]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_request.c
Merge tag 'mips_5.12_1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mips/linux
[linux.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_request.c
1 /*
2  * Copyright © 2008-2015 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 #include <linux/dma-fence-array.h>
26 #include <linux/dma-fence-chain.h>
27 #include <linux/irq_work.h>
28 #include <linux/prefetch.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/sched/clock.h>
31 #include <linux/sched/signal.h>
32
33 #include "gem/i915_gem_context.h"
34 #include "gt/intel_breadcrumbs.h"
35 #include "gt/intel_context.h"
36 #include "gt/intel_gpu_commands.h"
37 #include "gt/intel_ring.h"
38 #include "gt/intel_rps.h"
39
40 #include "i915_active.h"
41 #include "i915_drv.h"
42 #include "i915_globals.h"
43 #include "i915_trace.h"
44 #include "intel_pm.h"
45
46 struct execute_cb {
47         struct irq_work work;
48         struct i915_sw_fence *fence;
49         void (*hook)(struct i915_request *rq, struct dma_fence *signal);
50         struct i915_request *signal;
51 };
52
53 static struct i915_global_request {
54         struct i915_global base;
55         struct kmem_cache *slab_requests;
56         struct kmem_cache *slab_execute_cbs;
57 } global;
58
59 static const char *i915_fence_get_driver_name(struct dma_fence *fence)
60 {
61         return dev_name(to_request(fence)->engine->i915->drm.dev);
62 }
63
64 static const char *i915_fence_get_timeline_name(struct dma_fence *fence)
65 {
66         const struct i915_gem_context *ctx;
67
68         /*
69          * The timeline struct (as part of the ppgtt underneath a context)
70          * may be freed when the request is no longer in use by the GPU.
71          * We could extend the life of a context to beyond that of all
72          * fences, possibly keeping the hw resource around indefinitely,
73          * or we just give them a false name. Since
74          * dma_fence_ops.get_timeline_name is a debug feature, the occasional
75          * lie seems justifiable.
76          */
77         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
78                 return "signaled";
79
80         ctx = i915_request_gem_context(to_request(fence));
81         if (!ctx)
82                 return "[" DRIVER_NAME "]";
83
84         return ctx->name;
85 }
86
87 static bool i915_fence_signaled(struct dma_fence *fence)
88 {
89         return i915_request_completed(to_request(fence));
90 }
91
92 static bool i915_fence_enable_signaling(struct dma_fence *fence)
93 {
94         return i915_request_enable_breadcrumb(to_request(fence));
95 }
96
97 static signed long i915_fence_wait(struct dma_fence *fence,
98                                    bool interruptible,
99                                    signed long timeout)
100 {
101         return i915_request_wait(to_request(fence),
102                                  interruptible | I915_WAIT_PRIORITY,
103                                  timeout);
104 }
105
106 struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void)
107 {
108         return global.slab_requests;
109 }
110
111 static void i915_fence_release(struct dma_fence *fence)
112 {
113         struct i915_request *rq = to_request(fence);
114
115         /*
116          * The request is put onto a RCU freelist (i.e. the address
117          * is immediately reused), mark the fences as being freed now.
118          * Otherwise the debugobjects for the fences are only marked as
119          * freed when the slab cache itself is freed, and so we would get
120          * caught trying to reuse dead objects.
121          */
122         i915_sw_fence_fini(&rq->submit);
123         i915_sw_fence_fini(&rq->semaphore);
124
125         /*
126          * Keep one request on each engine for reserved use under mempressure
127          *
128          * We do not hold a reference to the engine here and so have to be
129          * very careful in what rq->engine we poke. The virtual engine is
130          * referenced via the rq->context and we released that ref during
131          * i915_request_retire(), ergo we must not dereference a virtual
132          * engine here. Not that we would want to, as the only consumer of
133          * the reserved engine->request_pool is the power management parking,
134          * which must-not-fail, and that is only run on the physical engines.
135          *
136          * Since the request must have been executed to be have completed,
137          * we know that it will have been processed by the HW and will
138          * not be unsubmitted again, so rq->engine and rq->execution_mask
139          * at this point is stable. rq->execution_mask will be a single
140          * bit if the last and _only_ engine it could execution on was a
141          * physical engine, if it's multiple bits then it started on and
142          * could still be on a virtual engine. Thus if the mask is not a
143          * power-of-two we assume that rq->engine may still be a virtual
144          * engine and so a dangling invalid pointer that we cannot dereference
145          *
146          * For example, consider the flow of a bonded request through a virtual
147          * engine. The request is created with a wide engine mask (all engines
148          * that we might execute on). On processing the bond, the request mask
149          * is reduced to one or more engines. If the request is subsequently
150          * bound to a single engine, it will then be constrained to only
151          * execute on that engine and never returned to the virtual engine
152          * after timeslicing away, see __unwind_incomplete_requests(). Thus we
153          * know that if the rq->execution_mask is a single bit, rq->engine
154          * can be a physical engine with the exact corresponding mask.
155          */
156         if (is_power_of_2(rq->execution_mask) &&
157             !cmpxchg(&rq->engine->request_pool, NULL, rq))
158                 return;
159
160         kmem_cache_free(global.slab_requests, rq);
161 }
162
163 const struct dma_fence_ops i915_fence_ops = {
164         .get_driver_name = i915_fence_get_driver_name,
165         .get_timeline_name = i915_fence_get_timeline_name,
166         .enable_signaling = i915_fence_enable_signaling,
167         .signaled = i915_fence_signaled,
168         .wait = i915_fence_wait,
169         .release = i915_fence_release,
170 };
171
172 static void irq_execute_cb(struct irq_work *wrk)
173 {
174         struct execute_cb *cb = container_of(wrk, typeof(*cb), work);
175
176         i915_sw_fence_complete(cb->fence);
177         kmem_cache_free(global.slab_execute_cbs, cb);
178 }
179
180 static void irq_execute_cb_hook(struct irq_work *wrk)
181 {
182         struct execute_cb *cb = container_of(wrk, typeof(*cb), work);
183
184         cb->hook(container_of(cb->fence, struct i915_request, submit),
185                  &cb->signal->fence);
186         i915_request_put(cb->signal);
187
188         irq_execute_cb(wrk);
189 }
190
191 static __always_inline void
192 __notify_execute_cb(struct i915_request *rq, bool (*fn)(struct irq_work *wrk))
193 {
194         struct execute_cb *cb, *cn;
195
196         if (llist_empty(&rq->execute_cb))
197                 return;
198
199         llist_for_each_entry_safe(cb, cn,
200                                   llist_del_all(&rq->execute_cb),
201                                   work.node.llist)
202                 fn(&cb->work);
203 }
204
205 static void __notify_execute_cb_irq(struct i915_request *rq)
206 {
207         __notify_execute_cb(rq, irq_work_queue);
208 }
209
210 static bool irq_work_imm(struct irq_work *wrk)
211 {
212         wrk->func(wrk);
213         return false;
214 }
215
216 static void __notify_execute_cb_imm(struct i915_request *rq)
217 {
218         __notify_execute_cb(rq, irq_work_imm);
219 }
220
221 static void free_capture_list(struct i915_request *request)
222 {
223         struct i915_capture_list *capture;
224
225         capture = fetch_and_zero(&request->capture_list);
226         while (capture) {
227                 struct i915_capture_list *next = capture->next;
228
229                 kfree(capture);
230                 capture = next;
231         }
232 }
233
234 static void __i915_request_fill(struct i915_request *rq, u8 val)
235 {
236         void *vaddr = rq->ring->vaddr;
237         u32 head;
238
239         head = rq->infix;
240         if (rq->postfix < head) {
241                 memset(vaddr + head, val, rq->ring->size - head);
242                 head = 0;
243         }
244         memset(vaddr + head, val, rq->postfix - head);
245 }
246
247 static void remove_from_engine(struct i915_request *rq)
248 {
249         struct intel_engine_cs *engine, *locked;
250
251         /*
252          * Virtual engines complicate acquiring the engine timeline lock,
253          * as their rq->engine pointer is not stable until under that
254          * engine lock. The simple ploy we use is to take the lock then
255          * check that the rq still belongs to the newly locked engine.
