drivers/gpu/drm/i915/i915_gem_context.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2011-2012 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  * Authors:
  24  *    Ben Widawsky <[email protected]>
  25  *
  26  */
  27
  28 /*
  29  * This file implements HW context support. On gen5+ a HW context consists of an
  30  * opaque GPU object which is referenced at times of context saves and restores.
  31  * With RC6 enabled, the context is also referenced as the GPU enters and exists
  32  * from RC6 (GPU has it's own internal power context, except on gen5). Though
  33  * something like a context does exist for the media ring, the code only
  34  * supports contexts for the render ring.
  35  *
  36  * In software, there is a distinction between contexts created by the user,
  37  * and the default HW context. The default HW context is used by GPU clients
  38  * that do not request setup of their own hardware context. The default
  39  * context's state is never restored to help prevent programming errors. This
  40  * would happen if a client ran and piggy-backed off another clients GPU state.
  41  * The default context only exists to give the GPU some offset to load as the
  42  * current to invoke a save of the context we actually care about. In fact, the
  43  * code could likely be constructed, albeit in a more complicated fashion, to
  44  * never use the default context, though that limits the driver's ability to
  45  * swap out, and/or destroy other contexts.
  46  *
  47  * All other contexts are created as a request by the GPU client. These contexts
  48  * store GPU state, and thus allow GPU clients to not re-emit state (and
  49  * potentially query certain state) at any time. The kernel driver makes
  50  * certain that the appropriate commands are inserted.
  51  *
  52  * The context life cycle is semi-complicated in that context BOs may live
  53  * longer than the context itself because of the way the hardware, and object
  54  * tracking works. Below is a very crude representation of the state machine
  55  * describing the context life.
  56  *                                         refcount     pincount     active
  57  * S0: initial state                          0            0           0
  58  * S1: context created                        1            0           0
  59  * S2: context is currently running           2            1           X
  60  * S3: GPU referenced, but not current        2            0           1
  61  * S4: context is current, but destroyed      1            1           0
  62  * S5: like S3, but destroyed                 1            0           1
  63  *
  64  * The most common (but not all) transitions:
  65  * S0->S1: client creates a context
  66  * S1->S2: client submits execbuf with context
  67  * S2->S3: other clients submits execbuf with context
  68  * S3->S1: context object was retired
  69  * S3->S2: clients submits another execbuf
  70  * S2->S4: context destroy called with current context
  71  * S3->S5->S0: destroy path
  72  * S4->S5->S0: destroy path on current context
  73  *
  74  * There are two confusing terms used above:
  75  *  The "current context" means the context which is currently running on the
  76  *  GPU. The GPU has loaded its state already and has stored away the gtt
  77  *  offset of the BO. The GPU is not actively referencing the data at this
  78  *  offset, but it will on the next context switch. The only way to avoid this
  79  *  is to do a GPU reset.
  80  *
  81  *  An "active context' is one which was previously the "current context" and is
  82  *  on the active list waiting for the next context switch to occur. Until this
  83  *  happens, the object must remain at the same gtt offset. It is therefore
  84  *  possible to destroy a context, but it is still active.
  85  *
  86  */
  87
  88 #include <linux/log2.h>
  89 #include <drm/drmP.h>
  90 #include <drm/i915_drm.h>
  91 #include "i915_drv.h"
  92 #include "i915_trace.h"
  93 #include "intel_workarounds.h"
  94
  95 #define ALL_L3_SLICES(dev) (1 << NUM_L3_SLICES(dev)) - 1
  96
  97 static void lut_close(struct i915_gem_context *ctx)
  98 {
  99         struct i915_lut_handle *lut, *ln;
 100         struct radix_tree_iter iter;
 101         void __rcu **slot;
 102
 103         list_for_each_entry_safe(lut, ln, &ctx->handles_list, ctx_link) {
 104                 list_del(&lut->obj_link);
 105                 kmem_cache_free(ctx->i915->luts, lut);
 106         }
 107
 108         rcu_read_lock();
 109         radix_tree_for_each_slot(slot, &ctx->handles_vma, &iter, 0) {
 110                 struct i915_vma *vma = rcu_dereference_raw(*slot);
 111
 112                 radix_tree_iter_delete(&ctx->handles_vma, &iter, slot);
 113                 __i915_gem_object_release_unless_active(vma->obj);
 114         }
 115         rcu_read_unlock();
 116 }
 117
 118 static inline int new_hw_id(struct drm_i915_private *i915, gfp_t gfp)
 119 {
 120         unsigned int max;
 121
 122         lockdep_assert_held(&i915->contexts.mutex);
 123
 124         if (INTEL_GEN(i915) >= 11)
 125                 max = GEN11_MAX_CONTEXT_HW_ID;
 126         else if (USES_GUC_SUBMISSION(i915))
 127                 /*
 128                  * When using GuC in proxy submission, GuC consumes the
 129                  * highest bit in the context id to indicate proxy submission.
