]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_guc_submission.c
drm/i915: Remove forced stop ring on suspend/unload
[karo-tx-linux.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_guc_submission.c
1 /*
2  * Copyright © 2014 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 #include <linux/firmware.h>
25 #include <linux/circ_buf.h>
26 #include "i915_drv.h"
27 #include "intel_guc.h"
28
29 /**
30  * DOC: GuC-based command submission
31  *
32  * i915_guc_client:
33  * We use the term client to avoid confusion with contexts. A i915_guc_client is
34  * equivalent to GuC object guc_context_desc. This context descriptor is
35  * allocated from a pool of 1024 entries. Kernel driver will allocate doorbell
36  * and workqueue for it. Also the process descriptor (guc_process_desc), which
37  * is mapped to client space. So the client can write Work Item then ring the
38  * doorbell.
39  *
40  * To simplify the implementation, we allocate one gem object that contains all
41  * pages for doorbell, process descriptor and workqueue.
42  *
43  * The Scratch registers:
44  * There are 16 MMIO-based registers start from 0xC180. The kernel driver writes
45  * a value to the action register (SOFT_SCRATCH_0) along with any data. It then
46  * triggers an interrupt on the GuC via another register write (0xC4C8).
47  * Firmware writes a success/fail code back to the action register after
48  * processes the request. The kernel driver polls waiting for this update and
49  * then proceeds.
50  * See host2guc_action()
51  *
52  * Doorbells:
53  * Doorbells are interrupts to uKernel. A doorbell is a single cache line (QW)
54  * mapped into process space.
55  *
56  * Work Items:
57  * There are several types of work items that the host may place into a
58  * workqueue, each with its own requirements and limitations. Currently only
59  * WQ_TYPE_INORDER is needed to support legacy submission via GuC, which
60  * represents in-order queue. The kernel driver packs ring tail pointer and an
61  * ELSP context descriptor dword into Work Item.
62  * See guc_add_workqueue_item()
63  *
64  */
65
66 /*
67  * Read GuC command/status register (SOFT_SCRATCH_0)
68  * Return true if it contains a response rather than a command
69  */
70 static inline bool host2guc_action_response(struct drm_i915_private *dev_priv,
71                                             u32 *status)
72 {
73         u32 val = I915_READ(SOFT_SCRATCH(0));
74         *status = val;
75         return GUC2HOST_IS_RESPONSE(val);
76 }
77
78 static int host2guc_action(struct intel_guc *guc, u32 *data, u32 len)
79 {
80         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
81         u32 status;
82         int i;
83         int ret;
84
85         if (WARN_ON(len < 1 || len > 15))
86                 return -EINVAL;
87
88         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
89
90         dev_priv->guc.action_count += 1;
91         dev_priv->guc.action_cmd = data[0];
92
93         for (i = 0; i < len; i++)
94                 I915_WRITE(SOFT_SCRATCH(i), data[i]);
95
96         POSTING_READ(SOFT_SCRATCH(i - 1));
97
98         I915_WRITE(HOST2GUC_INTERRUPT, HOST2GUC_TRIGGER);
99
100         /*
101          * Fast commands should complete in less than 10us, so sample quickly
102          * up to that length of time, then switch to a slower sleep-wait loop.
103          * No HOST2GUC command should ever take longer than 10ms.
