling
51  * DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT - enable_signaling might have been called
52  * DMA_FENCE_FLAG_USER_BITS - start of the unused bits, can be used by the
53  * implementer of the fence for its own purposes. Can be used in different
54  * ways by different fence implementers, so do not rely on this.
55  *
56  * Since atomic bitops are used, this is not guaranteed to be the case.
57  * Particularly, if the bit was set, but dma_fence_signal was called right
58  * before this bit was set, it would have been able to set the
59  * DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, before enable_signaling was called.
60  * Adding a check for DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT after setting
61  * DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT closes this race, and makes sure that
62  * after dma_fence_signal was called, any enable_signaling call will have either
63  * been completed, or never called at all.
64  */
65 struct dma_fence {
66         spinlock_t *lock;
67         const struct dma_fence_ops *ops;
68         /*
69          * We clear the callback list on kref_put so that by the time we
70          * release the fence it is unused. No one should be adding to the
71          * cb_list that they don't themselves hold a reference for.
72          *
73          * The lifetime of the timestamp is similarly tied to both the
74          * rcu freelist and the cb_list. The timestamp is only set upon
75          * signaling while simultaneously notifying the cb_list. Ergo, we
76          * only use either the cb_list of timestamp. Upon destruction,
77          * neither are accessible, and so we can use the rcu. This means
78          * that the cb_list is *only* valid until the signal bit is set,
79          * and to read either you *must* hold a reference to the fence,
80          * and not just the rcu_read_lock.
81          *
82          * Listed in chronological order.
83          */
84         union {
85                 struct list_head cb_list;
86                 /* @cb_list replaced by @timestamp on dma_fence_signal() */
87                 ktime_t timestamp;
88                 /* @timestamp replaced by @rcu on dma_fence_release() */
89                 struct rcu_head rcu;
90         };
91         u64 context;
92         u64 seqno;
93         unsigned long flags;
94         struct kref refcount;
95         int error;
96 };
97
98 enum dma_fence_flag_bits {
99         DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT,
100         DMA_FENCE_FLAG_TIMESTAMP_BIT,
101         DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT,
102         DMA_FENCE_FLAG_USER_BITS, /* must always be last member */
103 };
104
105 typedef void (*dma_fence_func_t)(struct dma_fence *fence,
106                                  struct dma_fence_cb *cb);
107
108 /**
109  * struct dma_fence_cb - callback for dma_fence_add_callback()
110  * @node: used by dma_fence_add_callback() to append this struct to fence::cb_list
111  * @func: dma_fence_func_t to call
112  *
113  * This struct will be initialized by dma_fence_add_callback(), additional
114  * data can be passed along by embedding dma_fence_cb in another struct.
115  */
116 struct dma_fence_cb {
117         struct list_head node;
118         dma_fence_func_t func;
119 };
120
121 /**
122  * struct dma_fence_ops - operations implemented for fence
123  *
124  */
125 struct dma_fence_ops {
126         /**
127          * @use_64bit_seqno:
128          *
129          * True if this dma_fence implementation uses 64bit seqno, false
130          * otherwise.
131          */
132         bool use_64bit_seqno;
133
134         /**
135          * @get_driver_name:
136          *
137          * Returns the driver name. This is a callback to allow drivers to
138          * compute the name at runtime, without having it to store permanently
139          * for each fence, or build a cache of some sort.
140          *
141          * This callback is mandatory.
142          */
143         const char * (*get_driver_name)(struct dma_fence *fence);
144
145         /**
146          * @get_timeline_name:
147          *
148          * Return the name of the context this fence belongs to. This is a
149          * callback to allow drivers to compute the name at runtime, without
150          * having it to store permanently for each fence, or build a cache of
151          * some sort.
152          *
153          * This callback is mandatory.
154          */
155         const char * (*get_timeline_name)(struct dma_fence *fence);
156
157         /**
158          * @enable_signaling:
159          *
160          * Enable software signaling of fence.
161          *
162          * For fence implementations that have the capability for hw->hw
163          * signaling, they can implement this op to enable the necessary
164          * interrupts, or insert commands into cmdstream, etc, to avoid these
165          * costly operations for the common case where only hw->hw
166          * synchronization is required.  This is called in the first
167          * dma_fence_wait() or dma_fence_add_callback() path to let the fence
168          * implementation know that there is another driver waiting on the
169          * signal (ie. hw->sw case).