256          */
257         locked = READ_ONCE(rq->engine);
258         spin_lock_irq(&locked->active.lock);
259         while (unlikely(locked != (engine = READ_ONCE(rq->engine)))) {
260                 spin_unlock(&locked->active.lock);
261                 spin_lock(&engine->active.lock);
262                 locked = engine;
263         }
264         list_del_init(&rq->sched.link);
265
266         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &rq->fence.flags);
267         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_HOLD, &rq->fence.flags);
268
269         /* Prevent further __await_execution() registering a cb, then flush */
270         set_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &rq->fence.flags);
271
272         spin_unlock_irq(&locked->active.lock);
273
274         __notify_execute_cb_imm(rq);
275 }
276
277 bool i915_request_retire(struct i915_request *rq)
278 {
279         if (!__i915_request_is_complete(rq))
280                 return false;
281
282         RQ_TRACE(rq, "\n");
283
284         GEM_BUG_ON(!i915_sw_fence_signaled(&rq->submit));
285         trace_i915_request_retire(rq);
286         i915_request_mark_complete(rq);
287
288         /*
289          * We know the GPU must have read the request to have
290          * sent us the seqno + interrupt, so use the position
291          * of tail of the request to update the last known position
292          * of the GPU head.
293          *
294          * Note this requires that we are always called in request
295          * completion order.
296          */
297         GEM_BUG_ON(!list_is_first(&rq->link,
298                                   &i915_request_timeline(rq)->requests));
299         if (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_DEBUG_GEM))
300                 /* Poison before we release our space in the ring */
301                 __i915_request_fill(rq, POISON_FREE);
302         rq->ring->head = rq->postfix;
303
304         if (!i915_request_signaled(rq)) {
305                 spin_lock_irq(&rq->lock);
306                 dma_fence_signal_locked(&rq->fence);
307                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
308         }
309
310         if (test_and_set_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags))
311                 atomic_dec(&rq->engine->gt->rps.num_waiters);
312
313         /*
314          * We only loosely track inflight requests across preemption,
315          * and so we may find ourselves attempting to retire a _completed_
316          * request that we have removed from the HW and put back on a run
317          * queue.
318          *
319          * As we set I915_FENCE_FLAG_ACTIVE on the request, this should be
320          * after removing the breadcrumb and signaling it, so that we do not
321          * inadvertently attach the breadcrumb to a completed request.
322          */
323         if (!list_empty(&rq->sched.link))
324                 remove_from_engine(rq);
325         GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));
326
327         __list_del_entry(&rq->link); /* poison neither prev/next (RCU walks) */
328
329         intel_context_exit(rq->context);
330         intel_context_unpin(rq->context);
331
332         free_capture_list(rq);
333         i915_sched_node_fini(&rq->sched);
334         i915_request_put(rq);
335
336         return true;
337 }
338
339 void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq)
340 {
341         struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
342         struct i915_request *tmp;
343
344         RQ_TRACE(rq, "\n");
345         GEM_BUG_ON(!__i915_request_is_complete(rq));
346
347         do {
348                 tmp = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*tmp), link);
349         } while (i915_request_retire(tmp) && tmp != rq);
350 }
351
352 static struct i915_request * const *
353 __engine_active(struct intel_engine_cs *engine)
354 {
355         return READ_ONCE(engine->execlists.active);
356 }
357
358 static bool __request_in_flight(const struct i915_request *signal)
359 {
360         struct i915_request * const *port, *rq;
361         bool inflight = false;
362
363         if (!i915_request_is_ready(signal))
364                 return false;
365
366         /*
367          * Even if we have unwound the request, it may still be on
368          * the GPU (preempt-to-busy). If that request is inside an
369          * unpreemptible critical section, it will not be removed. Some
370          * GPU functions may even be stuck waiting for the paired request
371          * (__await_execution) to be submitted and cannot be preempted
372          * until the bond is executing.
373          *
374          * As we know that there are always preemption points between
375          * requests, we know that only the currently executing request
376          * may be still active even though we have cleared the flag.
377          * However, we can't rely on our tracking of ELSP[0] to know
378          * which request is currently active and so maybe stuck, as
379          * the tracking maybe an event behind. Instead assume that
380          * if the context is still inflight, then it is still active
381          * even if the active flag has been cleared.
382          *
383          * To further complicate matters, if there a pending promotion, the HW
384          * may either perform a context switch to the second inflight execlists,
385          * or it may switch to the pending set of execlists. In the case of the
386          * latter, it may send the ACK and we process the event copying the
387          * pending[] over top of inflight[], _overwriting_ our *active. Since
388          * this implies the HW is arbitrating and not struck in *active, we do
389          * not worry about complete accuracy, but we do require no read/write
390          * tearing of the pointer [the read of the pointer must be valid, even
391          * as the array is being overwritten, for which we require the writes
392          * to avoid tearing.]
393          *
394          * Note that the read of *execlists->active may race with the promotion
395          * of execlists->pending[] to execlists->inflight[], overwritting
396          * the value at *execlists->active. This is fine. The promotion implies
397          * that we received an ACK from the HW, and so the context is not
398          * stuck -- if we do not see ourselves in *active, the inflight status
399          * is valid. If instead we see ourselves being copied into *active,
400          * we are inflight and may signal the callback.
401          */
402         if (!intel_context_inflight(signal->context))
403                 return false;
404
405         rcu_read_lock();
406         for (port = __engine_active(signal->engine);
407              (rq = READ_ONCE(*port)); /* may race with promotion of pending[] */
408              port++) {
409                 if (rq->context == signal->context) {
410                         inflight = i915_seqno_passed(rq->fence.seqno,
411                                                      signal->fence.seqno);
412                         break;
413                 }
414         }
415         rcu_read_unlock();
416
417         return inflight;
418 }
419
420 static int
421 __await_execution(struct i915_request *rq,
422                   struct i915_request *signal,
423                   void (*hook)(struct i915_request *rq,
424                                struct dma_fence *signal),
425                   gfp_t gfp)
426 {
427         struct execute_cb *cb;
428
429         if (i915_request_is_active(signal)) {
430                 if (hook)
431                         hook(rq, &signal->fence);
432                 return 0;
433         }
434
435         cb = kmem_cache_alloc(global.slab_execute_cbs, gfp);
436         if (!cb)
437                 return -ENOMEM;
438
439         cb->fence = &rq->submit;
440         i915_sw_fence_await(cb->fence);
441         init_irq_work(&cb->work, irq_execute_cb);
442
443         if (hook) {
444                 cb->hook = hook;
445                 cb->signal = i915_request_get(signal);
446                 cb->work.func = irq_execute_cb_hook;
447         }
448
449         /*
450          * Register the callback first, then see if the signaler is already
451          * active. This ensures that if we race with the
452          * __notify_execute_cb from i915_request_submit() and we are not
453          * included in that list, we get a second bite of the cherry and
454          * execute it ourselves. After this point, a future
455          * i915_request_submit() will notify us.
456          *
457          * In i915_request_retire() we set the ACTIVE bit on a completed
458          * request (then flush the execute_cb). So by registering the
459          * callback first, then checking the ACTIVE bit, we serialise with
460          * the completed/retired request.
461          */
462         if (llist_add(&cb->work.node.llist, &signal->execute_cb)) {
463                 if (i915_request_is_active(signal) ||
464                     __request_in_flight(signal))
465                         __notify_execute_cb_imm(signal);
466         }
467
468         return 0;
469 }
470
471 static bool fatal_error(int error)
472 {
473         switch (error) {
474         case 0: /* not an error! */
475         case -EAGAIN: /* innocent victim of a GT reset (__i915_request_reset) */
476         case -ETIMEDOUT: /* waiting for Godot (timer_i915_sw_fence_wake) */
477                 return false;
478         default:
479                 return true;
480         }
481 }
482
483 void __i915_request_skip(struct i915_request *rq)
484 {
485         GEM_BUG_ON(!fatal_error(rq->fence.error));
486
487         if (rq->infix == rq->postfix)
488                 return;
489
490         RQ_TRACE(rq, "error: %d\n", rq->fence.error);
491
492         /*
493          * As this request likely depends on state from the lost
494          * context, clear out all the user operations leaving the
495          * breadcrumb at the end (so we get the fence notifications).