104          */
105         ret = wait_for_us(host2guc_action_response(dev_priv, &status), 10);
106         if (ret)
107                 ret = wait_for(host2guc_action_response(dev_priv, &status), 10);
108         if (status != GUC2HOST_STATUS_SUCCESS) {
109                 /*
110                  * Either the GuC explicitly returned an error (which
111                  * we convert to -EIO here) or no response at all was
112                  * received within the timeout limit (-ETIMEDOUT)
113                  */
114                 if (ret != -ETIMEDOUT)
115                         ret = -EIO;
116
117                 DRM_ERROR("GUC: host2guc action 0x%X failed. ret=%d "
118                                 "status=0x%08X response=0x%08X\n",
119                                 data[0], ret, status,
120                                 I915_READ(SOFT_SCRATCH(15)));
121
122                 dev_priv->guc.action_fail += 1;
123                 dev_priv->guc.action_err = ret;
124         }
125         dev_priv->guc.action_status = status;
126
127         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
128
129         return ret;
130 }
131
132 /*
133  * Tell the GuC to allocate or deallocate a specific doorbell
134  */
135
136 static int host2guc_allocate_doorbell(struct intel_guc *guc,
137                                       struct i915_guc_client *client)
138 {
139         u32 data[2];
140
141         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ALLOCATE_DOORBELL;
142         data[1] = client->ctx_index;
143
144         return host2guc_action(guc, data, 2);
145 }
146
147 static int host2guc_release_doorbell(struct intel_guc *guc,
148                                      struct i915_guc_client *client)
149 {
150         u32 data[2];
151
152         data[0] = HOST2GUC_ACTION_DEALLOCATE_DOORBELL;
153         data[1] = client->ctx_index;
154
155         return host2guc_action(guc, data, 2);
156 }
157
158 static int host2guc_sample_forcewake(struct intel_guc *guc,
159                                      struct i915_guc_client *client)
160 {
161         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
162         u32 data[2];
163
164         data[0] = HOST2GUC_ACTION_SAMPLE_FORCEWAKE;
165         /* WaRsDisableCoarsePowerGating:skl,bxt */
166         if (!intel_enable_rc6() || NEEDS_WaRsDisableCoarsePowerGating(dev_priv))
167                 data[1] = 0;
168         else
169                 /* bit 0 and 1 are for Render and Media domain separately */
170                 data[1] = GUC_FORCEWAKE_RENDER | GUC_FORCEWAKE_MEDIA;
171
172         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
173 }
174
175 /*
176  * Initialise, update, or clear doorbell data shared with the GuC
177  *
178  * These functions modify shared data and so need access to the mapped
179  * client object which contains the page being used for the doorbell
180  */
181
182 static int guc_update_doorbell_id(struct intel_guc *guc,
183                                   struct i915_guc_client *client,
184                                   u16 new_id)
185 {
186         struct sg_table *sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
187         void *doorbell_bitmap = guc->doorbell_bitmap;
188         struct guc_doorbell_info *doorbell;
189         struct guc_context_desc desc;
190         size_t len;
191
192         doorbell = client->client_base + client->doorbell_offset;
193
194         if (client->doorbell_id != GUC_INVALID_DOORBELL_ID &&
195             test_bit(client->doorbell_id, doorbell_bitmap)) {
196                 /* Deactivate the old doorbell */
197                 doorbell->db_status = GUC_DOORBELL_DISABLED;
198                 (void)host2guc_release_doorbell(guc, client);
199                 __clear_bit(client->doorbell_id, doorbell_bitmap);
200         }
201
202         /* Update the GuC's idea of the doorbell ID */
203         len = sg_pcopy_to_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
204                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
205         if (len != sizeof(desc))
206                 return -EFAULT;
207         desc.db_id = new_id;
208         len = sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
209                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
210         if (len != sizeof(desc))
211                 return -EFAULT;
212
213         client->doorbell_id = new_id;
214         if (new_id == GUC_INVALID_DOORBELL_ID)
215                 return 0;
216
217         /* Activate the new doorbell */
218         __set_bit(new_id, doorbell_bitmap);
219         doorbell->cookie = 0;
220         doorbell->db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
221         return host2guc_allocate_doorbell(guc, client);
222 }
223
224 static int guc_init_doorbell(struct intel_guc *guc,
225                               struct i915_guc_client *client,
226                               uint16_t db_id)
227 {
228         return guc_update_doorbell_id(guc, client, db_id);
229 }
230
231 static void guc_disable_doorbell(struct intel_guc *guc,
232                                  struct i915_guc_client *client)
233 {
234         (void)guc_update_doorbell_id(guc, client, GUC_INVALID_DOORBELL_ID);
235
236         /* XXX: wait for any interrupts */
237         /* XXX: wait for workqueue to drain */
238 }
239
240 static uint16_t
241 select_doorbell_register(struct intel_guc *guc, uint32_t priority)
242 {
243         /*
244          * The bitmap tracks which doorbell registers are currently in use.
245          * It is split into two halves; the first half is used for normal
246          * priority contexts, the second half for high-priority ones.
247          * Note that logically higher priorities are numerically less than
248          * normal ones, so the test below means "is it high-priority?"