 130                  */
 131                 max = MAX_GUC_CONTEXT_HW_ID;
 132         else
 133                 max = MAX_CONTEXT_HW_ID;
 134
 135         return ida_simple_get(&i915->contexts.hw_ida, 0, max, gfp);
 136 }
 137
 138 static int steal_hw_id(struct drm_i915_private *i915)
 139 {
 140         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
 141         LIST_HEAD(pinned);
 142         int id = -ENOSPC;
 143
 144         lockdep_assert_held(&i915->contexts.mutex);
 145
 146         list_for_each_entry_safe(ctx, cn,
 147                                  &i915->contexts.hw_id_list, hw_id_link) {
 148                 if (atomic_read(&ctx->hw_id_pin_count)) {
 149                         list_move_tail(&ctx->hw_id_link, &pinned);
 150                         continue;
 151                 }
 152
 153                 GEM_BUG_ON(!ctx->hw_id); /* perma-pinned kernel context */
 154                 list_del_init(&ctx->hw_id_link);
 155                 id = ctx->hw_id;
 156                 break;
 157         }
 158
 159         /*
 160          * Remember how far we got up on the last repossesion scan, so the
 161          * list is kept in a "least recently scanned" order.
 162          */
 163         list_splice_tail(&pinned, &i915->contexts.hw_id_list);
 164         return id;
 165 }
 166
 167 static int assign_hw_id(struct drm_i915_private *i915, unsigned int *out)
 168 {
 169         int ret;
 170
 171         lockdep_assert_held(&i915->contexts.mutex);
 172
 173         /*
 174          * We prefer to steal/stall ourselves and our users over that of the
 175          * entire system. That may be a little unfair to our users, and
 176          * even hurt high priority clients. The choice is whether to oomkill
 177          * something else, or steal a context id.
 178          */
 179         ret = new_hw_id(i915, GFP_KERNEL | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
 180         if (unlikely(ret < 0)) {
 181                 ret = steal_hw_id(i915);
 182                 if (ret < 0) /* once again for the correct errno code */
 183                         ret = new_hw_id(i915, GFP_KERNEL);
 184                 if (ret < 0)
 185                         return ret;
 186         }
 187
 188         *out = ret;
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 static void release_hw_id(struct i915_gem_context *ctx)
 193 {
 194         struct drm_i915_private *i915 = ctx->i915;
 195
 196         if (list_empty(&ctx->hw_id_link))
 197                 return;
 198
 199         mutex_lock(&i915->contexts.mutex);
 200         if (!list_empty(&ctx->hw_id_link)) {
 201                 ida_simple_remove(&i915->contexts.hw_ida, ctx->hw_id);
 202                 list_del_init(&ctx->hw_id_link);
 203         }
 204         mutex_unlock(&i915->contexts.mutex);
 205 }
 206
 207 static void i915_gem_context_free(struct i915_gem_context *ctx)
 208 {
 209         unsigned int n;
 210
 211         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
 212         GEM_BUG_ON(!i915_gem_context_is_closed(ctx));
 213
 214         release_hw_id(ctx);
 215         i915_ppgtt_put(ctx->ppgtt);
 216
 217         for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(ctx->__engine); n++) {
 218                 struct intel_context *ce = &ctx->__engine[n];
 219
 220                 if (ce->ops)
 221                         ce->ops->destroy(ce);
 222         }
 223
 224         kfree(ctx->name);
 225         put_pid(ctx->pid);
 226
 227         list_del(&ctx->link);
 228
 229         kfree_rcu(ctx, rcu);
 230 }
 231
 232 static void contexts_free(struct drm_i915_private *i915)
 233 {
 234         struct llist_node *freed = llist_del_all(&i915->contexts.free_list);
 235         struct i915_gem_context *ctx, *cn;
 236
 237         lockdep_assert_held(&i915->drm.struct_mutex);
 238
 239         llist_for_each_entry_safe(ctx, cn, freed, free_link)
 240                 i915_gem_context_free(ctx);
 241 }
 242
 243 static void contexts_free_first(struct drm_i915_private *i915)
 244 {
 245         struct i915_gem_context *ctx;
 246         struct llist_node *freed;
 247
 248         lockdep_assert_held(&i915->drm.struct_mutex);
 249
 250         freed = llist_del_first(&i915->contexts.free_list);
 251         if (!freed)
 252                 return;
 253
 254         ctx = container_of(freed, typeof(*ctx), free_link);
 255         i915_gem_context_free(ctx);
 256 }
 257
 258 static void contexts_free_worker(struct work_struct *work)
 259 {
 260         struct drm_i915_private *i915 =
 261                 container_of(work, typeof(*i915), contexts.free_work);
 262
 263         mutex_lock(&i915->drm.struct_mutex);
 264         contexts_free(i915);
 265         mutex_unlock(&i915->drm.struct_mutex);
 266 }
 267
 268 void i915_gem_context_release(struct kref *ref)
 269 {
 270         struct i915_gem_context *ctx = container_of(ref, typeof(*ctx), ref);
 271         struct drm_i915_private *i915 = ctx->i915;
 272
 273         trace_i915_context_free(ctx);
 274         if (llist_add(&ctx->free_link, &i915->contexts.free_list))
 275                 queue_work(i915->wq, &i915->contexts.free_work);
 276 }
 277
 278 static void context_close(struct i915_gem_context *ctx)
 279 {
 280         i915_gem_context_set_closed(ctx);
 281
 282         /*
 283          * This context will never again be assinged to HW, so we can
 284          * reuse its ID for the next context.