496          */
497         __i915_request_fill(rq, 0);
498         rq->infix = rq->postfix;
499 }
500
501 void i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error)
502 {
503         int old;
504
505         GEM_BUG_ON(!IS_ERR_VALUE((long)error));
506
507         if (i915_request_signaled(rq))
508                 return;
509
510         old = READ_ONCE(rq->fence.error);
511         do {
512                 if (fatal_error(old))
513                         return;
514         } while (!try_cmpxchg(&rq->fence.error, &old, error));
515 }
516
517 void i915_request_mark_eio(struct i915_request *rq)
518 {
519         if (__i915_request_is_complete(rq))
520                 return;
521
522         GEM_BUG_ON(i915_request_signaled(rq));
523
524         i915_request_set_error_once(rq, -EIO);
525         i915_request_mark_complete(rq);
526 }
527
528 bool __i915_request_submit(struct i915_request *request)
529 {
530         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
531         bool result = false;
532
533         RQ_TRACE(request, "\n");
534
535         GEM_BUG_ON(!irqs_disabled());
536         lockdep_assert_held(&engine->active.lock);
537
538         /*
539          * With the advent of preempt-to-busy, we frequently encounter
540          * requests that we have unsubmitted from HW, but left running
541          * until the next ack and so have completed in the meantime. On
542          * resubmission of that completed request, we can skip
543          * updating the payload, and execlists can even skip submitting
544          * the request.
545          *
546          * We must remove the request from the caller's priority queue,
547          * and the caller must only call us when the request is in their
548          * priority queue, under the active.lock. This ensures that the
549          * request has *not* yet been retired and we can safely move
550          * the request into the engine->active.list where it will be
551          * dropped upon retiring. (Otherwise if resubmit a *retired*
552          * request, this would be a horrible use-after-free.)
553          */
554         if (__i915_request_is_complete(request)) {
555                 list_del_init(&request->sched.link);
556                 goto active;
557         }
558
559         if (unlikely(intel_context_is_banned(request->context)))
560                 i915_request_set_error_once(request, -EIO);
561
562         if (unlikely(fatal_error(request->fence.error)))
563                 __i915_request_skip(request);
564
565         /*
566          * Are we using semaphores when the gpu is already saturated?
567          *
568          * Using semaphores incurs a cost in having the GPU poll a
569          * memory location, busywaiting for it to change. The continual
570          * memory reads can have a noticeable impact on the rest of the
571          * system with the extra bus traffic, stalling the cpu as it too
572          * tries to access memory across the bus (perf stat -e bus-cycles).
573          *
574          * If we installed a semaphore on this request and we only submit
575          * the request after the signaler completed, that indicates the
576          * system is overloaded and using semaphores at this time only
577          * increases the amount of work we are doing. If so, we disable
578          * further use of semaphores until we are idle again, whence we
579          * optimistically try again.
580          */
581         if (request->sched.semaphores &&
582             i915_sw_fence_signaled(&request->semaphore))
583                 engine->saturated |= request->sched.semaphores;
584
585         engine->emit_fini_breadcrumb(request,
586                                      request->ring->vaddr + request->postfix);
587
588         trace_i915_request_execute(request);
589         engine->serial++;
590         result = true;
591
592         GEM_BUG_ON(test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
593         list_move_tail(&request->sched.link, &engine->active.requests);
594 active:
595         clear_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &request->fence.flags);
596         set_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);
597
598         /*
599          * XXX Rollback bonded-execution on __i915_request_unsubmit()?
600          *
601          * In the future, perhaps when we have an active time-slicing scheduler,
602          * it will be interesting to unsubmit parallel execution and remove
603          * busywaits from the GPU until their master is restarted. This is
604          * quite hairy, we have to carefully rollback the fence and do a
605          * preempt-to-idle cycle on the target engine, all the while the
606          * master execute_cb may refire.
607          */
608         __notify_execute_cb_irq(request);
609
610         /* We may be recursing from the signal callback of another i915 fence */
611         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
612                 i915_request_enable_breadcrumb(request);
613
614         return result;
615 }
616
617 void i915_request_submit(struct i915_request *request)
618 {
619         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
620         unsigned long flags;
621
622         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
623         spin_lock_irqsave(&engine->active.lock, flags);
624
625         __i915_request_submit(request);
626
627         spin_unlock_irqrestore(&engine->active.lock, flags);
628 }
629
630 void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
631 {
632         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
633
634         /*
635          * Only unwind in reverse order, required so that the per-context list
636          * is kept in seqno/ring order.
637          */
638         RQ_TRACE(request, "\n");
639
640         GEM_BUG_ON(!irqs_disabled());
641         lockdep_assert_held(&engine->active.lock);
642
643         /*
644          * Before we remove this breadcrumb from the signal list, we have
645          * to ensure that a concurrent dma_fence_enable_signaling() does not
646          * attach itself. We first mark the request as no longer active and
647          * make sure that is visible to other cores, and then remove the
648          * breadcrumb if attached.
649          */
650         GEM_BUG_ON(!test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
651         clear_bit_unlock(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);
652         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
653                 i915_request_cancel_breadcrumb(request);
654
655         /* We've already spun, don't charge on resubmitting. */
656         if (request->sched.semaphores && __i915_request_has_started(request))
657                 request->sched.semaphores = 0;
658
659         /*
660          * We don't need to wake_up any waiters on request->execute, they
661          * will get woken by any other event or us re-adding this request
662          * to the engine timeline (__i915_request_submit()). The waiters
663          * should be quite adapt at finding that the request now has a new
664          * global_seqno to the one they went to sleep on.
665          */
666 }
667
668 void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
669 {
670         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
671         unsigned long flags;
672
673         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
674         spin_lock_irqsave(&engine->active.lock, flags);
675
676         __i915_request_unsubmit(request);
677
678         spin_unlock_irqrestore(&engine->active.lock, flags);
679 }
680
681 static int __i915_sw_fence_call
682 submit_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
683 {
684         struct i915_request *request =
685                 container_of(fence, typeof(*request), submit);
686
687         switch (state) {
688         case FENCE_COMPLETE:
689                 trace_i915_request_submit(request);
690
691                 if (unlikely(fence->error))
692                         i915_request_set_error_once(request, fence->error);
693
694                 /*
695                  * We need to serialize use of the submit_request() callback
696                  * with its hotplugging performed during an emergency
697                  * i915_gem_set_wedged().  We use the RCU mechanism to mark the
698                  * critical section in order to force i915_gem_set_wedged() to
699                  * wait until the submit_request() is completed before
700                  * proceeding.
701                  */
702                 rcu_read_lock();
703                 request->engine->submit_request(request);
704                 rcu_read_unlock();
705                 break;
706
707         case FENCE_FREE:
708                 i915_request_put(request);
709                 break;
710         }
711
712         return NOTIFY_DONE;
713 }
714
715 static int __i915_sw_fence_call
716 semaphore_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
717 {
718         struct i915_request *rq = container_of(fence, typeof(*rq), semaphore);
719
720         switch (state) {
721         case FENCE_COMPLETE:
722                 break;
723
724         case FENCE_FREE:
725                 i915_request_put(rq);
726                 break;
727         }
728
729         return NOTIFY_DONE;
730 }
731
732 static void retire_requests(struct intel_timeline *tl)
733 {
734         struct i915_request *rq, *rn;
735
736         list_for_each_entry_safe(rq, rn, &tl->requests, link)
737                 if (!i915_request_retire(rq))
738                         break;
739 }
740
741 static noinline struct i915_request *
742 request_alloc_slow(struct intel_timeline *tl,
743                    struct i915_request **rsvd,
744                    gfp_t gfp)
745 {
746         struct i915_request *rq;
747
748         /* If we cannot wait, dip into our reserves */
749         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp)) {
750                 rq = xchg(rsvd, NULL);
751                 if (!rq) /* Use the normal failure path for one final WARN */
752                         goto out;
753
754                 return rq;
755         }
756
757         if (list_empty(&tl->requests))
758                 goto out;
759
760         /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
761         rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
762         i915_request_retire(rq);
763
764         rq = kmem_cache_alloc(global.slab_requests,
765                               gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
766         if (rq)
767                 return rq;
768
769         /* Ratelimit ourselves to prevent oom from malicious clients */
770         rq = list_last_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
771         cond_synchronize_rcu(rq->rcustate);
772
773         /* Retire our old requests in the hope that we free some */
774         retire_requests(tl);
775
776 out:
777         return kmem_cache_alloc(global.slab_requests, gfp);
778 }
779
780 static void __i915_request_ctor(void *arg)
781 {
782         struct i915_request *rq = arg;
783
784         spin_lock_init(&rq->lock);
785         i915_sched_node_init(&rq->sched);
786         i915_sw_fence_init(&rq->submit, submit_notify);
787         i915_sw_fence_init(&rq->semaphore, semaphore_notify);
788
789         dma_fence_init(&rq->fence, &i915_fence_ops, &rq->lock, 0, 0);
790
791         rq->capture_list = NULL;
792
793         init_llist_head(&rq->execute_cb);
794 }
795
796 struct i915_request *
797 __i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp)
798 {
799         struct intel_timeline *tl = ce->timeline;
800         struct i915_request *rq;
801         u32 seqno;
802         int ret;
803
804         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(gfp));
805
806         /* Check that the caller provided an already pinned context */
807         __intel_context_pin(ce);
808
809         /*
810          * Beware: Dragons be flying overhead.