249          */
250         const bool hi_pri = (priority <= GUC_CTX_PRIORITY_HIGH);
251         const uint16_t half = GUC_MAX_DOORBELLS / 2;
252         const uint16_t start = hi_pri ? half : 0;
253         const uint16_t end = start + half;
254         uint16_t id;
255
256         id = find_next_zero_bit(guc->doorbell_bitmap, end, start);
257         if (id == end)
258                 id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
259
260         DRM_DEBUG_DRIVER("assigned %s priority doorbell id 0x%x\n",
261                         hi_pri ? "high" : "normal", id);
262
263         return id;
264 }
265
266 /*
267  * Select, assign and relase doorbell cachelines
268  *
269  * These functions track which doorbell cachelines are in use.
270  * The data they manipulate is protected by the host2guc lock.
271  */
272
273 static uint32_t select_doorbell_cacheline(struct intel_guc *guc)
274 {
275         const uint32_t cacheline_size = cache_line_size();
276         uint32_t offset;
277
278         /* Doorbell uses a single cache line within a page */
279         offset = offset_in_page(guc->db_cacheline);
280
281         /* Moving to next cache line to reduce contention */
282         guc->db_cacheline += cacheline_size;
283
284         DRM_DEBUG_DRIVER("selected doorbell cacheline 0x%x, next 0x%x, linesize %u\n",
285                         offset, guc->db_cacheline, cacheline_size);
286
287         return offset;
288 }
289
290 /*
291  * Initialise the process descriptor shared with the GuC firmware.
292  */
293 static void guc_init_proc_desc(struct intel_guc *guc,
294                                struct i915_guc_client *client)
295 {
296         struct guc_process_desc *desc;
297
298         desc = client->client_base + client->proc_desc_offset;
299
300         memset(desc, 0, sizeof(*desc));
301
302         /*
303          * XXX: pDoorbell and WQVBaseAddress are pointers in process address
304          * space for ring3 clients (set them as in mmap_ioctl) or kernel
305          * space for kernel clients (map on demand instead? May make debug
306          * easier to have it mapped).
307          */
308         desc->wq_base_addr = 0;
309         desc->db_base_addr = 0;
310
311         desc->context_id = client->ctx_index;
312         desc->wq_size_bytes = client->wq_size;
313         desc->wq_status = WQ_STATUS_ACTIVE;
314         desc->priority = client->priority;
315 }
316
317 /*
318  * Initialise/clear the context descriptor shared with the GuC firmware.
319  *
320  * This descriptor tells the GuC where (in GGTT space) to find the important
321  * data structures relating to this client (doorbell, process descriptor,
322  * write queue, etc).
323  */
324
325 static void guc_init_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
326                               struct i915_guc_client *client)
327 {
328         struct drm_i915_gem_object *client_obj = client->client_obj;
329         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
330         struct intel_engine_cs *engine;
331         struct i915_gem_context *ctx = client->owner;
332         struct guc_context_desc desc;
333         struct sg_table *sg;
334         u32 gfx_addr;
335
336         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
337
338         desc.attribute = GUC_CTX_DESC_ATTR_ACTIVE | GUC_CTX_DESC_ATTR_KERNEL;
339         desc.context_id = client->ctx_index;
340         desc.priority = client->priority;
341         desc.db_id = client->doorbell_id;
342
343         for_each_engine(engine, dev_priv) {
344                 struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
345                 struct guc_execlist_context *lrc = &desc.lrc[engine->guc_id];
346                 struct drm_i915_gem_object *obj;
347
348                 /* TODO: We have a design issue to be solved here. Only when we
349                  * receive the first batch, we know which engine is used by the
350                  * user. But here GuC expects the lrc and ring to be pinned. It
351                  * is not an issue for default context, which is the only one
352                  * for now who owns a GuC client. But for future owner of GuC
353                  * client, need to make sure lrc is pinned prior to enter here.
