]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_gem_context.c
arm: imx6: defconfig: update tx6 defconfigs
[karo-tx-linux.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_gem_context.c
1 /*
2  * Copyright © 2011-2012 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Ben Widawsky <ben@bwidawsk.net>
25  *
26  */
27
28 /*
29  * This file implements HW context support. On gen5+ a HW context consists of an
30  * opaque GPU object which is referenced at times of context saves and restores.
31  * With RC6 enabled, the context is also referenced as the GPU enters and exists
32  * from RC6 (GPU has it's own internal power context, except on gen5). Though
33  * something like a context does exist for the media ring, the code only
34  * supports contexts for the render ring.
35  *
36  * In software, there is a distinction between contexts created by the user,
37  * and the default HW context. The default HW context is used by GPU clients
38  * that do not request setup of their own hardware context. The default
39  * context's state is never restored to help prevent programming errors. This
40  * would happen if a client ran and piggy-backed off another clients GPU state.
41  * The default context only exists to give the GPU some offset to load as the
42  * current to invoke a save of the context we actually care about. In fact, the
43  * code could likely be constructed, albeit in a more complicated fashion, to
44  * never use the default context, though that limits the driver's ability to
45  * swap out, and/or destroy other contexts.
46  *
47  * All other contexts are created as a request by the GPU client. These contexts
48  * store GPU state, and thus allow GPU clients to not re-emit state (and
49  * potentially query certain state) at any time. The kernel driver makes
50  * certain that the appropriate commands are inserted.
51  *
52  * The context life cycle is semi-complicated in that context BOs may live
53  * longer than the context itself because of the way the hardware, and object
54  * tracking works. Below is a very crude representation of the state machine
55  * describing the context life.
56  *                                         refcount     pincount     active
57  * S0: initial state                          0            0           0
58  * S1: context created                        1            0           0
59  * S2: context is currently running           2            1           X
60  * S3: GPU referenced, but not current        2            0           1
61  * S4: context is current, but destroyed      1            1           0
62  * S5: like S3, but destroyed                 1            0           1
63  *
64  * The most common (but not all) transitions:
65  * S0->S1: client creates a context
66  * S1->S2: client submits execbuf with context
67  * S2->S3: other clients submits execbuf with context
68  * S3->S1: context object was retired
69  * S3->S2: clients submits another execbuf
70  * S2->S4: context destroy called with current context
71  * S3->S5->S0: destroy path
72  * S4->S5->S0: destroy path on current context
73  *
74  * There are two confusing terms used above:
75  *  The "current context" means the context which is currently running on the
76  *  GPU. The GPU has loaded its state already and has stored away the gtt
77  *  offset of the BO. The GPU is not actively referencing the data at this
78  *  offset, but it will on the next context switch. The only way to avoid this
79  *  is to do a GPU reset.
80  *
81  *  An "active context' is one which was previously the "current context" and is
82  *  on the active list waiting for the next context switch to occur. Until this
83  *  happens, the object must remain at the same gtt offset. It is therefore
84  *  possible to destroy a context, but it is still active.
85  *
86  */
87
88 #include <drm/drmP.h>
89 #include <drm/i915_drm.h>
90 #include "i915_drv.h"
91
92 /* This is a HW constraint. The value below is the largest known requirement
93  * I've seen in a spec to date, and that was a workaround for a non-shipping
94  * part. It should be safe to decrease this, but it's more future proof as is.