 285          */
 286         release_hw_id(ctx);
 287
 288         /*
 289          * The LUT uses the VMA as a backpointer to unref the object,
 290          * so we need to clear the LUT before we close all the VMA (inside
 291          * the ppgtt).
 292          */
 293         lut_close(ctx);
 294         if (ctx->ppgtt)
 295                 i915_ppgtt_close(&ctx->ppgtt->vm);
 296
 297         ctx->file_priv = ERR_PTR(-EBADF);
 298         i915_gem_context_put(ctx);
 299 }
 300
 301 static u32 default_desc_template(const struct drm_i915_private *i915,
 302                                  const struct i915_hw_ppgtt *ppgtt)
 303 {
 304         u32 address_mode;
 305         u32 desc;
 306
 307         desc = GEN8_CTX_VALID | GEN8_CTX_PRIVILEGE;
 308
 309         address_mode = INTEL_LEGACY_32B_CONTEXT;
 310         if (ppgtt && i915_vm_is_48bit(&ppgtt->vm))
 311                 address_mode = INTEL_LEGACY_64B_CONTEXT;
 312         desc |= address_mode << GEN8_CTX_ADDRESSING_MODE_SHIFT;
 313
 314         if (IS_GEN8(i915))
 315                 desc |= GEN8_CTX_L3LLC_COHERENT;
 316
 317         /* TODO: WaDisableLiteRestore when we start using semaphore
 318          * signalling between Command Streamers
 319          * ring->ctx_desc_template |= GEN8_CTX_FORCE_RESTORE;
 320          */
 321
 322         return desc;
 323 }
 324
 325 static struct i915_gem_context *
 326 __create_hw_context(struct drm_i915_private *dev_priv,
 327                     struct drm_i915_file_private *file_priv)
 328 {
 329         struct i915_gem_context *ctx;
 330         unsigned int n;
 331         int ret;
 332
 333         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 334         if (ctx == NULL)
 335                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 336
 337         kref_init(&ctx->ref);
 338         list_add_tail(&ctx->link, &dev_priv->contexts.list);
 339         ctx->i915 = dev_priv;
 340         ctx->sched.priority = I915_PRIORITY_NORMAL;
 341
 342         for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(ctx->__engine); n++) {
 343                 struct intel_context *ce = &ctx->__engine[n];
 344
 345                 ce->gem_context = ctx;
 346         }
 347
 348         INIT_RADIX_TREE(&ctx->handles_vma, GFP_KERNEL);
 349         INIT_LIST_HEAD(&ctx->handles_list);
 350         INIT_LIST_HEAD(&ctx->hw_id_link);
 351
 352         /* Default context will never have a file_priv */
 353         ret = DEFAULT_CONTEXT_HANDLE;
 354         if (file_priv) {
 355                 ret = idr_alloc(&file_priv->context_idr, ctx,
 356                                 DEFAULT_CONTEXT_HANDLE, 0, GFP_KERNEL);
 357                 if (ret < 0)
 358                         goto err_lut;
 359         }
 360         ctx->user_handle = ret;
 361
 362         ctx->file_priv = file_priv;
 363         if (file_priv) {
 364                 ctx->pid = get_task_pid(current, PIDTYPE_PID);
 365                 ctx->name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s[%d]/%x",
 366                                       current->comm,
 367                                       pid_nr(ctx->pid),
 368                                       ctx->user_handle);
 369                 if (!ctx->name) {
 370                         ret = -ENOMEM;
 371                         goto err_pid;
 372                 }
 373         }
 374
 375         /* NB: Mark all slices as needing a remap so that when the context first
 376          * loads it will restore whatever remap state already exists. If there
 377          * is no remap info, it will be a NOP. */
 378         ctx->remap_slice = ALL_L3_SLICES(dev_priv);
 379
 380         i915_gem_context_set_bannable(ctx);
 381         ctx->ring_size = 4 * PAGE_SIZE;
 382         ctx->desc_template =
 383                 default_desc_template(dev_priv, dev_priv->mm.aliasing_ppgtt);
 384
 385         return ctx;
 386
 387 err_pid:
 388         put_pid(ctx->pid);
 389         idr_remove(&file_priv->context_idr, ctx->user_handle);
 390 err_lut:
 391         context_close(ctx);
 392         return ERR_PTR(ret);
 393 }
 394
 395 static void __destroy_hw_context(struct i915_gem_context *ctx,
 396                                  struct drm_i915_file_private *file_priv)
 397 {
 398         idr_remove(&file_priv->context_idr, ctx->user_handle);
 399         context_close(ctx);
 400 }
 401
 402 static struct i915_gem_context *
 403 i915_gem_create_context(struct drm_i915_private *dev_priv,
 404                         struct drm_i915_file_private *file_priv)
 405 {
 406         struct i915_gem_context *ctx;
 407
 408         lockdep_assert_held(&dev_priv->drm.struct_mutex);
 409
 410         /* Reap the most stale context */