354                  */
355                 if (!ce->state)
356                         break;  /* XXX: continue? */
357
358                 lrc->context_desc = lower_32_bits(ce->lrc_desc);
359
360                 /* The state page is after PPHWSP */
361                 gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(ce->state);
362                 lrc->ring_lcra = gfx_addr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
363                 lrc->context_id = (client->ctx_index << GUC_ELC_CTXID_OFFSET) |
364                                 (engine->guc_id << GUC_ELC_ENGINE_OFFSET);
365
366                 obj = ce->ring->obj;
367                 gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj);
368
369                 lrc->ring_begin = gfx_addr;
370                 lrc->ring_end = gfx_addr + obj->base.size - 1;
371                 lrc->ring_next_free_location = gfx_addr;
372                 lrc->ring_current_tail_pointer_value = 0;
373
374                 desc.engines_used |= (1 << engine->guc_id);
375         }
376
377         WARN_ON(desc.engines_used == 0);
378
379         /*
380          * The doorbell, process descriptor, and workqueue are all parts
381          * of the client object, which the GuC will reference via the GGTT
382          */
383         gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(client_obj);
384         desc.db_trigger_phy = sg_dma_address(client_obj->pages->sgl) +
385                                 client->doorbell_offset;
386         desc.db_trigger_cpu = (uintptr_t)client->client_base +
387                                 client->doorbell_offset;
388         desc.db_trigger_uk = gfx_addr + client->doorbell_offset;
389         desc.process_desc = gfx_addr + client->proc_desc_offset;
390         desc.wq_addr = gfx_addr + client->wq_offset;
391         desc.wq_size = client->wq_size;
392
393         /*
394          * XXX: Take LRCs from an existing context if this is not an
395          * IsKMDCreatedContext client
396          */
397         desc.desc_private = (uintptr_t)client;
398
399         /* Pool context is pinned already */
400         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
401         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
402                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
403 }
404
405 static void guc_fini_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
406                               struct i915_guc_client *client)
407 {
408         struct guc_context_desc desc;
409         struct sg_table *sg;
410
411         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
412
413         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
414         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
415                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
416 }
417
418 /**
419  * i915_guc_wq_check_space() - check that the GuC can accept a request
420  * @request:    request associated with the commands
421  *
422  * Return:      0 if space is available
423  *              -EAGAIN if space is not currently available
424  *
425  * This function must be called (and must return 0) before a request
426  * is submitted to the GuC via i915_guc_submit() below. Once a result
427  * of 0 has been returned, it remains valid until (but only until)
428  * the next call to submit().
429  *
430  * This precheck allows the caller to determine in advance that space
431  * will be available for the next submission before committing resources
432  * to it, and helps avoid late failures with complicated recovery paths.
433  */
434 int i915_guc_wq_check_space(struct drm_i915_gem_request *request)
435 {
436         const size_t wqi_size = sizeof(struct guc_wq_item);
437         struct i915_guc_client *gc = request->i915->guc.execbuf_client;
438         struct guc_process_desc *desc;
439         u32 freespace;
440
441         GEM_BUG_ON(gc == NULL);
442
443         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
444
445         freespace = CIRC_SPACE(gc->wq_tail, desc->head, gc->wq_size);
446         if (likely(freespace >= wqi_size))
447                 return 0;
448
449         gc->no_wq_space += 1;
450
451         return -EAGAIN;
452 }
453
454 static void guc_add_workqueue_item(struct i915_guc_client *gc,
455                                    struct drm_i915_gem_request *rq)
456 {
457         /* wqi_len is in DWords, and does not include the one-word header */
458         const size_t wqi_size = sizeof(struct guc_wq_item);
459         const u32 wqi_len = wqi_size/sizeof(u32) - 1;
460         struct guc_process_desc *desc;
461         struct guc_wq_item *wqi;
462         void *base;
463         u32 freespace, tail, wq_off, wq_page;
464
465         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
466
467         /* Free space is guaranteed, see i915_guc_wq_check_space() above */
468         freespace = CIRC_SPACE(gc->wq_tail, desc->head, gc->wq_size);
469         GEM_BUG_ON(freespace < wqi_size);
470
471         /* The GuC firmware wants the tail index in QWords, not bytes */
472         tail = rq->tail;
473         GEM_BUG_ON(tail & 7);
474         tail >>= 3;
475         GEM_BUG_ON(tail > WQ_RING_TAIL_MAX);
476
477         /* For now workqueue item is 4 DWs; workqueue buffer is 2 pages. So we
478          * should not have the case where structure wqi is across page, neither
479          * wrapped to the beginning. This simplifies the implementation below.