95  */
96 #define CONTEXT_ALIGN (64<<10)
97
98 static struct i915_hw_context *
99 i915_gem_context_get(struct drm_i915_file_private *file_priv, u32 id);
100 static int do_switch(struct i915_hw_context *to);
101
102 static int get_context_size(struct drm_device *dev)
103 {
104         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
105         int ret;
106         u32 reg;
107
108         switch (INTEL_INFO(dev)->gen) {
109         case 6:
110                 reg = I915_READ(CXT_SIZE);
111                 ret = GEN6_CXT_TOTAL_SIZE(reg) * 64;
112                 break;
113         case 7:
114                 reg = I915_READ(GEN7_CXT_SIZE);
115                 if (IS_HASWELL(dev))
116                         ret = HSW_CXT_TOTAL_SIZE;
117                 else
118                         ret = GEN7_CXT_TOTAL_SIZE(reg) * 64;
119                 break;
120         default:
121                 BUG();
122         }
123
124         return ret;
125 }
126
127 void i915_gem_context_free(struct kref *ctx_ref)
128 {
129         struct i915_hw_context *ctx = container_of(ctx_ref,
130                                                    typeof(*ctx), ref);
131
132         list_del(&ctx->link);
133         drm_gem_object_unreference(&ctx->obj->base);
134         kfree(ctx);
135 }
136
137 static struct i915_hw_context *
138 create_hw_context(struct drm_device *dev,
139                   struct drm_i915_file_private *file_priv)
140 {
141         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
142         struct i915_hw_context *ctx;
143         int ret;
144
145         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
146         if (ctx == NULL)
147                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
148
149         kref_init(&ctx->ref);
150         ctx->obj = i915_gem_alloc_object(dev, dev_priv->hw_context_size);
151         INIT_LIST_HEAD(&ctx->link);
152         if (ctx->obj == NULL) {
153                 kfree(ctx);
154                 DRM_DEBUG_DRIVER("Context object allocated failed\n");
155                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
156         }
157
158         if (INTEL_INFO(dev)->gen >= 7) {
159                 ret = i915_gem_object_set_cache_level(ctx->obj,
160                                                       I915_CACHE_L3_LLC);
161                 /* Failure shouldn't ever happen this early */
162                 if (WARN_ON(ret))
163                         goto err_out;
164         }
165
166         /* The ring associated with the context object is handled by the normal
167          * object tracking code. We give an initial ring value simple to pass an
168          * assertion in the context switch code.
169          */
170         ctx->ring = &dev_priv->ring[RCS];
171         list_add_tail(&ctx->link, &dev_priv->context_list);
172
173         /* Default context will never have a file_priv */
174         if (file_priv == NULL)
175                 return ctx;
176
177         ret = idr_alloc(&file_priv->context_idr, ctx, DEFAULT_CONTEXT_ID + 1, 0,
178                         GFP_KERNEL);
179         if (ret < 0)
180                 goto err_out;
181
182         ctx->file_priv = file_priv;
183         ctx->id = ret;
184         /* NB: Mark all slices as needing a remap so that when the context first
185          * loads it will restore whatever remap state already exists. If there
186          * is no remap info, it will be a NOP. */
187         ctx->remap_slice = (1 << NUM_L3_SLICES(dev)) - 1;
188
189         return ctx;
190
191 err_out:
192         i915_gem_context_unreference(ctx);
193         return ERR_PTR(ret);
194 }
195
196 static inline bool is_default_context(struct i915_hw_context *ctx)
197 {
198         return (ctx == ctx->ring->default_context);
199 }
200
201 /**
202  * The default context needs to exist per ring that uses contexts. It stores the
203  * context state of the GPU for applications that don't utilize HW contexts, as
204  * well as an idle case.
205  */
206 static int create_default_context(struct drm_i915_private *dev_priv)
207 {
208         struct i915_hw_context *ctx;
209         int ret;
210
211         BUG_ON(!mutex_is_locked(&dev_priv->dev->struct_mutex));
212
213         ctx = create_hw_context(dev_priv->dev, NULL);
214         if (IS_ERR(ctx))
215                 return PTR_ERR(ctx);
216
217         /* We may need to do things with the shrinker which require us to
218          * immediately switch back to the default context. This can cause a
219          * problem as pinning the default context also requires GTT space which
220          * may not be available. To avoid this we always pin the
221          * default context.
