drivers/gpu/drm/i915/gvt/vgpu.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2011-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   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 FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  21  * SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Eddie Dong <eddie.dong@intel.com>
  25  *    Kevin Tian <kevin.tian@intel.com>
  26  *
  27  * Contributors:
  28  *    Ping Gao <ping.a.gao@intel.com>
  29  *    Zhi Wang <zhi.a.wang@intel.com>
  30  *    Bing Niu <bing.niu@intel.com>
  31  *
  32  */
  33
  34 #include "i915_drv.h"
  35 #include "gvt.h"
  36 #include "i915_pvinfo.h"
  37
  38 void populate_pvinfo_page(struct intel_vgpu *vgpu)
  39 {
  40         /* setup the ballooning information */
  41         vgpu_vreg64(vgpu, vgtif_reg(magic)) = VGT_MAGIC;
  42         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(version_major)) = 1;
  43         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(version_minor)) = 0;
  44         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(display_ready)) = 0;
  45         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(vgt_id)) = vgpu->id;
  46         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.mappable_gmadr.base)) =
  47                 vgpu_aperture_gmadr_base(vgpu);
  48         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.mappable_gmadr.size)) =
  49                 vgpu_aperture_sz(vgpu);
  50         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.nonmappable_gmadr.base)) =
  51                 vgpu_hidden_gmadr_base(vgpu);
  52         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.nonmappable_gmadr.size)) =
  53                 vgpu_hidden_sz(vgpu);
  54
  55         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.fence_num)) = vgpu_fence_sz(vgpu);
  56
  57         gvt_dbg_core("Populate PVINFO PAGE for vGPU %d\n", vgpu->id);
  58         gvt_dbg_core("aperture base [GMADR] 0x%llx size 0x%llx\n",
  59                 vgpu_aperture_gmadr_base(vgpu), vgpu_aperture_sz(vgpu));
  60         gvt_dbg_core("hidden base [GMADR] 0x%llx size=0x%llx\n",
  61                 vgpu_hidden_gmadr_base(vgpu), vgpu_hidden_sz(vgpu));
  62         gvt_dbg_core("fence size %d\n", vgpu_fence_sz(vgpu));
  63
  64         WARN_ON(sizeof(struct vgt_if) != VGT_PVINFO_SIZE);
  65 }
  66
  67 #define VGPU_MAX_WEIGHT 16
  68 #define VGPU_WEIGHT(vgpu_num)   \
  69         (VGPU_MAX_WEIGHT / (vgpu_num))
  70
  71 static struct {
  72         unsigned int low_mm;
  73         unsigned int high_mm;
  74         unsigned int fence;
  75
  76         /* A vGPU with a weight of 8 will get twice as much GPU as a vGPU
  77          * with a weight of 4 on a contended host, different vGPU type has
  78          * different weight set. Legal weights range from 1 to 16.
  79          */
  80         unsigned int weight;
  81         enum intel_vgpu_edid edid;
  82         char *name;
  83 } vgpu_types[] = {
  84 /* Fixed vGPU type table */
  85         { MB_TO_BYTES(64), MB_TO_BYTES(384), 4, VGPU_WEIGHT(8), GVT_EDID_1024_768, "8" },
  86         { MB_TO_BYTES(128), MB_TO_BYTES(512), 4, VGPU_WEIGHT(4), GVT_EDID_1920_1200, "4" },
  87         { MB_TO_BYTES(256), MB_TO_BYTES(1024), 4, VGPU_WEIGHT(2), GVT_EDID_1920_1200, "2" },
  88         { MB_TO_BYTES(512), MB_TO_BYTES(2048), 4, VGPU_WEIGHT(1), GVT_EDID_1920_1200, "1" },
  89 };
  90
  91 /**
  92  * intel_gvt_init_vgpu_types - initialize vGPU type list
  93  * @gvt : GVT device
  94  *
  95  * Initialize vGPU type list based on available resource.
  96  *
  97  */
  98 int intel_gvt_init_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
  99 {
 100         unsigned int num_types;
 101         unsigned int i, low_avail, high_avail;
 102         unsigned int min_low;
 103
 104         /* vGPU type name is defined as GVTg_Vx_y which contains
 105          * physical GPU generation type (e.g V4 as BDW server, V5 as
 106          * SKL server).
 107          *
 108          * Depend on physical SKU resource, might see vGPU types like
 109          * GVTg_V4_8, GVTg_V4_4, GVTg_V4_2, etc. We can create
 110          * different types of vGPU on same physical GPU depending on
 111          * available resource. Each vGPU type will have "avail_instance"
 112          * to indicate how many vGPU instance can be created for this
 113          * type.