480          *
481          * XXX: if not the case, we need save data to a temp wqi and copy it to
482          * workqueue buffer dw by dw.
483          */
484         BUILD_BUG_ON(wqi_size != 16);
485
486         /* postincrement WQ tail for next time */
487         wq_off = gc->wq_tail;
488         gc->wq_tail += wqi_size;
489         gc->wq_tail &= gc->wq_size - 1;
490         GEM_BUG_ON(wq_off & (wqi_size - 1));
491
492         /* WQ starts from the page after doorbell / process_desc */
493         wq_page = (wq_off + GUC_DB_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
494         wq_off &= PAGE_SIZE - 1;
495         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, wq_page));
496         wqi = (struct guc_wq_item *)((char *)base + wq_off);
497
498         /* Now fill in the 4-word work queue item */
499         wqi->header = WQ_TYPE_INORDER |
500                         (wqi_len << WQ_LEN_SHIFT) |
501                         (rq->engine->guc_id << WQ_TARGET_SHIFT) |
502                         WQ_NO_WCFLUSH_WAIT;
503
504         /* The GuC wants only the low-order word of the context descriptor */
505         wqi->context_desc = (u32)intel_lr_context_descriptor(rq->ctx,
506                                                              rq->engine);
507
508         wqi->ring_tail = tail << WQ_RING_TAIL_SHIFT;
509         wqi->fence_id = rq->fence.seqno;
510
511         kunmap_atomic(base);
512 }
513
514 static int guc_ring_doorbell(struct i915_guc_client *gc)
515 {
516         struct guc_process_desc *desc;
517         union guc_doorbell_qw db_cmp, db_exc, db_ret;
518         union guc_doorbell_qw *db;
519         int attempt = 2, ret = -EAGAIN;
520
521         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
522
523         /* Update the tail so it is visible to GuC */
524         desc->tail = gc->wq_tail;
525
526         /* current cookie */
527         db_cmp.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
528         db_cmp.cookie = gc->cookie;
529
530         /* cookie to be updated */
531         db_exc.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
532         db_exc.cookie = gc->cookie + 1;
533         if (db_exc.cookie == 0)
534                 db_exc.cookie = 1;
535
536         /* pointer of current doorbell cacheline */
537         db = gc->client_base + gc->doorbell_offset;
538
539         while (attempt--) {
540                 /* lets ring the doorbell */
541                 db_ret.value_qw = atomic64_cmpxchg((atomic64_t *)db,
542                         db_cmp.value_qw, db_exc.value_qw);
543
544                 /* if the exchange was successfully executed */
545                 if (db_ret.value_qw == db_cmp.value_qw) {
546                         /* db was successfully rung */
547                         gc->cookie = db_exc.cookie;
548                         ret = 0;
549                         break;
550                 }
551
552                 /* XXX: doorbell was lost and need to acquire it again */
553                 if (db_ret.db_status == GUC_DOORBELL_DISABLED)
554                         break;
555
556                 DRM_ERROR("Cookie mismatch. Expected %d, returned %d\n",
557                           db_cmp.cookie, db_ret.cookie);
558
559                 /* update the cookie to newly read cookie from GuC */
560                 db_cmp.cookie = db_ret.cookie;
561                 db_exc.cookie = db_ret.cookie + 1;
562                 if (db_exc.cookie == 0)
563                         db_exc.cookie = 1;
564         }
565
566         return ret;
567 }
568
569 /**
570  * i915_guc_submit() - Submit commands through GuC
571  * @rq:         request associated with the commands
572  *
573  * Return:      0 on success, otherwise an errno.
574  *              (Note: nonzero really shouldn't happen!)
575  *
576  * The caller must have already called i915_guc_wq_check_space() above
577  * with a result of 0 (success) since the last request submission. This
578  * guarantees that there is space in the work queue for the new request,
579  * so enqueuing the item cannot fail.
580  *
581  * Bad Things Will Happen if the caller violates this protocol e.g. calls
582  * submit() when check() says there's no space, or calls submit() multiple
583  * times with no intervening check().
584  *
585  * The only error here arises if the doorbell hardware isn't functioning
586  * as expected, which really shouln't happen.