811          *
812          * We use RCU to look up requests in flight. The lookups may
813          * race with the request being allocated from the slab freelist.
814          * That is the request we are writing to here, may be in the process
815          * of being read by __i915_active_request_get_rcu(). As such,
816          * we have to be very careful when overwriting the contents. During
817          * the RCU lookup, we change chase the request->engine pointer,
818          * read the request->global_seqno and increment the reference count.
819          *
820          * The reference count is incremented atomically. If it is zero,
821          * the lookup knows the request is unallocated and complete. Otherwise,
822          * it is either still in use, or has been reallocated and reset
823          * with dma_fence_init(). This increment is safe for release as we
824          * check that the request we have a reference to and matches the active
825          * request.
826          *
827          * Before we increment the refcount, we chase the request->engine
828          * pointer. We must not call kmem_cache_zalloc() or else we set
829          * that pointer to NULL and cause a crash during the lookup. If
830          * we see the request is completed (based on the value of the
831          * old engine and seqno), the lookup is complete and reports NULL.
832          * If we decide the request is not completed (new engine or seqno),
833          * then we grab a reference and double check that it is still the
834          * active request - which it won't be and restart the lookup.
835          *
836          * Do not use kmem_cache_zalloc() here!
837          */
838         rq = kmem_cache_alloc(global.slab_requests,
839                               gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
840         if (unlikely(!rq)) {
841                 rq = request_alloc_slow(tl, &ce->engine->request_pool, gfp);
842                 if (!rq) {
843                         ret = -ENOMEM;
844                         goto err_unreserve;
845                 }
846         }
847
848         rq->context = ce;
849         rq->engine = ce->engine;
850         rq->ring = ce->ring;
851         rq->execution_mask = ce->engine->mask;
852
853         kref_init(&rq->fence.refcount);
854         rq->fence.flags = 0;
855         rq->fence.error = 0;
856         INIT_LIST_HEAD(&rq->fence.cb_list);
857
858         ret = intel_timeline_get_seqno(tl, rq, &seqno);
859         if (ret)
860                 goto err_free;
861
862         rq->fence.context = tl->fence_context;
863         rq->fence.seqno = seqno;
864
865         RCU_INIT_POINTER(rq->timeline, tl);
866         RCU_INIT_POINTER(rq->hwsp_cacheline, tl->hwsp_cacheline);
867         rq->hwsp_seqno = tl->hwsp_seqno;
868         GEM_BUG_ON(__i915_request_is_complete(rq));
869
870         rq->rcustate = get_state_synchronize_rcu(); /* acts as smp_mb() */
871
872         /* We bump the ref for the fence chain */
873         i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->submit);
874         i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->semaphore);
875
876         i915_sched_node_reinit(&rq->sched);
877
878         /* No zalloc, everything must be cleared after use */
879         rq->batch = NULL;
880         GEM_BUG_ON(rq->capture_list);
881         GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));
882
883         /*
884          * Reserve space in the ring buffer for all the commands required to
885          * eventually emit this request. This is to guarantee that the
886          * i915_request_add() call can't fail. Note that the reserve may need
887          * to be redone if the request is not actually submitted straight
888          * away, e.g. because a GPU scheduler has deferred it.
889          *
890          * Note that due to how we add reserved_space to intel_ring_begin()
891          * we need to double our request to ensure that if we need to wrap
892          * around inside i915_request_add() there is sufficient space at
893          * the beginning of the ring as well.
894          */
895         rq->reserved_space =
896                 2 * rq->engine->emit_fini_breadcrumb_dw * sizeof(u32);
897
898         /*
899          * Record the position of the start of the request so that
900          * should we detect the updated seqno part-way through the
901          * GPU processing the request, we never over-estimate the
902          * position of the head.
903          */
904         rq->head = rq->ring->emit;
905
906         ret = rq->engine->request_alloc(rq);
907         if (ret)
908                 goto err_unwind;
909
910         rq->infix = rq->ring->emit; /* end of header; start of user payload */
911
912         intel_context_mark_active(ce);
913         list_add_tail_rcu(&rq->link, &tl->requests);
914
915         return rq;
916
917 err_unwind:
918         ce->ring->emit = rq->head;
919
920         /* Make sure we didn't add ourselves to external state before freeing */
921         GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.signalers_list));
922         GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.waiters_list));
923
924 err_free:
925         kmem_cache_free(global.slab_requests, rq);
926 err_unreserve:
927         intel_context_unpin(ce);
928         return ERR_PTR(ret);
929 }
930
931 struct i915_request *
932 i915_request_create(struct intel_context *ce)
933 {
934         struct i915_request *rq;
935         struct intel_timeline *tl;
936
937         tl = intel_context_timeline_lock(ce);
938         if (IS_ERR(tl))
939                 return ERR_CAST(tl);
940
941         /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
942         rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
943         if (!list_is_last(&rq->link, &tl->requests))
944                 i915_request_retire(rq);
945
946         intel_context_enter(ce);
947         rq = __i915_request_create(ce, GFP_KERNEL);
948         intel_context_exit(ce); /* active reference transferred to request */
949         if (IS_ERR(rq))
950                 goto err_unlock;
951
952         /* Check that we do not interrupt ourselves with a new request */
953         rq->cookie = lockdep_pin_lock(&tl->mutex);
954
955         return rq;
956
957 err_unlock:
958         intel_context_timeline_unlock(tl);
959         return rq;
960 }
961
962 static int
963 i915_request_await_start(struct i915_request *rq, struct i915_request *signal)
964 {
965         struct dma_fence *fence;
966         int err;
967
968         if (i915_request_timeline(rq) == rcu_access_pointer(signal->timeline))
969                 return 0;
970
971         if (i915_request_started(signal))
972                 return 0;
973
974         /*
975          * The caller holds a reference on @signal, but we do not serialise
976          * against it being retired and removed from the lists.
977          *
978          * We do not hold a reference to the request before @signal, and
979          * so must be very careful to ensure that it is not _recycled_ as
980          * we follow the link backwards.
981          */
982         fence = NULL;
983         rcu_read_lock();
984         do {
985                 struct list_head *pos = READ_ONCE(signal->link.prev);
986                 struct i915_request *prev;
987
988                 /* Confirm signal has not been retired, the link is valid */
989                 if (unlikely(__i915_request_has_started(signal)))
990                         break;
991
992                 /* Is signal the earliest request on its timeline? */
993                 if (pos == &rcu_dereference(signal->timeline)->requests)
994                         break;
995
996                 /*
997                  * Peek at the request before us in the timeline. That
998                  * request will only be valid before it is retired, so
999                  * after acquiring a reference to it, confirm that it is
1000                  * still part of the signaler's timeline.
1001                  */
1002                 prev = list_entry(pos, typeof(*prev), link);
1003                 if (!i915_request_get_rcu(prev))
1004                         break;
1005
1006                 /* After the strong barrier, confirm prev is still attached */
1007                 if (unlikely(READ_ONCE(prev->link.next) != &signal->link)) {
1008                         i915_request_put(prev);
1009                         break;
1010                 }
1011
1012                 fence = &prev->fence;
1013         } while (0);
1014         rcu_read_unlock();
1015         if (!fence)
1016                 return 0;
1017
1018         err = 0;
1019         if (!intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq), fence))
1020                 err = i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
1021                                                     fence, 0,
1022                                                     I915_FENCE_GFP);
1023         dma_fence_put(fence);
1024
1025         return err;
1026 }
1027
1028 static intel_engine_mask_t
1029 already_busywaiting(struct i915_request *rq)
1030 {
1031         /*
1032          * Polling a semaphore causes bus traffic, delaying other users of
1033          * both the GPU and CPU. We want to limit the impact on others,
1034          * while taking advantage of early submission to reduce GPU
1035          * latency. Therefore we restrict ourselves to not using more
1036          * than one semaphore from each source, and not using a semaphore
1037          * if we have detected the engine is saturated (i.e. would not be
1038          * submitted early and cause bus traffic reading an already passed
1039          * semaphore).
1040          *
1041          * See the are-we-too-late? check in __i915_request_submit().