 114          *
 115          */
 116         low_avail = gvt_aperture_sz(gvt) - HOST_LOW_GM_SIZE;
 117         high_avail = gvt_hidden_sz(gvt) - HOST_HIGH_GM_SIZE;
 118         num_types = sizeof(vgpu_types) / sizeof(vgpu_types[0]);
 119
 120         gvt->types = kzalloc(num_types * sizeof(struct intel_vgpu_type),
 121                              GFP_KERNEL);
 122         if (!gvt->types)
 123                 return -ENOMEM;
 124
 125         min_low = MB_TO_BYTES(32);
 126         for (i = 0; i < num_types; ++i) {
 127                 if (low_avail / vgpu_types[i].low_mm == 0)
 128                         break;
 129
 130                 gvt->types[i].low_gm_size = vgpu_types[i].low_mm;
 131                 gvt->types[i].high_gm_size = vgpu_types[i].high_mm;
 132                 gvt->types[i].fence = vgpu_types[i].fence;
 133
 134                 if (vgpu_types[i].weight < 1 ||
 135                                         vgpu_types[i].weight > VGPU_MAX_WEIGHT)
 136                         return -EINVAL;
 137
 138                 gvt->types[i].weight = vgpu_types[i].weight;
 139                 gvt->types[i].resolution = vgpu_types[i].edid;
 140                 gvt->types[i].avail_instance = min(low_avail / vgpu_types[i].low_mm,
 141                                                    high_avail / vgpu_types[i].high_mm);
 142
 143                 if (IS_GEN8(gvt->dev_priv))
 144                         sprintf(gvt->types[i].name, "GVTg_V4_%s",
 145                                                 vgpu_types[i].name);
 146                 else if (IS_GEN9(gvt->dev_priv))
 147                         sprintf(gvt->types[i].name, "GVTg_V5_%s",
 148                                                 vgpu_types[i].name);
 149
 150                 gvt_dbg_core("type[%d]: %s avail %u low %u high %u fence %u weight %u res %s\n",
 151                              i, gvt->types[i].name,
 152                              gvt->types[i].avail_instance,
 153                              gvt->types[i].low_gm_size,
 154                              gvt->types[i].high_gm_size, gvt->types[i].fence,
 155                              gvt->types[i].weight,
 156                              vgpu_edid_str(gvt->types[i].resolution));
 157         }
 158
 159         gvt->num_types = i;
 160         return 0;
 161 }
 162
 163 void intel_gvt_clean_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
 164 {
 165         kfree(gvt->types);
 166 }
 167
 168 static void intel_gvt_update_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
 169 {
 170         int i;
 171         unsigned int low_gm_avail, high_gm_avail, fence_avail;
 172         unsigned int low_gm_min, high_gm_min, fence_min;
 173
 174         /* Need to depend on maxium hw resource size but keep on
 175          * static config for now.
 176          */
 177         low_gm_avail = gvt_aperture_sz(gvt) - HOST_LOW_GM_SIZE -
 178                 gvt->gm.vgpu_allocated_low_gm_size;
 179         high_gm_avail = gvt_hidden_sz(gvt) - HOST_HIGH_GM_SIZE -
 180                 gvt->gm.vgpu_allocated_high_gm_size;
 181         fence_avail = gvt_fence_sz(gvt) - HOST_FENCE -
 182                 gvt->fence.vgpu_allocated_fence_num;
 183
 184         for (i = 0; i < gvt->num_types; i++) {
 185                 low_gm_min = low_gm_avail / gvt->types[i].low_gm_size;
 186                 high_gm_min = high_gm_avail / gvt->types[i].high_gm_size;
 187                 fence_min = fence_avail / gvt->types[i].fence;
 188                 gvt->types[i].avail_instance = min(min(low_gm_min, high_gm_min),
 189                                                    fence_min);
 190
 191                 gvt_dbg_core("update type[%d]: %s avail %u low %u high %u fence %u\n",
 192                        i, gvt->types[i].name,
 193                        gvt->types[i].avail_instance, gvt->types[i].low_gm_size,
 194                        gvt->types[i].high_gm_size, gvt->types[i].fence);
 195         }
 196 }
 197
 198 /**
 199  * intel_gvt_active_vgpu - activate a virtual GPU
 200  * @vgpu: virtual GPU
 201  *
 202  * This function is called when user wants to activate a virtual GPU.