 411         contexts_free_first(dev_priv);
 412
 413         ctx = __create_hw_context(dev_priv, file_priv);
 414         if (IS_ERR(ctx))
 415                 return ctx;
 416
 417         if (USES_FULL_PPGTT(dev_priv)) {
 418                 struct i915_hw_ppgtt *ppgtt;
 419
 420                 ppgtt = i915_ppgtt_create(dev_priv, file_priv);
 421                 if (IS_ERR(ppgtt)) {
 422                         DRM_DEBUG_DRIVER("PPGTT setup failed (%ld)\n",
 423                                          PTR_ERR(ppgtt));
 424                         __destroy_hw_context(ctx, file_priv);
 425                         return ERR_CAST(ppgtt);
 426                 }
 427
 428                 ctx->ppgtt = ppgtt;
 429                 ctx->desc_template = default_desc_template(dev_priv, ppgtt);
 430         }
 431
 432         trace_i915_context_create(ctx);
 433
 434         return ctx;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * i915_gem_context_create_gvt - create a GVT GEM context
 439  * @dev: drm device *
 440  *
 441  * This function is used to create a GVT specific GEM context.
 442  *
 443  * Returns:
 444  * pointer to i915_gem_context on success, error pointer if failed
 445  *
 446  */
 447 struct i915_gem_context *
 448 i915_gem_context_create_gvt(struct drm_device *dev)
 449 {
 450         struct i915_gem_context *ctx;
 451         int ret;
 452
 453         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT))
 454                 return ERR_PTR(-ENODEV);
 455
 456         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
 457         if (ret)
 458                 return ERR_PTR(ret);
 459
 460         ctx = __create_hw_context(to_i915(dev), NULL);
 461         if (IS_ERR(ctx))
 462                 goto out;
 463
 464         ctx->file_priv = ERR_PTR(-EBADF);
 465         i915_gem_context_set_closed(ctx); /* not user accessible */
 466         i915_gem_context_clear_bannable(ctx);
 467         i915_gem_context_set_force_single_submission(ctx);
 468         if (!USES_GUC_SUBMISSION(to_i915(dev)))
 469                 ctx->ring_size = 512 * PAGE_SIZE; /* Max ring buffer size */
 470
 471         GEM_BUG_ON(i915_gem_context_is_kernel(ctx));
 472 out:
 473         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 474         return ctx;
 475 }
 476
 477 static void
 478 destroy_kernel_context(struct i915_gem_context **ctxp)
 479 {
 480         struct i915_gem_context *ctx;
 481
 482         /* Keep the context ref so that we can free it immediately ourselves */
 483         ctx = i915_gem_context_get(fetch_and_zero(ctxp));
 484         GEM_BUG_ON(!i915_gem_context_is_kernel(ctx));
 485
 486         context_close(ctx);
 487         i915_gem_context_free(ctx);
 488 }
 489
 490 struct i915_gem_context *
 491 i915_gem_context_create_kernel(struct drm_i915_private *i915, int prio)
 492 {
 493         struct i915_gem_context *ctx;
 494         int err;
 495
 496         ctx = i915_gem_create_context(i915, NULL);
 497         if (IS_ERR(ctx))
 498                 return ctx;
 499
 500         err = i915_gem_context_pin_hw_id(ctx);
 501         if (err) {
 502                 destroy_kernel_context(&ctx);
 503                 return ERR_PTR(err);
 504         }
 505
 506         i915_gem_context_clear_bannable(ctx);
 507         ctx->sched.priority = prio;
 508         ctx->ring_size = PAGE_SIZE;
 509
 510         GEM_BUG_ON(!i915_gem_context_is_kernel(ctx));
 511
 512         return ctx;
 513 }
 514
 515 static void init_contexts(struct drm_i915_private *i915)
 516 {
 517         mutex_init(&i915->contexts.mutex);
 518         INIT_LIST_HEAD(&i915->contexts.list);
 519
 520         /* Using the simple ida interface, the max is limited by sizeof(int) */
 521         BUILD_BUG_ON(MAX_CONTEXT_HW_ID > INT_MAX);
 522         BUILD_BUG_ON(GEN11_MAX_CONTEXT_HW_ID > INT_MAX);
 523         ida_init(&i915->contexts.hw_ida);
 524         INIT_LIST_HEAD(&i915->contexts.hw_id_list);
 525
 526         INIT_WORK(&i915->contexts.free_work, contexts_free_worker);
 527         init_llist_head(&i915->contexts.free_list);
 528 }
 529
 530 static bool needs_preempt_context(struct drm_i915_private *i915)
 531 {
 532         return HAS_LOGICAL_RING_PREEMPTION(i915);
 533 }
 534
 535 int i915_gem_contexts_init(struct drm_i915_private *dev_priv)
 536 {
 537         struct i915_gem_context *ctx;
 538         int ret;
 539
 540         /* Reassure ourselves we are only called once */
 541         GEM_BUG_ON(dev_priv->kernel_context);
 542         GEM_BUG_ON(dev_priv->preempt_context);
 543
 544         ret = intel_ctx_workarounds_init(dev_priv);
 545         if (ret)
 546                 return ret;
 547