587  */
588 static void i915_guc_submit(struct drm_i915_gem_request *rq)
589 {
590         unsigned int engine_id = rq->engine->id;
591         struct intel_guc *guc = &rq->i915->guc;
592         struct i915_guc_client *client = guc->execbuf_client;
593         int b_ret;
594
595         guc_add_workqueue_item(client, rq);
596         b_ret = guc_ring_doorbell(client);
597
598         client->submissions[engine_id] += 1;
599         client->retcode = b_ret;
600         if (b_ret)
601                 client->b_fail += 1;
602
603         guc->submissions[engine_id] += 1;
604         guc->last_seqno[engine_id] = rq->fence.seqno;
605 }
606
607 /*
608  * Everything below here is concerned with setup & teardown, and is
609  * therefore not part of the somewhat time-critical batch-submission
610  * path of i915_guc_submit() above.
611  */
612
613 /**
614  * gem_allocate_guc_obj() - Allocate gem object for GuC usage
615  * @dev_priv:   driver private data structure
616  * @size:       size of object
617  *
618  * This is a wrapper to create a gem obj. In order to use it inside GuC, the
619  * object needs to be pinned lifetime. Also we must pin it to gtt space other
620  * than [0, GUC_WOPCM_TOP) because this range is reserved inside GuC.
621  *
622  * Return:      A drm_i915_gem_object if successful, otherwise NULL.
623  */
624 static struct drm_i915_gem_object *
625 gem_allocate_guc_obj(struct drm_i915_private *dev_priv, u32 size)
626 {
627         struct drm_i915_gem_object *obj;
628
629         obj = i915_gem_object_create(&dev_priv->drm, size);
630         if (IS_ERR(obj))
631                 return NULL;
632
633         if (i915_gem_object_get_pages(obj)) {
634                 i915_gem_object_put(obj);
635                 return NULL;
636         }
637
638         if (i915_gem_object_ggtt_pin(obj, NULL, 0, PAGE_SIZE,
639                                      PIN_OFFSET_BIAS | GUC_WOPCM_TOP)) {
640                 i915_gem_object_put(obj);
641                 return NULL;
642         }
643
644         /* Invalidate GuC TLB to let GuC take the latest updates to GTT. */
645         I915_WRITE(GEN8_GTCR, GEN8_GTCR_INVALIDATE);
646
647         return obj;
648 }
649
650 /**
651  * gem_release_guc_obj() - Release gem object allocated for GuC usage
652  * @obj:        gem obj to be released
653  */
654 static void gem_release_guc_obj(struct drm_i915_gem_object *obj)
655 {
656         if (!obj)
657                 return;
658
659         if (i915_gem_obj_is_pinned(obj))
660                 i915_gem_object_ggtt_unpin(obj);
661
662         i915_gem_object_put(obj);
663 }
664
665 static void
666 guc_client_free(struct drm_i915_private *dev_priv,
667                 struct i915_guc_client *client)
668 {
669         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
670
671         if (!client)
672                 return;
673
674         /*
675          * XXX: wait for any outstanding submissions before freeing memory.
676          * Be sure to drop any locks
677          */
678
679         if (client->client_base) {
680                 /*
681                  * If we got as far as setting up a doorbell, make sure we
682                  * shut it down before unmapping & deallocating the memory.
683                  */
684                 guc_disable_doorbell(guc, client);
685
686                 kunmap(kmap_to_page(client->client_base));
687         }
688
689         gem_release_guc_obj(client->client_obj);
690
691         if (client->ctx_index != GUC_INVALID_CTX_ID) {
692                 guc_fini_ctx_desc(guc, client);
693                 ida_simple_remove(&guc->ctx_ids, client->ctx_index);
694         }
695
696         kfree(client);
697 }
698
699 /*
700  * Borrow the first client to set up & tear down every doorbell
701  * in turn, to ensure that all doorbell h/w is (re)initialised.