222          */
223         ret = i915_gem_obj_ggtt_pin(ctx->obj, CONTEXT_ALIGN, false, false);
224         if (ret) {
225                 DRM_DEBUG_DRIVER("Couldn't pin %d\n", ret);
226                 goto err_destroy;
227         }
228
229         ret = do_switch(ctx);
230         if (ret) {
231                 DRM_DEBUG_DRIVER("Switch failed %d\n", ret);
232                 goto err_unpin;
233         }
234
235         dev_priv->ring[RCS].default_context = ctx;
236
237         DRM_DEBUG_DRIVER("Default HW context loaded\n");
238         return 0;
239
240 err_unpin:
241         i915_gem_object_unpin(ctx->obj);
242 err_destroy:
243         i915_gem_context_unreference(ctx);
244         return ret;
245 }
246
247 void i915_gem_context_init(struct drm_device *dev)
248 {
249         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
250
251         if (!HAS_HW_CONTEXTS(dev)) {
252                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
253                 DRM_DEBUG_DRIVER("Disabling HW Contexts; old hardware\n");
254                 return;
255         }
256
257         /* If called from reset, or thaw... we've been here already */
258         if (dev_priv->hw_contexts_disabled ||
259             dev_priv->ring[RCS].default_context)
260                 return;
261
262         dev_priv->hw_context_size = round_up(get_context_size(dev), 4096);
263
264         if (dev_priv->hw_context_size > (1<<20)) {
265                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
266                 DRM_DEBUG_DRIVER("Disabling HW Contexts; invalid size\n");
267                 return;
268         }
269
270         if (create_default_context(dev_priv)) {
271                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
272                 DRM_DEBUG_DRIVER("Disabling HW Contexts; create failed\n");
273                 return;
274         }
275
276         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context support initialized\n");
277 }
278
279 void i915_gem_context_fini(struct drm_device *dev)
280 {
281         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
282         struct i915_hw_context *dctx = dev_priv->ring[RCS].default_context;
283
284         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
285                 return;
286
287         /* The only known way to stop the gpu from accessing the hw context is
288          * to reset it. Do this as the very last operation to avoid confusing
289          * other code, leading to spurious errors. */
290         intel_gpu_reset(dev);
291
292         /* When default context is created and switched to, base object refcount
293          * will be 2 (+1 from object creation and +1 from do_switch()).
294          * i915_gem_context_fini() will be called after gpu_idle() has switched
295          * to default context. So we need to unreference the base object once
296          * to offset the do_switch part, so that i915_gem_context_unreference()
297          * can then free the base object correctly. */
298         WARN_ON(!dev_priv->ring[RCS].last_context);
299         if (dev_priv->ring[RCS].last_context == dctx) {
300                 /* Fake switch to NULL context */
301                 WARN_ON(dctx->obj->active);
302                 i915_gem_object_unpin(dctx->obj);
303                 i915_gem_context_unreference(dctx);
304         }
305
306         i915_gem_object_unpin(dctx->obj);
307         i915_gem_context_unreference(dctx);
308         dev_priv->ring[RCS].default_context = NULL;
309         dev_priv->ring[RCS].last_context = NULL;
310 }
311
312 static int context_idr_cleanup(int id, void *p, void *data)
313 {
314         struct i915_hw_context *ctx = p;
315
316         BUG_ON(id == DEFAULT_CONTEXT_ID);
317
318         i915_gem_context_unreference(ctx);
319         return 0;
320 }
321
322 struct i915_ctx_hang_stats *
323 i915_gem_context_get_hang_stats(struct drm_device *dev,
324                                 struct drm_file *file,
325                                 u32 id)
326 {
327         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
328         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
329         struct i915_hw_context *ctx;
330
331         if (id == DEFAULT_CONTEXT_ID)
332                 return &file_priv->hang_stats;
333
334         ctx = NULL;
335         if (!dev_priv->hw_contexts_disabled)
336                 ctx = i915_gem_context_get(file->driver_priv, id);
337         if (ctx == NULL)
338                 return ERR_PTR(-ENOENT);
339
340         return &ctx->hang_stats;
341 }
342
343 void i915_gem_context_close(struct drm_device *dev, struct drm_file *file)
344 {
345         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
346
347         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
348         idr_for_each(&file_priv->context_idr, context_idr_cleanup, NULL);
349         idr_destroy(&file_priv->context_idr);
350         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
351 }
352
353 static struct i915_hw_context *
354 i915_gem_context_get(struct drm_i915_file_private *file_priv, u32 id)
355 {
356         return (struct i915_hw_context *)idr_find(&file_priv->context_idr, id);
357 }
358
359 static inline int
360 mi_set_context(struct intel_ring_buffer *ring,
361                struct i915_hw_context *new_context,
362                u32 hw_flags)
363 {
364         int ret;
365
366         /* w/a: If Flush TLB Invalidation Mode is enabled, driver must do a TLB
367          * invalidation prior to MI_SET_CONTEXT. On GEN6 we don't set the value
368          * explicitly, so we rely on the value at ring init, stored in
369          * itlb_before_ctx_switch.