170          *
171          * This function can be called from atomic context, but not
172          * from irq context, so normal spinlocks can be used.
173          *
174          * A return value of false indicates the fence already passed,
175          * or some failure occurred that made it impossible to enable
176          * signaling. True indicates successful enabling.
177          *
178          * &dma_fence.error may be set in enable_signaling, but only when false
179          * is returned.
180          *
181          * Since many implementations can call dma_fence_signal() even when before
182          * @enable_signaling has been called there's a race window, where the
183          * dma_fence_signal() might result in the final fence reference being
184          * released and its memory freed. To avoid this, implementations of this
185          * callback should grab their own reference using dma_fence_get(), to be
186          * released when the fence is signalled (through e.g. the interrupt
187          * handler).
188          *
189          * This callback is optional. If this callback is not present, then the
190          * driver must always have signaling enabled.
191          */
192         bool (*enable_signaling)(struct dma_fence *fence);
193
194         /**
195          * @signaled:
196          *
197          * Peek whether the fence is signaled, as a fastpath optimization for
198          * e.g. dma_fence_wait() or dma_fence_add_callback(). Note that this
199          * callback does not need to make any guarantees beyond that a fence
200          * once indicates as signalled must always return true from this
201          * callback. This callback may return false even if the fence has
202          * completed already, in this case information hasn't propogated throug
203          * the system yet. See also dma_fence_is_signaled().
204          *
205          * May set &dma_fence.error if returning true.
206          *
207          * This callback is optional.
208          */
209         bool (*signaled)(struct dma_fence *fence);
210
211         /**
212          * @wait:
213          *
214          * Custom wait implementation, defaults to dma_fence_default_wait() if
215          * not set.
216          *
217          * The dma_fence_default_wait implementation should work for any fence, as long
218          * as @enable_signaling works correctly. This hook allows drivers to
219          * have an optimized version for the case where a process context is
220          * already available, e.g. if @enable_signaling for the general case
221          * needs to set up a worker thread.
222          *
223          * Must return -ERESTARTSYS if the wait is intr = true and the wait was
224          * interrupted, and remaining jiffies if fence has signaled, or 0 if wait
225          * timed out. Can also return other error values on custom implementations,
226          * which should be treated as if the fence is signaled. For example a hardware
227          * lockup could be reported like that.
228          *
229          * This callback is optional.
230          */
231         signed long (*wait)(struct dma_fence *fence,
232                             bool intr, signed long timeout);
233
234         /**
235          * @release:
236          *
237          * Called on destruction of fence to release additional resources.
238          * Can be called from irq context.  This callback is optional. If it is
239          * NULL, then dma_fence_free() is instead called as the default
240          * implementation.
241          */
242         void (*release)(struct dma_fence *fence);
243
244         /**
245          * @fence_value_str:
246          *
247          * Callback to fill in free-form debug info specific to this fence, like
248          * the sequence number.
249          *
250          * This callback is optional.
251          */
252         void (*fence_value_str)(struct dma_fence *fence, char *str, int size);
253
254         /**
255          * @timeline_value_str:
256          *
257          * Fills in the current value of the timeline as a string, like the
258          * sequence number. Note that the specific fence passed to this function
259          * should not matter, drivers should only use it to look up the
260          * corresponding timeline structures.
261          */
262         void (*timeline_value_str)(struct dma_fence *fence,
263                                    char *str, int size);
264 };
265
266 void dma_fence_init(struct dma_fence *fence, const struct dma_fence_ops *ops,
267                     spinlock_t *lock, u64 context, u64 seqno);
268
269 void dma_fence_release(struct kref *kref);
270 void dma_fence_free(struct dma_fence *fence);
271
272 /**
273  * dma_fence_put - decreases refcount of the fence
274  * @fence: fence to reduce refcount of
275  */
276 static inline void dma_fence_put(struct dma_fence *fence)
277 {
278         if (fence)
279                 kref_put(&fence->refcount, dma_fence_release);
280 }
281
282 /**
283  * dma_fence_get - increases refcount of the fence
284  * @fence: fence to increase refcount of
285  *
286  * Returns the same fence, with refcount increased by 1.