702  */
703 static void guc_init_doorbell_hw(struct intel_guc *guc)
704 {
705         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
706         struct i915_guc_client *client = guc->execbuf_client;
707         uint16_t db_id, i;
708         int err;
709
710         db_id = client->doorbell_id;
711
712         for (i = 0; i < GUC_MAX_DOORBELLS; ++i) {
713                 i915_reg_t drbreg = GEN8_DRBREGL(i);
714                 u32 value = I915_READ(drbreg);
715
716                 err = guc_update_doorbell_id(guc, client, i);
717
718                 /* Report update failure or unexpectedly active doorbell */
719                 if (err || (i != db_id && (value & GUC_DOORBELL_ENABLED)))
720                         DRM_DEBUG_DRIVER("Doorbell %d (reg 0x%x) was 0x%x, err %d\n",
721                                           i, drbreg.reg, value, err);
722         }
723
724         /* Restore to original value */
725         err = guc_update_doorbell_id(guc, client, db_id);
726         if (err)
727                 DRM_ERROR("Failed to restore doorbell to %d, err %d\n",
728                         db_id, err);
729
730         for (i = 0; i < GUC_MAX_DOORBELLS; ++i) {
731                 i915_reg_t drbreg = GEN8_DRBREGL(i);
732                 u32 value = I915_READ(drbreg);
733
734                 if (i != db_id && (value & GUC_DOORBELL_ENABLED))
735                         DRM_DEBUG_DRIVER("Doorbell %d (reg 0x%x) finally 0x%x\n",
736                                           i, drbreg.reg, value);
737
738         }
739 }
740
741 /**
742  * guc_client_alloc() - Allocate an i915_guc_client
743  * @dev_priv:   driver private data structure
744  * @priority:   four levels priority _CRITICAL, _HIGH, _NORMAL and _LOW
745  *              The kernel client to replace ExecList submission is created with
746  *              NORMAL priority. Priority of a client for scheduler can be HIGH,
747  *              while a preemption context can use CRITICAL.
748  * @ctx:        the context that owns the client (we use the default render
749  *              context)
750  *
751  * Return:      An i915_guc_client object if success, else NULL.
752  */
753 static struct i915_guc_client *
754 guc_client_alloc(struct drm_i915_private *dev_priv,
755                  uint32_t priority,
756                  struct i915_gem_context *ctx)
757 {
758         struct i915_guc_client *client;
759         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
760         struct drm_i915_gem_object *obj;
761         uint16_t db_id;
762
763         client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
764         if (!client)
765                 return NULL;
766
767         client->doorbell_id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
768         client->priority = priority;
769         client->owner = ctx;
770         client->guc = guc;
771
772         client->ctx_index = (uint32_t)ida_simple_get(&guc->ctx_ids, 0,
773                         GUC_MAX_GPU_CONTEXTS, GFP_KERNEL);
774         if (client->ctx_index >= GUC_MAX_GPU_CONTEXTS) {
775                 client->ctx_index = GUC_INVALID_CTX_ID;
776                 goto err;
777         }
778
779         /* The first page is doorbell/proc_desc. Two followed pages are wq. */
780         obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, GUC_DB_SIZE + GUC_WQ_SIZE);
781         if (!obj)
782                 goto err;
783
784         /* We'll keep just the first (doorbell/proc) page permanently kmap'd. */
785         client->client_obj = obj;
786         client->client_base = kmap(i915_gem_object_get_page(obj, 0));
787         client->wq_offset = GUC_DB_SIZE;
788         client->wq_size = GUC_WQ_SIZE;
789
790         db_id = select_doorbell_register(guc, client->priority);
791         if (db_id == GUC_INVALID_DOORBELL_ID)
792                 /* XXX: evict a doorbell instead? */
793                 goto err;
794
795         client->doorbell_offset = select_doorbell_cacheline(guc);
796
797         /*
798          * Since the doorbell only requires a single cacheline, we can save
799          * space by putting the application process descriptor in the same
800          * page. Use the half of the page that doesn't include the doorbell.