370          */
371         if (IS_GEN6(ring->dev) && ring->itlb_before_ctx_switch) {
372                 ret = ring->flush(ring, I915_GEM_GPU_DOMAINS, 0);
373                 if (ret)
374                         return ret;
375         }
376
377         ret = intel_ring_begin(ring, 6);
378         if (ret)
379                 return ret;
380
381         /* WaProgramMiArbOnOffAroundMiSetContext:ivb,vlv,hsw */
382         if (IS_GEN7(ring->dev))
383                 intel_ring_emit(ring, MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE);
384         else
385                 intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
386
387         intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
388         intel_ring_emit(ring, MI_SET_CONTEXT);
389         intel_ring_emit(ring, i915_gem_obj_ggtt_offset(new_context->obj) |
390                         MI_MM_SPACE_GTT |
391                         MI_SAVE_EXT_STATE_EN |
392                         MI_RESTORE_EXT_STATE_EN |
393                         hw_flags);
394         /* w/a: MI_SET_CONTEXT must always be followed by MI_NOOP */
395         intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
396
397         if (IS_GEN7(ring->dev))
398                 intel_ring_emit(ring, MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE);
399         else
400                 intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
401
402         intel_ring_advance(ring);
403
404         return ret;
405 }
406
407 static int do_switch(struct i915_hw_context *to)
408 {
409         struct intel_ring_buffer *ring = to->ring;
410         struct i915_hw_context *from = ring->last_context;
411         u32 hw_flags = 0;
412         int ret, i;
413
414         BUG_ON(from != NULL && from->obj != NULL && from->obj->pin_count == 0);
415
416         if (from == to && !to->remap_slice)
417                 return 0;
418
419         ret = i915_gem_obj_ggtt_pin(to->obj, CONTEXT_ALIGN, false, false);
420         if (ret)
421                 return ret;
422
423         /* Clear this page out of any CPU caches for coherent swap-in/out. Note
424          * that thanks to write = false in this call and us not setting any gpu
425          * write domains when putting a context object onto the active list
426          * (when switching away from it), this won't block.
427          * XXX: We need a real interface to do this instead of trickery. */
428         ret = i915_gem_object_set_to_gtt_domain(to->obj, false);
429         if (ret) {
430                 i915_gem_object_unpin(to->obj);
431                 return ret;
432         }
433
434         if (!to->obj->has_global_gtt_mapping)
435                 i915_gem_gtt_bind_object(to->obj, to->obj->cache_level);
436
437         if (!to->is_initialized || is_default_context(to))
438                 hw_flags |= MI_RESTORE_INHIBIT;
439
440         ret = mi_set_context(ring, to, hw_flags);
441         if (ret) {
442                 i915_gem_object_unpin(to->obj);
443                 return ret;
444         }
445
446         for (i = 0; i < MAX_L3_SLICES; i++) {
447                 if (!(to->remap_slice & (1<<i)))
448                         continue;
449
450                 ret = i915_gem_l3_remap(ring, i);
451                 /* If it failed, try again next round */
452                 if (ret)
453                         DRM_DEBUG_DRIVER("L3 remapping failed\n");
454                 else
455                         to->remap_slice &= ~(1<<i);
456         }
457
458         /* The backing object for the context is done after switching to the
459          * *next* context. Therefore we cannot retire the previous context until
460          * the next context has already started running. In fact, the below code
461          * is a bit suboptimal because the retiring can occur simply after the
462          * MI_SET_CONTEXT instead of when the next seqno has completed.