 548         init_contexts(dev_priv);
 549
 550         /* lowest priority; idle task */
 551         ctx = i915_gem_context_create_kernel(dev_priv, I915_PRIORITY_MIN);
 552         if (IS_ERR(ctx)) {
 553                 DRM_ERROR("Failed to create default global context\n");
 554                 return PTR_ERR(ctx);
 555         }
 556         /*
 557          * For easy recognisablity, we want the kernel context to be 0 and then
 558          * all user contexts will have non-zero hw_id. Kernel contexts are
 559          * permanently pinned, so that we never suffer a stall and can
 560          * use them from any allocation context (e.g. for evicting other
 561          * contexts and from inside the shrinker).
 562          */
 563         GEM_BUG_ON(ctx->hw_id);
 564         GEM_BUG_ON(!atomic_read(&ctx->hw_id_pin_count));
 565         dev_priv->kernel_context = ctx;
 566
 567         /* highest priority; preempting task */
 568         if (needs_preempt_context(dev_priv)) {
 569                 ctx = i915_gem_context_create_kernel(dev_priv, INT_MAX);
 570                 if (!IS_ERR(ctx))
 571                         dev_priv->preempt_context = ctx;
 572                 else
 573                         DRM_ERROR("Failed to create preempt context; disabling preemption\n");
 574         }
 575
 576         DRM_DEBUG_DRIVER("%s context support initialized\n",
 577                          DRIVER_CAPS(dev_priv)->has_logical_contexts ?
 578                          "logical" : "fake");
 579         return 0;
 580 }
 581
 582 void i915_gem_contexts_lost(struct drm_i915_private *dev_priv)
 583 {
 584         struct intel_engine_cs *engine;
 585         enum intel_engine_id id;
 586
 587         lockdep_assert_held(&dev_priv->drm.struct_mutex);
 588
 589         for_each_engine(engine, dev_priv, id)
 590                 intel_engine_lost_context(engine);
 591 }
 592
 593 void i915_gem_contexts_fini(struct drm_i915_private *i915)
 594 {
 595         lockdep_assert_held(&i915->drm.struct_mutex);
 596
 597         if (i915->preempt_context)
 598                 destroy_kernel_context(&i915->preempt_context);
 599         destroy_kernel_context(&i915->kernel_context);
 600
 601         /* Must free all deferred contexts (via flush_workqueue) first */
 602         GEM_BUG_ON(!list_empty(&i915->contexts.hw_id_list));
 603         ida_destroy(&i915->contexts.hw_ida);
 604 }
 605
 606 static int context_idr_cleanup(int id, void *p, void *data)
 607 {
 608         struct i915_gem_context *ctx = p;
 609
 610         context_close(ctx);
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 int i915_gem_context_open(struct drm_i915_private *i915,
 615                           struct drm_file *file)
 616 {
 617         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 618         struct i915_gem_context *ctx;
 619
 620         idr_init(&file_priv->context_idr);
 621
 622         mutex_lock(&i915->drm.struct_mutex);
 623         ctx = i915_gem_create_context(i915, file_priv);
 624         mutex_unlock(&i915->drm.struct_mutex);
 625         if (IS_ERR(ctx)) {
 626                 idr_destroy(&file_priv->context_idr);
 627                 return PTR_ERR(ctx);
 628         }
 629
 630         GEM_BUG_ON(i915_gem_context_is_kernel(ctx));
 631
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 void i915_gem_context_close(struct drm_file *file)
 636 {
 637         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 638
 639         lockdep_assert_held(&file_priv->dev_priv->drm.struct_mutex);
 640
 641         idr_for_each(&file_priv->context_idr, context_idr_cleanup, NULL);
 642         idr_destroy(&file_priv->context_idr);
 643 }
 644
 645 static struct i915_request *
 646 last_request_on_engine(struct i915_timeline *timeline,
 647                        struct intel_engine_cs *engine)
 648 {
 649         struct i915_request *rq;
 650
 651         GEM_BUG_ON(timeline == &engine->timeline);
 652
 653         rq = i915_gem_active_raw(&timeline->last_request,
 654                                  &engine->i915->drm.struct_mutex);
 655         if (rq && rq->engine == engine) {
 656                 GEM_TRACE("last request for %s on engine %s: %llx:%d\n",
 657                           timeline->name, engine->name,
 658                           rq->fence.context, rq->fence.seqno);
 659                 GEM_BUG_ON(rq->timeline != timeline);
 660                 return rq;
 661         }
 662
 663         return NULL;
 664 }
 665
 666 static bool engine_has_kernel_context_barrier(struct intel_engine_cs *engine)
 667 {
 668         struct drm_i915_private *i915 = engine->i915;
 669         const struct intel_context * const ce =
 670                 to_intel_context(i915->kernel_context, engine);