1042          */
1043         return rq->sched.semaphores | READ_ONCE(rq->engine->saturated);
1044 }
1045
1046 static int
1047 __emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
1048                       struct i915_request *from,
1049                       u32 seqno)
1050 {
1051         const int has_token = INTEL_GEN(to->engine->i915) >= 12;
1052         u32 hwsp_offset;
1053         int len, err;
1054         u32 *cs;
1055
1056         GEM_BUG_ON(INTEL_GEN(to->engine->i915) < 8);
1057         GEM_BUG_ON(i915_request_has_initial_breadcrumb(to));
1058
1059         /* We need to pin the signaler's HWSP until we are finished reading. */
1060         err = intel_timeline_read_hwsp(from, to, &hwsp_offset);
1061         if (err)
1062                 return err;
1063
1064         len = 4;
1065         if (has_token)
1066                 len += 2;
1067
1068         cs = intel_ring_begin(to, len);
1069         if (IS_ERR(cs))
1070                 return PTR_ERR(cs);
1071
1072         /*
1073          * Using greater-than-or-equal here means we have to worry
1074          * about seqno wraparound. To side step that issue, we swap
1075          * the timeline HWSP upon wrapping, so that everyone listening
1076          * for the old (pre-wrap) values do not see the much smaller
1077          * (post-wrap) values than they were expecting (and so wait
1078          * forever).
1079          */
1080         *cs++ = (MI_SEMAPHORE_WAIT |
1081                  MI_SEMAPHORE_GLOBAL_GTT |
1082                  MI_SEMAPHORE_POLL |
1083                  MI_SEMAPHORE_SAD_GTE_SDD) +
1084                 has_token;
1085         *cs++ = seqno;
1086         *cs++ = hwsp_offset;
1087         *cs++ = 0;
1088         if (has_token) {
1089                 *cs++ = 0;
1090                 *cs++ = MI_NOOP;
1091         }
1092
1093         intel_ring_advance(to, cs);
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static int
1098 emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
1099                     struct i915_request *from,
1100                     gfp_t gfp)
1101 {
1102         const intel_engine_mask_t mask = READ_ONCE(from->engine)->mask;
1103         struct i915_sw_fence *wait = &to->submit;
1104
1105         if (!intel_context_use_semaphores(to->context))
1106                 goto await_fence;
1107
1108         if (i915_request_has_initial_breadcrumb(to))
1109                 goto await_fence;
1110
1111         if (!rcu_access_pointer(from->hwsp_cacheline))
1112                 goto await_fence;
1113
1114         /*
1115          * If this or its dependents are waiting on an external fence
1116          * that may fail catastrophically, then we want to avoid using
1117          * sempahores as they bypass the fence signaling metadata, and we
1118          * lose the fence->error propagation.
1119          */
1120         if (from->sched.flags & I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN)
1121                 goto await_fence;
1122
1123         /* Just emit the first semaphore we see as request space is limited. */
1124         if (already_busywaiting(to) & mask)
1125                 goto await_fence;
1126
1127         if (i915_request_await_start(to, from) < 0)
1128                 goto await_fence;
1129
1130         /* Only submit our spinner after the signaler is running! */
1131         if (__await_execution(to, from, NULL, gfp))
1132                 goto await_fence;
1133
1134         if (__emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno))
1135                 goto await_fence;
1136
1137         to->sched.semaphores |= mask;
1138         wait = &to->semaphore;
1139
1140 await_fence:
1141         return i915_sw_fence_await_dma_fence(wait,
1142                                              &from->fence, 0,
1143                                              I915_FENCE_GFP);
1144 }
1145
1146 static bool intel_timeline_sync_has_start(struct intel_timeline *tl,
1147                                           struct dma_fence *fence)
1148 {
1149         return __intel_timeline_sync_is_later(tl,
1150                                               fence->context,
1151                                               fence->seqno - 1);
1152 }
1153
1154 static int intel_timeline_sync_set_start(struct intel_timeline *tl,
1155                                          const struct dma_fence *fence)
1156 {
1157         return __intel_timeline_sync_set(tl, fence->context, fence->seqno - 1);
1158 }
1159
1160 static int
1161 __i915_request_await_execution(struct i915_request *to,
1162                                struct i915_request *from,
1163                                void (*hook)(struct i915_request *rq,
1164                                             struct dma_fence *signal))
1165 {
1166         int err;
1167
1168         GEM_BUG_ON(intel_context_is_barrier(from->context));
1169
1170         /* Submit both requests at the same time */
1171         err = __await_execution(to, from, hook, I915_FENCE_GFP);
1172         if (err)
1173                 return err;
1174
1175         /* Squash repeated depenendices to the same timelines */
1176         if (intel_timeline_sync_has_start(i915_request_timeline(to),
1177                                           &from->fence))
1178                 return 0;
1179
1180         /*
1181          * Wait until the start of this request.
1182          *
1183          * The execution cb fires when we submit the request to HW. But in
1184          * many cases this may be long before the request itself is ready to
1185          * run (consider that we submit 2 requests for the same context, where
1186          * the request of interest is behind an indefinite spinner). So we hook
1187          * up to both to reduce our queues and keep the execution lag minimised
1188          * in the worst case, though we hope that the await_start is elided.
1189          */
1190         err = i915_request_await_start(to, from);
1191         if (err < 0)
1192                 return err;
1193
1194         /*
1195          * Ensure both start together [after all semaphores in signal]
1196          *
1197          * Now that we are queued to the HW at roughly the same time (thanks
1198          * to the execute cb) and are ready to run at roughly the same time
1199          * (thanks to the await start), our signaler may still be indefinitely
1200          * delayed by waiting on a semaphore from a remote engine. If our
1201          * signaler depends on a semaphore, so indirectly do we, and we do not
1202          * want to start our payload until our signaler also starts theirs.
1203          * So we wait.
1204          *
1205          * However, there is also a second condition for which we need to wait
1206          * for the precise start of the signaler. Consider that the signaler
1207          * was submitted in a chain of requests following another context
1208          * (with just an ordinary intra-engine fence dependency between the
1209          * two). In this case the signaler is queued to HW, but not for
1210          * immediate execution, and so we must wait until it reaches the
1211          * active slot.
1212          */
1213         if (intel_engine_has_semaphores(to->engine) &&
1214             !i915_request_has_initial_breadcrumb(to)) {
1215                 err = __emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno - 1);
1216                 if (err < 0)
1217                         return err;
1218         }
1219
1220         /* Couple the dependency tree for PI on this exposed to->fence */
1221         if (to->engine->schedule) {
1222                 err = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
1223                                                      &from->sched,
1224                                                      I915_DEPENDENCY_WEAK);
1225                 if (err < 0)
1226                         return err;
1227         }
1228
1229         return intel_timeline_sync_set_start(i915_request_timeline(to),
1230                                              &from->fence);
1231 }
1232
1233 static void mark_external(struct i915_request *rq)
1234 {
1235         /*
1236          * The downside of using semaphores is that we lose metadata passing
1237          * along the signaling chain. This is particularly nasty when we
1238          * need to pass along a fatal error such as EFAULT or EDEADLK. For
1239          * fatal errors we want to scrub the request before it is executed,
1240          * which means that we cannot preload the request onto HW and have
1241          * it wait upon a semaphore.
1242          */
1243         rq->sched.flags |= I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN;
1244 }
1245
1246 static int
1247 __i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1248 {
1249         mark_external(rq);
1250         return i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit, fence,
1251                                              i915_fence_context_timeout(rq->engine->i915,
1252                                                                         fence->context),
1253                                              I915_FENCE_GFP);
1254 }
1255
1256 static int
1257 i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1258 {
1259         struct dma_fence *iter;
1260         int err = 0;
1261
1262         if (!to_dma_fence_chain(fence))
1263                 return __i915_request_await_external(rq, fence);
1264
1265         dma_fence_chain_for_each(iter, fence) {
1266                 struct dma_fence_chain *chain = to_dma_fence_chain(iter);
1267
1268                 if (!dma_fence_is_i915(chain->fence)) {
1269                         err = __i915_request_await_external(rq, iter);
1270                         break;
1271                 }
1272
1273                 err = i915_request_await_dma_fence(rq, chain->fence);
1274                 if (err < 0)
1275                         break;
1276         }
1277
1278         dma_fence_put(iter);
1279         return err;
1280 }
1281
1282 int
1283 i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
1284                              struct dma_fence *fence,
1285                              void (*hook)(struct i915_request *rq,
1286                                           struct dma_fence *signal))
1287 {
1288         struct dma_fence **child = &fence;
1289         unsigned int nchild = 1;
1290         int ret;
1291
1292         if (dma_fence_is_array(fence)) {
1293                 struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);
1294
1295                 /* XXX Error for signal-on-any fence arrays */
1296
1297                 child = array->fences;
1298                 nchild = array->num_fences;
1299                 GEM_BUG_ON(!nchild);
1300         }
1301
1302         do {
1303                 fence = *child++;
1304                 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags)) {
1305                         i915_sw_fence_set_error_once(&rq->submit, fence->error);
1306                         continue;
1307                 }
1308
1309                 if (fence->context == rq->fence.context)
1310                         continue;
1311
1312                 /*
1313                  * We don't squash repeated fence dependencies here as we
1314                  * want to run our callback in all cases.