287  */
288 static inline struct dma_fence *dma_fence_get(struct dma_fence *fence)
289 {
290         if (fence)
291                 kref_get(&fence->refcount);
292         return fence;
293 }
294
295 /**
296  * dma_fence_get_rcu - get a fence from a dma_resv_list with
297  *                     rcu read lock
298  * @fence: fence to increase refcount of
299  *
300  * Function returns NULL if no refcount could be obtained, or the fence.
301  */
302 static inline struct dma_fence *dma_fence_get_rcu(struct dma_fence *fence)
303 {
304         if (kref_get_unless_zero(&fence->refcount))
305                 return fence;
306         else
307                 return NULL;
308 }
309
310 /**
311  * dma_fence_get_rcu_safe  - acquire a reference to an RCU tracked fence
312  * @fencep: pointer to fence to increase refcount of
313  *
314  * Function returns NULL if no refcount could be obtained, or the fence.
315  * This function handles acquiring a reference to a fence that may be
316  * reallocated within the RCU grace period (such as with SLAB_TYPESAFE_BY_RCU),
317  * so long as the caller is using RCU on the pointer to the fence.
318  *
319  * An alternative mechanism is to employ a seqlock to protect a bunch of
320  * fences, such as used by struct dma_resv. When using a seqlock,
321  * the seqlock must be taken before and checked after a reference to the
322  * fence is acquired (as shown here).
323  *
324  * The caller is required to hold the RCU read lock.
325  */
326 static inline struct dma_fence *
327 dma_fence_get_rcu_safe(struct dma_fence __rcu **fencep)
328 {
329         do {
330                 struct dma_fence *fence;
331
332                 fence = rcu_dereference(*fencep);
333                 if (!fence)
334                         return NULL;
335
336                 if (!dma_fence_get_rcu(fence))
337                         continue;
338
339                 /* The atomic_inc_not_zero() inside dma_fence_get_rcu()
340                  * provides a full memory barrier upon success (such as now).
341                  * This is paired with the write barrier from assigning
342                  * to the __rcu protected fence pointer so that if that
343                  * pointer still matches the current fence, we know we
344                  * have successfully acquire a reference to it. If it no
345                  * longer matches, we are holding a reference to some other
346                  * reallocated pointer. This is possible if the allocator
347                  * is using a freelist like SLAB_TYPESAFE_BY_RCU where the
348                  * fence remains valid for the RCU grace period, but it
349                  * may be reallocated. When using such allocators, we are
350                  * responsible for ensuring the reference we get is to
351                  * the right fence, as below.
352                  */
353                 if (fence == rcu_access_pointer(*fencep))
354                         return rcu_pointer_handoff(fence);
355
356                 dma_fence_put(fence);
357         } while (1);
358 }
359
360 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
361 bool dma_fence_begin_signalling(void);
362 void dma_fence_end_signalling(bool cookie);
363 void __dma_fence_might_wait(void);
364 #else
365 static inline bool dma_fence_begin_signalling(void)
366 {
367         return true;
368 }
369 static inline void dma_fence_end_signalling(bool cookie) {}
370 static inline void __dma_fence_might_wait(void) {}
371 #endif
372
373 int dma_fence_signal(struct dma_fence *fence);
374 int dma_fence_signal_locked(struct dma_fence *fence);
375 int dma_fence_signal_timestamp(struct dma_fence *fence, ktime_t timestamp);
376 int dma_fence_signal_timestamp_locked(struct dma_fence *fence,
377                                       ktime_t timestamp);
378 signed long dma_fence_default_wait(struct dma_fence *fence,
379                                    bool intr, signed long timeout);
380 int dma_fence_add_callback(struct dma_fence *fence,
381                            struct dma_fence_cb *cb,
382                            dma_fence_func_t func);
383 bool dma_fence_remove_callback(struct dma_fence *fence,
384                                struct dma_fence_cb *cb);
385 void dma_fence_enable_sw_signaling(struct dma_fence *fence);
386
387 /**
388  * dma_fence_is_signaled_locked - Return an indication if the fence
389  *                                is signaled yet.