 203  *
 204  */
 205 void intel_gvt_activate_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 206 {
 207         mutex_lock(&vgpu->gvt->lock);
 208         vgpu->active = true;
 209         mutex_unlock(&vgpu->gvt->lock);
 210 }
 211
 212 /**
 213  * intel_gvt_deactive_vgpu - deactivate a virtual GPU
 214  * @vgpu: virtual GPU
 215  *
 216  * This function is called when user wants to deactivate a virtual GPU.
 217  * All virtual GPU runtime information will be destroyed.
 218  *
 219  */
 220 void intel_gvt_deactivate_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 221 {
 222         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 223
 224         mutex_lock(&gvt->lock);
 225
 226         vgpu->active = false;
 227
 228         if (atomic_read(&vgpu->running_workload_num)) {
 229                 mutex_unlock(&gvt->lock);
 230                 intel_gvt_wait_vgpu_idle(vgpu);
 231                 mutex_lock(&gvt->lock);
 232         }
 233
 234         intel_vgpu_stop_schedule(vgpu);
 235
 236         mutex_unlock(&gvt->lock);
 237 }
 238
 239 /**
 240  * intel_gvt_destroy_vgpu - destroy a virtual GPU
 241  * @vgpu: virtual GPU
 242  *
 243  * This function is called when user wants to destroy a virtual GPU.
 244  *
 245  */
 246 void intel_gvt_destroy_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 247 {
 248         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 249
 250         mutex_lock(&gvt->lock);
 251
 252         WARN(vgpu->active, "vGPU is still active!\n");
 253
 254         idr_remove(&gvt->vgpu_idr, vgpu->id);
 255         intel_vgpu_clean_sched_policy(vgpu);
 256         intel_vgpu_clean_gvt_context(vgpu);
 257         intel_vgpu_clean_execlist(vgpu);
 258         intel_vgpu_clean_display(vgpu);
 259         intel_vgpu_clean_opregion(vgpu);
 260         intel_vgpu_clean_gtt(vgpu);
 261         intel_gvt_hypervisor_detach_vgpu(vgpu);
 262         intel_vgpu_free_resource(vgpu);
 263         intel_vgpu_clean_mmio(vgpu);
 264         vfree(vgpu);
 265
 266         intel_gvt_update_vgpu_types(gvt);
 267         mutex_unlock(&gvt->lock);
 268 }
 269
 270 #define IDLE_VGPU_IDR 0
 271
 272 /**
 273  * intel_gvt_create_idle_vgpu - create an idle virtual GPU
 274  * @gvt: GVT device
 275  *
 276  * This function is called when user wants to create an idle virtual GPU.
 277  *
 278  * Returns:
 279  * pointer to intel_vgpu, error pointer if failed.
 280  */
 281 struct intel_vgpu *intel_gvt_create_idle_vgpu(struct intel_gvt *gvt)
 282 {
 283         struct intel_vgpu *vgpu;
 284         enum intel_engine_id i;
 285         int ret;
 286
 287         vgpu = vzalloc(sizeof(*vgpu));
 288         if (!vgpu)
 289                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 290
 291         vgpu->id = IDLE_VGPU_IDR;
 292         vgpu->gvt = gvt;
 293
 294         for (i = 0; i < I915_NUM_ENGINES; i++)
 295                 INIT_LIST_HEAD(&vgpu->workload_q_head[i]);
 296
 297         ret = intel_vgpu_init_sched_policy(vgpu);
 298         if (ret)
 299                 goto out_free_vgpu;
 300
 301         vgpu->active = false;
 302
 303         return vgpu;
 304
 305 out_free_vgpu:
 306         vfree(vgpu);
 307         return ERR_PTR(ret);
 308 }
 309
 310 /**
 311  * intel_gvt_destroy_vgpu - destroy an idle virtual GPU
 312  * @vgpu: virtual GPU
 313  *
 314  * This function is called when user wants to destroy an idle virtual GPU.