1315                  */
1316
1317                 if (dma_fence_is_i915(fence))
1318                         ret = __i915_request_await_execution(rq,
1319                                                              to_request(fence),
1320                                                              hook);
1321                 else
1322                         ret = i915_request_await_external(rq, fence);
1323                 if (ret < 0)
1324                         return ret;
1325         } while (--nchild);
1326
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 static int
1331 await_request_submit(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
1332 {
1333         /*
1334          * If we are waiting on a virtual engine, then it may be
1335          * constrained to execute on a single engine *prior* to submission.
1336          * When it is submitted, it will be first submitted to the virtual
1337          * engine and then passed to the physical engine. We cannot allow
1338          * the waiter to be submitted immediately to the physical engine
1339          * as it may then bypass the virtual request.
1340          */
1341         if (to->engine == READ_ONCE(from->engine))
1342                 return i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&to->submit,
1343                                                         &from->submit,
1344                                                         I915_FENCE_GFP);
1345         else
1346                 return __i915_request_await_execution(to, from, NULL);
1347 }
1348
1349 static int
1350 i915_request_await_request(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
1351 {
1352         int ret;
1353
1354         GEM_BUG_ON(to == from);
1355         GEM_BUG_ON(to->timeline == from->timeline);
1356
1357         if (i915_request_completed(from)) {
1358                 i915_sw_fence_set_error_once(&to->submit, from->fence.error);
1359                 return 0;
1360         }
1361
1362         if (to->engine->schedule) {
1363                 ret = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
1364                                                      &from->sched,
1365                                                      I915_DEPENDENCY_EXTERNAL);
1366                 if (ret < 0)
1367                         return ret;
1368         }
1369
1370         if (is_power_of_2(to->execution_mask | READ_ONCE(from->execution_mask)))
1371                 ret = await_request_submit(to, from);
1372         else
1373                 ret = emit_semaphore_wait(to, from, I915_FENCE_GFP);
1374         if (ret < 0)
1375                 return ret;
1376
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 int
1381 i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
1382 {
1383         struct dma_fence **child = &fence;
1384         unsigned int nchild = 1;
1385         int ret;
1386
1387         /*
1388          * Note that if the fence-array was created in signal-on-any mode,
1389          * we should *not* decompose it into its individual fences. However,
1390          * we don't currently store which mode the fence-array is operating
1391          * in. Fortunately, the only user of signal-on-any is private to
1392          * amdgpu and we should not see any incoming fence-array from
1393          * sync-file being in signal-on-any mode.
1394          */
1395         if (dma_fence_is_array(fence)) {
1396                 struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);
1397
1398                 child = array->fences;
1399                 nchild = array->num_fences;
1400                 GEM_BUG_ON(!nchild);
1401         }
1402
1403         do {
1404                 fence = *child++;
1405                 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags)) {
1406                         i915_sw_fence_set_error_once(&rq->submit, fence->error);
1407                         continue;
1408                 }
1409
1410                 /*
1411                  * Requests on the same timeline are explicitly ordered, along
1412                  * with their dependencies, by i915_request_add() which ensures
1413                  * that requests are submitted in-order through each ring.
1414                  */
1415                 if (fence->context == rq->fence.context)
1416                         continue;
1417
1418                 /* Squash repeated waits to the same timelines */
1419                 if (fence->context &&
1420                     intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq),
1421                                                  fence))
1422                         continue;
1423
1424                 if (dma_fence_is_i915(fence))
1425                         ret = i915_request_await_request(rq, to_request(fence));
1426                 else
1427                         ret = i915_request_await_external(rq, fence);
1428                 if (ret < 0)
1429                         return ret;
1430
1431                 /* Record the latest fence used against each timeline */
1432                 if (fence->context)
1433                         intel_timeline_sync_set(i915_request_timeline(rq),
1434                                                 fence);
1435         } while (--nchild);
1436
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 /**
1441  * i915_request_await_object - set this request to (async) wait upon a bo
1442  * @to: request we are wishing to use
1443  * @obj: object which may be in use on another ring.
1444  * @write: whether the wait is on behalf of a writer
1445  *
1446  * This code is meant to abstract object synchronization with the GPU.
1447  * Conceptually we serialise writes between engines inside the GPU.
1448  * We only allow one engine to write into a buffer at any time, but
1449  * multiple readers. To ensure each has a coherent view of memory, we must:
1450  *
1451  * - If there is an outstanding write request to the object, the new
1452  *   request must wait for it to complete (either CPU or in hw, requests
1453  *   on the same ring will be naturally ordered).
1454  *
1455  * - If we are a write request (pending_write_domain is set), the new
1456  *   request must wait for outstanding read requests to complete.
1457  *
1458  * Returns 0 if successful, else propagates up the lower layer error.
1459  */
1460 int
1461 i915_request_await_object(struct i915_request *to,
1462                           struct drm_i915_gem_object *obj,
1463                           bool write)
1464 {
1465         struct dma_fence *excl;
1466         int ret = 0;
1467
1468         if (write) {
1469                 struct dma_fence **shared;
1470                 unsigned int count, i;
1471
1472                 ret = dma_resv_get_fences_rcu(obj->base.resv,
1473                                                         &excl, &count, &shared);
1474                 if (ret)
1475                         return ret;
1476
1477                 for (i = 0; i < count; i++) {
1478                         ret = i915_request_await_dma_fence(to, shared[i]);
1479                         if (ret)
1480                                 break;
1481
1482                         dma_fence_put(shared[i]);
1483                 }
1484
1485                 for (; i < count; i++)
1486                         dma_fence_put(shared[i]);
1487                 kfree(shared);
1488         } else {
1489                 excl = dma_resv_get_excl_rcu(obj->base.resv);
1490         }
1491
1492         if (excl) {
1493                 if (ret == 0)
1494                         ret = i915_request_await_dma_fence(to, excl);
1495
1496                 dma_fence_put(excl);
1497         }
1498
1499         return ret;
1500 }
1501
1502 static struct i915_request *
1503 __i915_request_add_to_timeline(struct i915_request *rq)
1504 {
1505         struct intel_timeline *timeline = i915_request_timeline(rq);
1506         struct i915_request *prev;
1507
1508         /*
1509          * Dependency tracking and request ordering along the timeline
1510          * is special cased so that we can eliminate redundant ordering
1511          * operations while building the request (we know that the timeline
1512          * itself is ordered, and here we guarantee it).
1513          *
1514          * As we know we will need to emit tracking along the timeline,
1515          * we embed the hooks into our request struct -- at the cost of
1516          * having to have specialised no-allocation interfaces (which will
1517          * be beneficial elsewhere).
1518          *
1519          * A second benefit to open-coding i915_request_await_request is
1520          * that we can apply a slight variant of the rules specialised
1521          * for timelines that jump between engines (such as virtual engines).
1522          * If we consider the case of virtual engine, we must emit a dma-fence
1523          * to prevent scheduling of the second request until the first is
1524          * complete (to maximise our greedy late load balancing) and this
1525          * precludes optimising to use semaphores serialisation of a single
1526          * timeline across engines.
1527          */
1528         prev = to_request(__i915_active_fence_set(&timeline->last_request,
1529                                                   &rq->fence));
1530         if (prev && !__i915_request_is_complete(prev)) {
1531                 /*
1532                  * The requests are supposed to be kept in order. However,
1533                  * we need to be wary in case the timeline->last_request
1534                  * is used as a barrier for external modification to this
1535                  * context.