 671         struct i915_timeline *barrier = ce->ring->timeline;
 672         struct intel_ring *ring;
 673         bool any_active = false;
 674
 675         lockdep_assert_held(&i915->drm.struct_mutex);
 676         list_for_each_entry(ring, &i915->gt.active_rings, active_link) {
 677                 struct i915_request *rq;
 678
 679                 rq = last_request_on_engine(ring->timeline, engine);
 680                 if (!rq)
 681                         continue;
 682
 683                 any_active = true;
 684
 685                 if (rq->hw_context == ce)
 686                         continue;
 687
 688                 /*
 689                  * Was this request submitted after the previous
 690                  * switch-to-kernel-context?
 691                  */
 692                 if (!i915_timeline_sync_is_later(barrier, &rq->fence)) {
 693                         GEM_TRACE("%s needs barrier for %llx:%d\n",
 694                                   ring->timeline->name,
 695                                   rq->fence.context,
 696                                   rq->fence.seqno);
 697                         return false;
 698                 }
 699
 700                 GEM_TRACE("%s has barrier after %llx:%d\n",
 701                           ring->timeline->name,
 702                           rq->fence.context,
 703                           rq->fence.seqno);
 704         }
 705
 706         /*
 707          * If any other timeline was still active and behind the last barrier,
 708          * then our last switch-to-kernel-context must still be queued and
 709          * will run last (leaving the engine in the kernel context when it
 710          * eventually idles).
 711          */
 712         if (any_active)
 713                 return true;
 714
 715         /* The engine is idle; check that it is idling in the kernel context. */
 716         return engine->last_retired_context == ce;
 717 }
 718
 719 int i915_gem_switch_to_kernel_context(struct drm_i915_private *i915)
 720 {
 721         struct intel_engine_cs *engine;
 722         enum intel_engine_id id;
 723
 724         GEM_TRACE("awake?=%s\n", yesno(i915->gt.awake));
 725
 726         lockdep_assert_held(&i915->drm.struct_mutex);
 727         GEM_BUG_ON(!i915->kernel_context);
 728
 729         i915_retire_requests(i915);
 730
 731         for_each_engine(engine, i915, id) {
 732                 struct intel_ring *ring;
 733                 struct i915_request *rq;
 734
 735                 GEM_BUG_ON(!to_intel_context(i915->kernel_context, engine));
 736                 if (engine_has_kernel_context_barrier(engine))
 737                         continue;
 738
 739                 GEM_TRACE("emit barrier on %s\n", engine->name);
 740
 741                 rq = i915_request_alloc(engine, i915->kernel_context);
 742                 if (IS_ERR(rq))
 743                         return PTR_ERR(rq);
 744
 745                 /* Queue this switch after all other activity */
 746                 list_for_each_entry(ring, &i915->gt.active_rings, active_link) {
 747                         struct i915_request *prev;
 748
 749                         prev = last_request_on_engine(ring->timeline, engine);
 750                         if (!prev)
 751                                 continue;
 752
 753                         if (prev->gem_context == i915->kernel_context)
 754                                 continue;
 755
 756                         GEM_TRACE("add barrier on %s for %llx:%d\n",
 757                                   engine->name,
 758                                   prev->fence.context,
 759                                   prev->fence.seqno);
 760                         i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&rq->submit,
 761                                                          &prev->submit,
 762                                                          I915_FENCE_GFP);
 763                         i915_timeline_sync_set(rq->timeline, &prev->fence);
 764                 }
 765
 766                 i915_request_add(rq);
 767         }
 768
 769         return 0;
 770 }
 771
 772 static bool client_is_banned(struct drm_i915_file_private *file_priv)
 773 {
 774         return atomic_read(&file_priv->ban_score) >= I915_CLIENT_SCORE_BANNED;
 775 }
 776
 777 int i915_gem_context_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 778                                   struct drm_file *file)
 779 {
 780         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
 781         struct drm_i915_gem_context_create *args = data;
 782         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 783         struct i915_gem_context *ctx;