 315  *
 316  */
 317 void intel_gvt_destroy_idle_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 318 {
 319         intel_vgpu_clean_sched_policy(vgpu);
 320         vfree(vgpu);
 321 }
 322
 323 static struct intel_vgpu *__intel_gvt_create_vgpu(struct intel_gvt *gvt,
 324                 struct intel_vgpu_creation_params *param)
 325 {
 326         struct intel_vgpu *vgpu;
 327         int ret;
 328
 329         gvt_dbg_core("handle %llu low %llu MB high %llu MB fence %llu\n",
 330                         param->handle, param->low_gm_sz, param->high_gm_sz,
 331                         param->fence_sz);
 332
 333         vgpu = vzalloc(sizeof(*vgpu));
 334         if (!vgpu)
 335                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 336
 337         mutex_lock(&gvt->lock);
 338
 339         ret = idr_alloc(&gvt->vgpu_idr, vgpu, IDLE_VGPU_IDR + 1, GVT_MAX_VGPU,
 340                 GFP_KERNEL);
 341         if (ret < 0)
 342                 goto out_free_vgpu;
 343
 344         vgpu->id = ret;
 345         vgpu->handle = param->handle;
 346         vgpu->gvt = gvt;
 347         vgpu->sched_ctl.weight = param->weight;
 348         bitmap_zero(vgpu->tlb_handle_pending, I915_NUM_ENGINES);
 349
 350         intel_vgpu_init_cfg_space(vgpu, param->primary);
 351
 352         ret = intel_vgpu_init_mmio(vgpu);
 353         if (ret)
 354                 goto out_clean_idr;
 355
 356         ret = intel_vgpu_alloc_resource(vgpu, param);
 357         if (ret)
 358                 goto out_clean_vgpu_mmio;
 359
 360         populate_pvinfo_page(vgpu);
 361
 362         ret = intel_gvt_hypervisor_attach_vgpu(vgpu);
 363         if (ret)
 364                 goto out_clean_vgpu_resource;
 365
 366         ret = intel_vgpu_init_gtt(vgpu);
 367         if (ret)
 368                 goto out_detach_hypervisor_vgpu;
 369
 370         ret = intel_vgpu_init_display(vgpu, param->resolution);
 371         if (ret)
 372                 goto out_clean_gtt;
 373
 374         ret = intel_vgpu_init_execlist(vgpu);
 375         if (ret)
 376                 goto out_clean_display;
 377
 378         ret = intel_vgpu_init_gvt_context(vgpu);
 379         if (ret)
 380                 goto out_clean_execlist;
 381
 382         ret = intel_vgpu_init_sched_policy(vgpu);
 383         if (ret)
 384                 goto out_clean_shadow_ctx;
 385
 386         mutex_unlock(&gvt->lock);
 387
 388         return vgpu;
 389
 390 out_clean_shadow_ctx:
 391         intel_vgpu_clean_gvt_context(vgpu);
 392 out_clean_execlist:
 393         intel_vgpu_clean_execlist(vgpu);
 394 out_clean_display:
 395         intel_vgpu_clean_display(vgpu);
 396 out_clean_gtt:
 397         intel_vgpu_clean_gtt(vgpu);
 398 out_detach_hypervisor_vgpu:
 399         intel_gvt_hypervisor_detach_vgpu(vgpu);
 400 out_clean_vgpu_resource:
 401         intel_vgpu_free_resource(vgpu);
 402 out_clean_vgpu_mmio:
 403         intel_vgpu_clean_mmio(vgpu);
 404 out_clean_idr:
 405         idr_remove(&gvt->vgpu_idr, vgpu->id);
 406 out_free_vgpu:
 407         vfree(vgpu);
 408         mutex_unlock(&gvt->lock);
 409         return ERR_PTR(ret);
 410 }
 411
 412 /**
 413  * intel_gvt_create_vgpu - create a virtual GPU
 414  * @gvt: GVT device
 415  * @type: type of the vGPU to create
 416  *
 417  * This function is called when user wants to create a virtual GPU.
 418  *
 419  * Returns:
 420  * pointer to intel_vgpu, error pointer if failed.
 421  */
 422 struct intel_vgpu *intel_gvt_create_vgpu(struct intel_gvt *gvt,
 423                                 struct intel_vgpu_type *type)
 424 {
 425         struct intel_vgpu_creation_params param;
 426         struct intel_vgpu *vgpu;
 427
 428         param.handle = 0;
 429         param.primary = 1;
 430         param.low_gm_sz = type->low_gm_size;
 431         param.high_gm_sz = type->high_gm_size;
 432         param.fence_sz = type->fence;
 433         param.weight = type->weight;
 434         param.resolution = type->resolution;
 435
 436         /* XXX current param based on MB */
 437         param.low_gm_sz = BYTES_TO_MB(param.low_gm_sz);
 438         param.high_gm_sz = BYTES_TO_MB(param.high_gm_sz);
 439
 440         vgpu = __intel_gvt_create_vgpu(gvt, &param);
 441         if (IS_ERR(vgpu))
 442                 return vgpu;
 443
 444         /* calculate left instance change for types */
 445         intel_gvt_update_vgpu_types(gvt);
 446
 447         return vgpu;
 448 }
 449
 450 /**
 451  * intel_gvt_reset_vgpu_locked - reset a virtual GPU by DMLR or GT reset
 452  * @vgpu: virtual GPU
 453  * @dmlr: vGPU Device Model Level Reset or GT Reset
 454  * @engine_mask: engines to reset for GT reset
 455  *
 456  * This function is called when user wants to reset a virtual GPU through
 457  * device model reset or GT reset. The caller should hold the gvt lock.