1536                  */
1537                 GEM_BUG_ON(prev->context == rq->context &&
1538                            i915_seqno_passed(prev->fence.seqno,
1539                                              rq->fence.seqno));
1540
1541                 if (is_power_of_2(READ_ONCE(prev->engine)->mask | rq->engine->mask))
1542                         i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
1543                                                      &prev->submit,
1544                                                      &rq->submitq);
1545                 else
1546                         __i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
1547                                                         &prev->fence,
1548                                                         &rq->dmaq);
1549                 if (rq->engine->schedule)
1550                         __i915_sched_node_add_dependency(&rq->sched,
1551                                                          &prev->sched,
1552                                                          &rq->dep,
1553                                                          0);
1554         }
1555
1556         /*
1557          * Make sure that no request gazumped us - if it was allocated after
1558          * our i915_request_alloc() and called __i915_request_add() before
1559          * us, the timeline will hold its seqno which is later than ours.
1560          */
1561         GEM_BUG_ON(timeline->seqno != rq->fence.seqno);
1562
1563         return prev;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * NB: This function is not allowed to fail. Doing so would mean the the
1568  * request is not being tracked for completion but the work itself is
1569  * going to happen on the hardware. This would be a Bad Thing(tm).
1570  */
1571 struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *rq)
1572 {
1573         struct intel_engine_cs *engine = rq->engine;
1574         struct intel_ring *ring = rq->ring;
1575         u32 *cs;
1576
1577         RQ_TRACE(rq, "\n");
1578
1579         /*
1580          * To ensure that this call will not fail, space for its emissions
1581          * should already have been reserved in the ring buffer. Let the ring
1582          * know that it is time to use that space up.
1583          */
1584         GEM_BUG_ON(rq->reserved_space > ring->space);
1585         rq->reserved_space = 0;
1586         rq->emitted_jiffies = jiffies;
1587
1588         /*
1589          * Record the position of the start of the breadcrumb so that
1590          * should we detect the updated seqno part-way through the
1591          * GPU processing the request, we never over-estimate the
1592          * position of the ring's HEAD.
1593          */
1594         cs = intel_ring_begin(rq, engine->emit_fini_breadcrumb_dw);
1595         GEM_BUG_ON(IS_ERR(cs));
1596         rq->postfix = intel_ring_offset(rq, cs);
1597
1598         return __i915_request_add_to_timeline(rq);
1599 }
1600
1601 void __i915_request_queue_bh(struct i915_request *rq)
1602 {
1603         i915_sw_fence_commit(&rq->semaphore);
1604         i915_sw_fence_commit(&rq->submit);
1605 }
1606
1607 void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
1608                           const struct i915_sched_attr *attr)
1609 {
1610         /*
1611          * Let the backend know a new request has arrived that may need
1612          * to adjust the existing execution schedule due to a high priority
1613          * request - i.e. we may want to preempt the current request in order
1614          * to run a high priority dependency chain *before* we can execute this
1615          * request.
1616          *
1617          * This is called before the request is ready to run so that we can
1618          * decide whether to preempt the entire chain so that it is ready to
1619          * run at the earliest possible convenience.
1620          */
1621         if (attr && rq->engine->schedule)
1622                 rq->engine->schedule(rq, attr);
1623
1624         local_bh_disable();
1625         __i915_request_queue_bh(rq);
1626         local_bh_enable(); /* kick tasklets */
1627 }
1628
1629 void i915_request_add(struct i915_request *rq)
1630 {
1631         struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
1632         struct i915_sched_attr attr = {};
1633         struct i915_gem_context *ctx;
1634
1635         lockdep_assert_held(&tl->mutex);
1636         lockdep_unpin_lock(&tl->mutex, rq->cookie);
1637
1638         trace_i915_request_add(rq);
1639         __i915_request_commit(rq);
1640
1641         /* XXX placeholder for selftests */
1642         rcu_read_lock();
1643         ctx = rcu_dereference(rq->context->gem_context);
1644         if (ctx)
1645                 attr = ctx->sched;
1646         rcu_read_unlock();
1647
1648         __i915_request_queue(rq, &attr);
1649
1650         mutex_unlock(&tl->mutex);
1651 }
1652
1653 static unsigned long local_clock_ns(unsigned int *cpu)
1654 {
1655         unsigned long t;
1656
1657         /*
1658          * Cheaply and approximately convert from nanoseconds to microseconds.
1659          * The result and subsequent calculations are also defined in the same
1660          * approximate microseconds units. The principal source of timing
1661          * error here is from the simple truncation.
1662          *
1663          * Note that local_clock() is only defined wrt to the current CPU;
1664          * the comparisons are no longer valid if we switch CPUs. Instead of
1665          * blocking preemption for the entire busywait, we can detect the CPU
1666          * switch and use that as indicator of system load and a reason to
1667          * stop busywaiting, see busywait_stop().
1668          */
1669         *cpu = get_cpu();
1670         t = local_clock();
1671         put_cpu();
1672
1673         return t;
1674 }
1675
1676 static bool busywait_stop(unsigned long timeout, unsigned int cpu)
1677 {
1678         unsigned int this_cpu;
1679
1680         if (time_after(local_clock_ns(&this_cpu), timeout))
1681                 return true;
1682
1683         return this_cpu != cpu;
1684 }
1685
1686 static bool __i915_spin_request(struct i915_request * const rq, int state)
1687 {
1688         unsigned long timeout_ns;
1689         unsigned int cpu;
1690
1691         /*
1692          * Only wait for the request if we know it is likely to complete.
1693          *
1694          * We don't track the timestamps around requests, nor the average
1695          * request length, so we do not have a good indicator that this
1696          * request will complete within the timeout. What we do know is the
1697          * order in which requests are executed by the context and so we can
1698          * tell if the request has been started. If the request is not even
1699          * running yet, it is a fair assumption that it will not complete
1700          * within our relatively short timeout.
1701          */
1702         if (!i915_request_is_running(rq))
1703                 return false;
1704
1705         /*
1706          * When waiting for high frequency requests, e.g. during synchronous
1707          * rendering split between the CPU and GPU, the finite amount of time
1708          * required to set up the irq and wait upon it limits the response
1709          * rate. By busywaiting on the request completion for a short while we
1710          * can service the high frequency waits as quick as possible. However,
1711          * if it is a slow request, we want to sleep as quickly as possible.
1712          * The tradeoff between waiting and sleeping is roughly the time it
1713          * takes to sleep on a request, on the order of a microsecond.
1714          */
1715
1716         timeout_ns = READ_ONCE(rq->engine->props.max_busywait_duration_ns);
1717         timeout_ns += local_clock_ns(&cpu);
1718         do {
1719                 if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
1720                         return true;
1721
1722                 if (signal_pending_state(state, current))
1723                         break;
1724
1725                 if (busywait_stop(timeout_ns, cpu))
1726                         break;
1727
1728                 cpu_relax();
1729         } while (!need_resched());
1730
1731         return false;
1732 }
1733
1734 struct request_wait {
1735         struct dma_fence_cb cb;
1736         struct task_struct *tsk;
1737 };
1738
1739 static void request_wait_wake(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *cb)
1740 {
1741         struct request_wait *wait = container_of(cb, typeof(*wait), cb);
1742
1743         wake_up_process(fetch_and_zero(&wait->tsk));
1744 }
1745
1746 /**
1747  * i915_request_wait - wait until execution of request has finished
1748  * @rq: the request to wait upon
1749  * @flags: how to wait
1750  * @timeout: how long to wait in jiffies
1751  *
1752  * i915_request_wait() waits for the request to be completed, for a
1753  * maximum of @timeout jiffies (with MAX_SCHEDULE_TIMEOUT implying an
1754  * unbounded wait).
1755  *
1756  * Returns the remaining time (in jiffies) if the request completed, which may
1757  * be zero or -ETIME if the request is unfinished after the timeout expires.
1758  * May return -EINTR is called with I915_WAIT_INTERRUPTIBLE and a signal is
1759  * pending before the request completes.
1760  */
1761 long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
1762                        unsigned int flags,
1763                        long timeout)
1764 {
1765         const int state = flags & I915_WAIT_INTERRUPTIBLE ?
1766                 TASK_INTERRUPTIBLE : TASK_UNINTERRUPTIBLE;
1767         struct request_wait wait;
1768
1769         might_sleep();
1770         GEM_BUG_ON(timeout < 0);
1771
1772         if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
1773                 return timeout;
1774
1775         if (!timeout)
1776                 return -ETIME;
1777
1778         trace_i915_request_wait_begin(rq, flags);
1779
1780         /*
1781          * We must never wait on the GPU while holding a lock as we
1782          * may need to perform a GPU reset. So while we don't need to
1783          * serialise wait/reset with an explicit lock, we do want
1784          * lockdep to detect potential dependency cycles.
1785          */
1786         mutex_acquire(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1787
1788         /*
1789          * Optimistic spin before touching IRQs.