463          */
464         if (from != NULL) {
465                 from->obj->base.read_domains = I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION;
466                 i915_vma_move_to_active(i915_gem_obj_to_ggtt(from->obj), ring);
467                 /* As long as MI_SET_CONTEXT is serializing, ie. it flushes the
468                  * whole damn pipeline, we don't need to explicitly mark the
469                  * object dirty. The only exception is that the context must be
470                  * correct in case the object gets swapped out. Ideally we'd be
471                  * able to defer doing this until we know the object would be
472                  * swapped, but there is no way to do that yet.
473                  */
474                 from->obj->dirty = 1;
475                 BUG_ON(from->obj->ring != ring);
476
477                 /* obj is kept alive until the next request by its active ref */
478                 i915_gem_object_unpin(from->obj);
479                 i915_gem_context_unreference(from);
480         }
481
482         i915_gem_context_reference(to);
483         ring->last_context = to;
484         to->is_initialized = true;
485
486         return 0;
487 }
488
489 /**
490  * i915_switch_context() - perform a GPU context switch.
491  * @ring: ring for which we'll execute the context switch
492  * @file_priv: file_priv associated with the context, may be NULL
493  * @id: context id number
494  * @seqno: sequence number by which the new context will be switched to
495  * @flags:
496  *
497  * The context life cycle is simple. The context refcount is incremented and
498  * decremented by 1 and create and destroy. If the context is in use by the GPU,
499  * it will have a refoucnt > 1. This allows us to destroy the context abstract
500  * object while letting the normal object tracking destroy the backing BO.
501  */
502 int i915_switch_context(struct intel_ring_buffer *ring,
503                         struct drm_file *file,
504                         int to_id)
505 {
506         struct drm_i915_private *dev_priv = ring->dev->dev_private;
507         struct i915_hw_context *to;
508
509         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
510                 return 0;
511
512         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev_priv->dev->struct_mutex));
513
514         if (ring != &dev_priv->ring[RCS])
515                 return 0;
516
517         if (to_id == DEFAULT_CONTEXT_ID) {
518                 to = ring->default_context;
519         } else {
520                 if (file == NULL)
521                         return -EINVAL;
522
523                 to = i915_gem_context_get(file->driver_priv, to_id);
524                 if (to == NULL)
525                         return -ENOENT;
526         }
527
528         return do_switch(to);
529 }
530
531 int i915_gem_context_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
532                                   struct drm_file *file)
533 {
534         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
535         struct drm_i915_gem_context_create *args = data;
536         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
537         struct i915_hw_context *ctx;
538         int ret;
539
540         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM))
541                 return -ENODEV;
542
543         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
544                 return -ENODEV;
545
546         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
547         if (ret)
548                 return ret;
549
550         ctx = create_hw_context(dev, file_priv);
551         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
552         if (IS_ERR(ctx))
553                 return PTR_ERR(ctx);
554
555         args->ctx_id = ctx->id;
556         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context %d created\n", args->ctx_id);
557
558         return 0;
559 }
560
561 int i915_gem_context_destroy_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
562                                    struct drm_file *file)
563 {
564         struct drm_i915_gem_context_destroy *args = data;
565         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
566         struct i915_hw_context *ctx;
567         int ret;
568
569         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM))
570                 return -ENODEV;
571
572         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
573         if (ret)
574                 return ret;
575
576         ctx = i915_gem_context_get(file_priv, args->ctx_id);
577         if (!ctx) {
578                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
579                 return -ENOENT;
580         }
581
582         idr_remove(&ctx->file_priv->context_idr, ctx->id);
583         i915_gem_context_unreference(ctx);
584         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
585
586         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context %d destroyed\n", args->ctx_id);
587         return 0;
588 }