 784         int ret;
 785
 786         if (!DRIVER_CAPS(dev_priv)->has_logical_contexts)
 787                 return -ENODEV;
 788
 789         if (args->pad != 0)
 790                 return -EINVAL;
 791
 792         if (client_is_banned(file_priv)) {
 793                 DRM_DEBUG("client %s[%d] banned from creating ctx\n",
 794                           current->comm,
 795                           pid_nr(get_task_pid(current, PIDTYPE_PID)));
 796
 797                 return -EIO;
 798         }
 799
 800         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
 801         if (ret)
 802                 return ret;
 803
 804         ctx = i915_gem_create_context(dev_priv, file_priv);
 805         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 806         if (IS_ERR(ctx))
 807                 return PTR_ERR(ctx);
 808
 809         GEM_BUG_ON(i915_gem_context_is_kernel(ctx));
 810
 811         args->ctx_id = ctx->user_handle;
 812         DRM_DEBUG("HW context %d created\n", args->ctx_id);
 813
 814         return 0;
 815 }
 816
 817 int i915_gem_context_destroy_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 818                                    struct drm_file *file)
 819 {
 820         struct drm_i915_gem_context_destroy *args = data;
 821         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 822         struct i915_gem_context *ctx;
 823         int ret;
 824
 825         if (args->pad != 0)
 826                 return -EINVAL;
 827
 828         if (args->ctx_id == DEFAULT_CONTEXT_HANDLE)
 829                 return -ENOENT;
 830
 831         ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, args->ctx_id);
 832         if (!ctx)
 833                 return -ENOENT;
 834
 835         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
 836         if (ret)
 837                 goto out;
 838
 839         __destroy_hw_context(ctx, file_priv);
 840         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 841
 842 out:
 843         i915_gem_context_put(ctx);
 844         return 0;
 845 }
 846
 847 int i915_gem_context_getparam_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 848                                     struct drm_file *file)
 849 {
 850         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 851         struct drm_i915_gem_context_param *args = data;
 852         struct i915_gem_context *ctx;
 853         int ret = 0;
 854
 855         ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, args->ctx_id);
 856         if (!ctx)
 857                 return -ENOENT;
 858
 859         args->size = 0;
 860         switch (args->param) {
 861         case I915_CONTEXT_PARAM_BAN_PERIOD:
 862                 ret = -EINVAL;
 863                 break;
 864         case I915_CONTEXT_PARAM_NO_ZEROMAP:
 865                 args->value = test_bit(UCONTEXT_NO_ZEROMAP, &ctx->user_flags);
 866                 break;
 867         case I915_CONTEXT_PARAM_GTT_SIZE:
 868                 if (ctx->ppgtt)
 869                         args->value = ctx->ppgtt->vm.total;
 870                 else if (to_i915(dev)->mm.aliasing_ppgtt)
 871                         args->value = to_i915(dev)->mm.aliasing_ppgtt->vm.total;
 872                 else
 873                         args->value = to_i915(dev)->ggtt.vm.total;
 874                 break;
 875         case I915_CONTEXT_PARAM_NO_ERROR_CAPTURE:
 876                 args->value = i915_gem_context_no_error_capture(ctx);
 877                 break;
 878         case I915_CONTEXT_PARAM_BANNABLE:
 879                 args->value = i915_gem_context_is_bannable(ctx);
 880                 break;
 881         case I915_CONTEXT_PARAM_PRIORITY:
 882                 args->value = ctx->sched.priority;
 883                 break;
 884         default:
 885                 ret = -EINVAL;
 886                 break;
 887         }
 888
 889         i915_gem_context_put(ctx);
 890         return ret;
 891 }
 892
 893 int i915_gem_context_setparam_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 894                                     struct drm_file *file)
 895 {
 896         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 897         struct drm_i915_gem_context_param *args = data;
 898         struct i915_gem_context *ctx;
 899         int ret = 0;
 900
 901         ctx = i915_gem_context_lookup(file_priv, args->ctx_id);
 902         if (!ctx)
 903                 return -ENOENT;
 904
 905         switch (args->param) {
 906         case I915_CONTEXT_PARAM_BAN_PERIOD:
 907                 ret = -EINVAL;
 908                 break;
 909         case I915_CONTEXT_PARAM_NO_ZEROMAP:
 910                 if (args->size)