1790          *
1791          * We may use a rather large value here to offset the penalty of
1792          * switching away from the active task. Frequently, the client will
1793          * wait upon an old swapbuffer to throttle itself to remain within a
1794          * frame of the gpu. If the client is running in lockstep with the gpu,
1795          * then it should not be waiting long at all, and a sleep now will incur
1796          * extra scheduler latency in producing the next frame. To try to
1797          * avoid adding the cost of enabling/disabling the interrupt to the
1798          * short wait, we first spin to see if the request would have completed
1799          * in the time taken to setup the interrupt.
1800          *
1801          * We need upto 5us to enable the irq, and upto 20us to hide the
1802          * scheduler latency of a context switch, ignoring the secondary
1803          * impacts from a context switch such as cache eviction.
1804          *
1805          * The scheme used for low-latency IO is called "hybrid interrupt
1806          * polling". The suggestion there is to sleep until just before you
1807          * expect to be woken by the device interrupt and then poll for its
1808          * completion. That requires having a good predictor for the request
1809          * duration, which we currently lack.
1810          */
1811         if (IS_ACTIVE(CONFIG_DRM_I915_MAX_REQUEST_BUSYWAIT) &&
1812             __i915_spin_request(rq, state))
1813                 goto out;
1814
1815         /*
1816          * This client is about to stall waiting for the GPU. In many cases
1817          * this is undesirable and limits the throughput of the system, as
1818          * many clients cannot continue processing user input/output whilst
1819          * blocked. RPS autotuning may take tens of milliseconds to respond
1820          * to the GPU load and thus incurs additional latency for the client.
1821          * We can circumvent that by promoting the GPU frequency to maximum
1822          * before we sleep. This makes the GPU throttle up much more quickly
1823          * (good for benchmarks and user experience, e.g. window animations),
1824          * but at a cost of spending more power processing the workload
1825          * (bad for battery).
1826          */
1827         if (flags & I915_WAIT_PRIORITY && !i915_request_started(rq))
1828                 intel_rps_boost(rq);
1829
1830         wait.tsk = current;
1831         if (dma_fence_add_callback(&rq->fence, &wait.cb, request_wait_wake))
1832                 goto out;
1833
1834         /*
1835          * Flush the submission tasklet, but only if it may help this request.
1836          *
1837          * We sometimes experience some latency between the HW interrupts and
1838          * tasklet execution (mostly due to ksoftirqd latency, but it can also
1839          * be due to lazy CS events), so lets run the tasklet manually if there
1840          * is a chance it may submit this request. If the request is not ready
1841          * to run, as it is waiting for other fences to be signaled, flushing
1842          * the tasklet is busy work without any advantage for this client.
1843          *
1844          * If the HW is being lazy, this is the last chance before we go to
1845          * sleep to catch any pending events. We will check periodically in
1846          * the heartbeat to flush the submission tasklets as a last resort
1847          * for unhappy HW.
1848          */
1849         if (i915_request_is_ready(rq))
1850                 __intel_engine_flush_submission(rq->engine, false);
1851
1852         for (;;) {
1853                 set_current_state(state);
1854
1855                 if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
1856                         break;
1857
1858                 if (signal_pending_state(state, current)) {
1859                         timeout = -ERESTARTSYS;
1860                         break;
1861                 }
1862
1863                 if (!timeout) {
1864                         timeout = -ETIME;
1865                         break;
1866                 }
1867
1868                 timeout = io_schedule_timeout(timeout);
1869         }
1870         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1871
1872         if (READ_ONCE(wait.tsk))
1873                 dma_fence_remove_callback(&rq->fence, &wait.cb);
1874         GEM_BUG_ON(!list_empty(&wait.cb.node));
1875
1876 out:
1877         mutex_release(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, _THIS_IP_);
1878         trace_i915_request_wait_end(rq);
1879         return timeout;
1880 }
1881
1882 static int print_sched_attr(const struct i915_sched_attr *attr,
1883                             char *buf, int x, int len)
1884 {
1885         if (attr->priority == I915_PRIORITY_INVALID)
1886                 return x;
1887
1888         x += snprintf(buf + x, len - x,
1889                       " prio=%d", attr->priority);
1890
1891         return x;
1892 }
1893
1894 static char queue_status(const struct i915_request *rq)
1895 {
1896         if (i915_request_is_active(rq))
1897                 return 'E';
1898
1899         if (i915_request_is_ready(rq))
1900                 return intel_engine_is_virtual(rq->engine) ? 'V' : 'R';
1901
1902         return 'U';
1903 }
1904
1905 static const char *run_status(const struct i915_request *rq)
1906 {
1907         if (__i915_request_is_complete(rq))
1908                 return "!";
1909
1910         if (__i915_request_has_started(rq))
1911                 return "*";
1912
1913         if (!i915_sw_fence_signaled(&rq->semaphore))
1914                 return "&";
1915
1916         return "";
1917 }
1918
1919 static const char *fence_status(const struct i915_request *rq)
1920 {
1921         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags))
1922                 return "+";
1923
1924         if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &rq->fence.flags))
1925                 return "-";
1926
1927         return "";
1928 }
1929
1930 void i915_request_show(struct drm_printer *m,
1931                        const struct i915_request *rq,
1932                        const char *prefix,
1933                        int indent)
1934 {
1935         const char *name = rq->fence.ops->get_timeline_name((struct dma_fence *)&rq->fence);
1936         char buf[80] = "";
1937         int x = 0;
1938
1939         /*
1940          * The prefix is used to show the queue status, for which we use
1941          * the following flags:
1942          *
1943          *  U [Unready]
1944          *    - initial status upon being submitted by the user
1945          *
1946          *    - the request is not ready for execution as it is waiting
1947          *      for external fences
1948          *
1949          *  R [Ready]
1950          *    - all fences the request was waiting on have been signaled,
1951          *      and the request is now ready for execution and will be
1952          *      in a backend queue
1953          *
1954          *    - a ready request may still need to wait on semaphores
1955          *      [internal fences]
1956          *
1957          *  V [Ready/virtual]
1958          *    - same as ready, but queued over multiple backends
1959          *
1960          *  E [Executing]
1961          *    - the request has been transferred from the backend queue and
1962          *      submitted for execution on HW
1963          *
1964          *    - a completed request may still be regarded as executing, its
1965          *      status may not be updated until it is retired and removed
1966          *      from the lists
1967          */
1968
1969         x = print_sched_attr(&rq->sched.attr, buf, x, sizeof(buf));
1970
1971         drm_printf(m, "%s%.*s%c %llx:%lld%s%s %s @ %dms: %s\n",
1972                    prefix, indent, "                ",
1973                    queue_status(rq),
1974                    rq->fence.context, rq->fence.seqno,
1975                    run_status(rq),
1976                    fence_status(rq),
1977                    buf,
1978                    jiffies_to_msecs(jiffies - rq->emitted_jiffies),
1979                    name);
1980 }
1981
1982 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
1983 #include "selftests/mock_request.c"
1984 #include "selftests/i915_request.c"
1985 #endif
1986
1987 static void i915_global_request_shrink(void)
1988 {
1989         kmem_cache_shrink(global.slab_execute_cbs);
1990         kmem_cache_shrink(global.slab_requests);
1991 }
1992
1993 static void i915_global_request_exit(void)
1994 {
1995         kmem_cache_destroy(global.slab_execute_cbs);
1996         kmem_cache_destroy(global.slab_requests);
1997 }
1998
1999 static struct i915_global_request global = { {
2000         .shrink = i915_global_request_shrink,
2001         .exit = i915_global_request_exit,
2002 } };
2003
2004 int __init i915_global_request_init(void)
2005 {
2006         global.slab_requests =
2007                 kmem_cache_create("i915_request",
2008                                   sizeof(struct i915_request),
2009                                   __alignof__(struct i915_request),
2010                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN |
2011                                   SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
2012                                   SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
2013                                   __i915_request_ctor);
2014         if (!global.slab_requests)
2015                 return -ENOMEM;
2016
2017         global.slab_execute_cbs = KMEM_CACHE(execute_cb,
2018                                              SLAB_HWCACHE_ALIGN |
2019                                              SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
2020                                              SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
2021         if (!global.slab_execute_cbs)
2022                 goto err_requests;
2023
2024         i915_global_register(&global.base);
2025         return 0;
2026
2027 err_requests:
2028         kmem_cache_destroy(global.slab_requests);
2029         return -ENOMEM;
2030 }
This page took 0.160868 seconds and 4 git commands to generate.