 458  *
 459  * vGPU Device Model Level Reset (DMLR) simulates the PCI level reset to reset
 460  * the whole vGPU to default state as when it is created. This vGPU function
 461  * is required both for functionary and security concerns.The ultimate goal
 462  * of vGPU FLR is that reuse a vGPU instance by virtual machines. When we
 463  * assign a vGPU to a virtual machine we must isse such reset first.
 464  *
 465  * Full GT Reset and Per-Engine GT Reset are soft reset flow for GPU engines
 466  * (Render, Blitter, Video, Video Enhancement). It is defined by GPU Spec.
 467  * Unlike the FLR, GT reset only reset particular resource of a vGPU per
 468  * the reset request. Guest driver can issue a GT reset by programming the
 469  * virtual GDRST register to reset specific virtual GPU engine or all
 470  * engines.
 471  *
 472  * The parameter dev_level is to identify if we will do DMLR or GT reset.
 473  * The parameter engine_mask is to specific the engines that need to be
 474  * resetted. If value ALL_ENGINES is given for engine_mask, it means
 475  * the caller requests a full GT reset that we will reset all virtual
 476  * GPU engines. For FLR, engine_mask is ignored.
 477  */
 478 void intel_gvt_reset_vgpu_locked(struct intel_vgpu *vgpu, bool dmlr,
 479                                  unsigned int engine_mask)
 480 {
 481         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 482         struct intel_gvt_workload_scheduler *scheduler = &gvt->scheduler;
 483         unsigned int resetting_eng = dmlr ? ALL_ENGINES : engine_mask;
 484
 485         gvt_dbg_core("------------------------------------------\n");
 486         gvt_dbg_core("resseting vgpu%d, dmlr %d, engine_mask %08x\n",
 487                      vgpu->id, dmlr, engine_mask);
 488
 489         vgpu->resetting_eng = resetting_eng;
 490
 491         intel_vgpu_stop_schedule(vgpu);
 492         /*
 493          * The current_vgpu will set to NULL after stopping the
 494          * scheduler when the reset is triggered by current vgpu.
 495          */
 496         if (scheduler->current_vgpu == NULL) {
 497                 mutex_unlock(&gvt->lock);
 498                 intel_gvt_wait_vgpu_idle(vgpu);
 499                 mutex_lock(&gvt->lock);
 500         }
 501
 502         intel_vgpu_reset_execlist(vgpu, resetting_eng);
 503
 504         /* full GPU reset or device model level reset */
 505         if (engine_mask == ALL_ENGINES || dmlr) {
 506
 507                 intel_vgpu_reset_gtt(vgpu, dmlr);
 508
 509                 /*fence will not be reset during virtual reset */
 510                 if (dmlr)
 511                         intel_vgpu_reset_resource(vgpu);
 512
 513                 intel_vgpu_reset_mmio(vgpu, dmlr);
 514                 populate_pvinfo_page(vgpu);
 515                 intel_vgpu_reset_display(vgpu);
 516
 517                 if (dmlr) {
 518                         intel_vgpu_reset_cfg_space(vgpu);
 519                         /* only reset the failsafe mode when dmlr reset */
 520                         vgpu->failsafe = false;
 521                         vgpu->pv_notified = false;
 522                 }
 523         }
 524
 525         vgpu->resetting_eng = 0;
 526         gvt_dbg_core("reset vgpu%d done\n", vgpu->id);
 527         gvt_dbg_core("------------------------------------------\n");
 528 }
 529
 530 /**
 531  * intel_gvt_reset_vgpu - reset a virtual GPU (Function Level)
 532  * @vgpu: virtual GPU
 533  *
 534  * This function is called when user wants to reset a virtual GPU.
 535  *
 536  */
 537 void intel_gvt_reset_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 538 {
 539         mutex_lock(&vgpu->gvt->lock);
 540         intel_gvt_reset_vgpu_locked(vgpu, true, 0);
 541         mutex_unlock(&vgpu->gvt->lock);
 542 }