 911                         ret = -EINVAL;
 912                 else if (args->value)
 913                         set_bit(UCONTEXT_NO_ZEROMAP, &ctx->user_flags);
 914                 else
 915                         clear_bit(UCONTEXT_NO_ZEROMAP, &ctx->user_flags);
 916                 break;
 917         case I915_CONTEXT_PARAM_NO_ERROR_CAPTURE:
 918                 if (args->size)
 919                         ret = -EINVAL;
 920                 else if (args->value)
 921                         i915_gem_context_set_no_error_capture(ctx);
 922                 else
 923                         i915_gem_context_clear_no_error_capture(ctx);
 924                 break;
 925         case I915_CONTEXT_PARAM_BANNABLE:
 926                 if (args->size)
 927                         ret = -EINVAL;
 928                 else if (!capable(CAP_SYS_ADMIN) && !args->value)
 929                         ret = -EPERM;
 930                 else if (args->value)
 931                         i915_gem_context_set_bannable(ctx);
 932                 else
 933                         i915_gem_context_clear_bannable(ctx);
 934                 break;
 935
 936         case I915_CONTEXT_PARAM_PRIORITY:
 937                 {
 938                         s64 priority = args->value;
 939
 940                         if (args->size)
 941                                 ret = -EINVAL;
 942                         else if (!(to_i915(dev)->caps.scheduler & I915_SCHEDULER_CAP_PRIORITY))
 943                                 ret = -ENODEV;
 944                         else if (priority > I915_CONTEXT_MAX_USER_PRIORITY ||
 945                                  priority < I915_CONTEXT_MIN_USER_PRIORITY)
 946                                 ret = -EINVAL;
 947                         else if (priority > I915_CONTEXT_DEFAULT_PRIORITY &&
 948                                  !capable(CAP_SYS_NICE))
 949                                 ret = -EPERM;
 950                         else
 951                                 ctx->sched.priority = priority;
 952                 }
 953                 break;
 954
 955         default:
 956                 ret = -EINVAL;
 957                 break;
 958         }
 959
 960         i915_gem_context_put(ctx);
 961         return ret;
 962 }
 963
 964 int i915_gem_context_reset_stats_ioctl(struct drm_device *dev,
 965                                        void *data, struct drm_file *file)
 966 {
 967         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
 968         struct drm_i915_reset_stats *args = data;
 969         struct i915_gem_context *ctx;
 970         int ret;
 971
 972         if (args->flags || args->pad)
 973                 return -EINVAL;
 974
 975         ret = -ENOENT;
 976         rcu_read_lock();
 977         ctx = __i915_gem_context_lookup_rcu(file->driver_priv, args->ctx_id);
 978         if (!ctx)
 979                 goto out;
 980
 981         /*
 982          * We opt for unserialised reads here. This may result in tearing
 983          * in the extremely unlikely event of a GPU hang on this context
 984          * as we are querying them. If we need that extra layer of protection,
 985          * we should wrap the hangstats with a seqlock.
 986          */
 987
 988         if (capable(CAP_SYS_ADMIN))
 989                 args->reset_count = i915_reset_count(&dev_priv->gpu_error);
 990         else
 991                 args->reset_count = 0;
 992
 993         args->batch_active = atomic_read(&ctx->guilty_count);
 994         args->batch_pending = atomic_read(&ctx->active_count);
 995
 996         ret = 0;
 997 out:
 998         rcu_read_unlock();
 999         return ret;
1000 }
1001
1002 int __i915_gem_context_pin_hw_id(struct i915_gem_context *ctx)
1003 {
1004         struct drm_i915_private *i915 = ctx->i915;
1005         int err = 0;
1006
1007         mutex_lock(&i915->contexts.mutex);
1008
1009         GEM_BUG_ON(i915_gem_context_is_closed(ctx));
1010
1011         if (list_empty(&ctx->hw_id_link)) {
1012                 GEM_BUG_ON(atomic_read(&ctx->hw_id_pin_count));
1013
1014                 err = assign_hw_id(i915, &ctx->hw_id);
1015                 if (err)
1016                         goto out_unlock;
1017
1018                 list_add_tail(&ctx->hw_id_link, &i915->contexts.hw_id_list);
1019         }
1020
1021         GEM_BUG_ON(atomic_read(&ctx->hw_id_pin_count) == ~0u);
1022         atomic_inc(&ctx->hw_id_pin_count);
1023
1024 out_unlock:
1025         mutex_unlock(&i915->contexts.mutex);
1026         return err;
1027 }
1028
1029 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
1030 #include "selftests/mock_context.c"
1031 #include "selftests/i915_gem_context.c"
1032 #endif