390  * @fence: the fence to check
391  *
392  * Returns true if the fence was already signaled, false if not. Since this
393  * function doesn't enable signaling, it is not guaranteed to ever return
394  * true if dma_fence_add_callback(), dma_fence_wait() or
395  * dma_fence_enable_sw_signaling() haven't been called before.
396  *
397  * This function requires &dma_fence.lock to be held.
398  *
399  * See also dma_fence_is_signaled().
400  */
401 static inline bool
402 dma_fence_is_signaled_locked(struct dma_fence *fence)
403 {
404         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
405                 return true;
406
407         if (fence->ops->signaled && fence->ops->signaled(fence)) {
408                 dma_fence_signal_locked(fence);
409                 return true;
410         }
411
412         return false;
413 }
414
415 /**
416  * dma_fence_is_signaled - Return an indication if the fence is signaled yet.
417  * @fence: the fence to check
418  *
419  * Returns true if the fence was already signaled, false if not. Since this
420  * function doesn't enable signaling, it is not guaranteed to ever return
421  * true if dma_fence_add_callback(), dma_fence_wait() or
422  * dma_fence_enable_sw_signaling() haven't been called before.
423  *
424  * It's recommended for seqno fences to call dma_fence_signal when the
425  * operation is complete, it makes it possible to prevent issues from
426  * wraparound between time of issue and time of use by checking the return
427  * value of this function before calling hardware-specific wait instructions.
428  *
429  * See also dma_fence_is_signaled_locked().
430  */
431 static inline bool
432 dma_fence_is_signaled(struct dma_fence *fence)
433 {
434         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
435                 return true;
436
437         if (fence->ops->signaled && fence->ops->signaled(fence)) {
438                 dma_fence_signal(fence);
439                 return true;
440         }
441
442         return false;
443 }
444
445 /**
446  * __dma_fence_is_later - return if f1 is chronologically later than f2
447  * @f1: the first fence's seqno
448  * @f2: the second fence's seqno from the same context
449  * @ops: dma_fence_ops associated with the seqno
450  *
451  * Returns true if f1 is chronologically later than f2. Both fences must be
452  * from the same context, since a seqno is not common across contexts.
453  */
454 static inline bool __dma_fence_is_later(u64 f1, u64 f2,
455                                         const struct dma_fence_ops *ops)
456 {
457         /* This is for backward compatibility with drivers which can only handle
458          * 32bit sequence numbers. Use a 64bit compare when the driver says to
459          * do so.
460          */
461         if (ops->use_64bit_seqno)
462                 return f1 > f2;
463
464         return (int)(lower_32_bits(f1) - lower_32_bits(f2)) > 0;
465 }
466
467 /**
468  * dma_fence_is_later - return if f1 is chronologically later than f2
469  * @f1: the first fence from the same context
470  * @f2: the second fence from the same context
471  *
472  * Returns true if f1 is chronologically later than f2. Both fences must be
473  * from the same context, since a seqno is not re-used across contexts.
474  */
475 static inline bool dma_fence_is_later(struct dma_fence *f1,
476                                       struct dma_fence *f2)
477 {
478         if (WARN_ON(f1->context != f2->context))
479                 return false;
480
481         return __dma_fence_is_later(f1->seqno, f2->seqno, f1->ops);
482 }
483
484 /**
485  * dma_fence_later - return the chronologically later fence
486  * @f1: the first fence from the same context
487  * @f2: the second fence from the same context
488  *
489  * Returns NULL if both fences are signaled, otherwise the fence that would be
490  * signaled last. Both fences must be from the same context, since a seqno is
491  * not re-used across contexts.
492  */
493 static inline struct dma_fence *dma_fence_later(struct dma_fence *f1,
494                                                 struct dma_fence *f2)
495 {
496         if (WARN_ON(f1->context != f2->context))
497                 return NULL;
498
499         /*
500          * Can't check just DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT here, it may never
501          * have been set if enable_signaling wasn't called, and enabling that
502          * here is overkill.
503          */
504         if (dma_fence_is_later(f1, f2))
505                 return dma_fence_is_signaled(f1) ? NULL : f1;
506         else
507                 return dma_fence_is_signaled(f2) ? NULL : f2;
508 }
509
510 /**
511  * dma_fence_get_status_locked - returns the status upon completion
512  * @fence: the dma_fence to query
513  *
514  * Drivers can supply an optional error status condition before they signal
515  * the fence (to indicate whether the fence was completed due to an error
516  * rather than success). The value of the status condition is only valid
517  * if the fence has been signaled, dma_fence_get_status_locked() first checks
518  * the signal state before reporting the error status.
519  *
520  * Returns 0 if the fence has not yet been signaled, 1 if the fence has
521  * been signaled without an error condition, or a negative error code
522  * if the fence has been completed in err.
523  */
524 static inline int dma_fence_get_status_locked(struct dma_fence *fence)
525 {
526         if (dma_fence_is_signaled_locked(fence))
527                 return fence->error ?: 1;
528         else
529                 return 0;
530 }
531
532 int dma_fence_get_status(struct dma_fence *fence);
533
534 /**
535  * dma_fence_set_error - flag an error condition on the fence
536  * @fence: the dma_fence
537  * @error: the error to store
538  *
539  * Drivers can supply an optional error status condition before they signal
540  * the fence, to indicate that the fence was completed due to an error
541  * rather than success. This must be set before signaling (so that the value
542  * is visible before any waiters on the signal callback are woken). This
543  * helper exists to help catching erroneous setting of #dma_fence.error.
544  */
545 static inline void dma_fence_set_error(struct dma_fence *fence,
546                                        int error)
547 {
548         WARN_ON(test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags));
549         WARN_ON(error >= 0 || error < -MAX_ERRNO);
550
551         fence->error = error;
552 }
553
554 signed long dma_fence_wait_timeout(struct dma_fence *,
555                                    bool intr, signed long timeout);
556 signed long dma_fence_wait_any_timeout(struct dma_fence **fences,
557                                        uint32_t count,
558                                        bool intr, signed long timeout,
559                                        uint32_t *idx);
560
561 /**
562  * dma_fence_wait - sleep until the fence gets signaled
563  * @fence: the fence to wait on
564  * @intr: if true, do an interruptible wait
565  *
566  * This function will return -ERESTARTSYS if interrupted by a signal,
567  * or 0 if the fence was signaled. Other error values may be
568  * returned on custom implementations.
569  *
570  * Performs a synchronous wait on this fence. It is assumed the caller
571  * directly or indirectly holds a reference to the fence, otherwise the
572  * fence might be freed before return, resulting in undefined behavior.
573  *
574  * See also dma_fence_wait_timeout() and dma_fence_wait_any_timeout().
575  */
576 static inline signed long dma_fence_wait(struct dma_fence *fence, bool intr)
577 {
578         signed long ret;
579
580         /* Since dma_fence_wait_timeout cannot timeout with
581          * MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, only valid return values are
582          * -ERESTARTSYS and MAX_SCHEDULE_TIMEOUT.
583          */
584         ret = dma_fence_wait_timeout(fence, intr, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
585
586         return ret < 0 ? ret : 0;
587 }
588
589 struct dma_fence *dma_fence_get_stub(void);
590 struct dma_fence *dma_fence_allocate_private_stub(void);
591 u64 dma_fence_context_alloc(unsigned num);
592
593 #define DMA_FENCE_TRACE(f, fmt, args...) \
594         do {                                                            \
595                 struct dma_fence *__ff = (f);                           \
596                 if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_FENCE_TRACE))                 \
597                         pr_info("f %llu#%llu: " fmt,                    \
598                                 __ff->context, __ff->seqno, ##args);    \
599         } while (0)
600
601 #define DMA_FENCE_WARN(f, fmt, args...) \
602         do {                                                            \
603                 struct dma_fence *__ff = (f);                           \
604                 pr_warn("f %llu#%llu: " fmt, __ff->context, __ff->seqno,\
605                          ##args);                                       \
606         } while (0)
607
608 #define DMA_FENCE_ERR(f, fmt, args...) \
609         do {                                                            \
610                 struct dma_fence *__ff = (f);                           \
611                 pr_err("f %llu#%llu: " fmt, __ff->context, __ff->seqno, \
612                         ##args);                                        \
613         } while (0)
614
615 #endif /* __LINUX_DMA_FENCE_H */