801          */
802         if (client->doorbell_offset >= (GUC_DB_SIZE / 2))
803                 client->proc_desc_offset = 0;
804         else
805                 client->proc_desc_offset = (GUC_DB_SIZE / 2);
806
807         guc_init_proc_desc(guc, client);
808         guc_init_ctx_desc(guc, client);
809         if (guc_init_doorbell(guc, client, db_id))
810                 goto err;
811
812         DRM_DEBUG_DRIVER("new priority %u client %p: ctx_index %u\n",
813                 priority, client, client->ctx_index);
814         DRM_DEBUG_DRIVER("doorbell id %u, cacheline offset 0x%x\n",
815                 client->doorbell_id, client->doorbell_offset);
816
817         return client;
818
819 err:
820         DRM_ERROR("FAILED to create priority %u GuC client!\n", priority);
821
822         guc_client_free(dev_priv, client);
823         return NULL;
824 }
825
826 static void guc_create_log(struct intel_guc *guc)
827 {
828         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
829         struct drm_i915_gem_object *obj;
830         unsigned long offset;
831         uint32_t size, flags;
832
833         if (i915.guc_log_level < GUC_LOG_VERBOSITY_MIN)
834                 return;
835
836         if (i915.guc_log_level > GUC_LOG_VERBOSITY_MAX)
837                 i915.guc_log_level = GUC_LOG_VERBOSITY_MAX;
838
839         /* The first page is to save log buffer state. Allocate one
840          * extra page for others in case for overlap */
841         size = (1 + GUC_LOG_DPC_PAGES + 1 +
842                 GUC_LOG_ISR_PAGES + 1 +
843                 GUC_LOG_CRASH_PAGES + 1) << PAGE_SHIFT;
844
845         obj = guc->log_obj;
846         if (!obj) {
847                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, size);
848                 if (!obj) {
849                         /* logging will be off */
850                         i915.guc_log_level = -1;
851                         return;
852                 }
853
854                 guc->log_obj = obj;
855         }
856
857         /* each allocated unit is a page */
858         flags = GUC_LOG_VALID | GUC_LOG_NOTIFY_ON_HALF_FULL |
859                 (GUC_LOG_DPC_PAGES << GUC_LOG_DPC_SHIFT) |
860                 (GUC_LOG_ISR_PAGES << GUC_LOG_ISR_SHIFT) |
861                 (GUC_LOG_CRASH_PAGES << GUC_LOG_CRASH_SHIFT);
862
863         offset = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) >> PAGE_SHIFT; /* in pages */
864         guc->log_flags = (offset << GUC_LOG_BUF_ADDR_SHIFT) | flags;
865 }
866
867 static void init_guc_policies(struct guc_policies *policies)
868 {
869         struct guc_policy *policy;
870         u32 p, i;
871
872         policies->dpc_promote_time = 500000;
873         policies->max_num_work_items = POLICY_MAX_NUM_WI;
874
875         for (p = 0; p < GUC_CTX_PRIORITY_NUM; p++) {
876                 for (i = GUC_RENDER_ENGINE; i < GUC_MAX_ENGINES_NUM; i++) {
877                         policy = &policies->policy[p][i];
878
879                         policy->execution_quantum = 1000000;
880                         policy->preemption_time = 500000;
881                         policy->fault_time = 250000;
882                         policy->policy_flags = 0;
883                 }
884         }
885
886         policies->is_valid = 1;
887 }
888
889 static void guc_create_ads(struct intel_guc *guc)
890 {
891         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
892         struct drm_i915_gem_object *obj;
893         struct guc_ads *ads;
894         struct guc_policies *policies;
895         struct guc_mmio_reg_state *reg_state;
896         struct intel_engine_cs *engine;
897         struct page *page;
898         u32 size;
899
900         /* The ads obj includes the struct itself and buffers passed to GuC */
901         size = sizeof(struct guc_ads) + sizeof(struct guc_policies) +
902                         sizeof(struct guc_mmio_reg_state) +
903                         GUC_S3_SAVE_SPACE_PAGES * PAGE_SIZE;
904
905         obj = guc->ads_obj;
906         if (!obj) {
907                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, PAGE_ALIGN(size));
908                 if (!obj)
909                         return;
910
911                 guc->ads_obj = obj;
912         }
913
914         page = i915_gem_object_get_page(obj, 0);
915         ads = kmap(page);
916
917         /*
918          * The GuC requires a "Golden Context" when it reinitialises
919          * engines after a reset. Here we use the Render ring default
920          * context, which must already exist and be pinned in the GGTT,
921          * so its address won't change after we've told the GuC where
922          * to find it.
923          */
924         engine = &dev_priv->engine[RCS];
925         ads->golden_context_lrca = engine->status_page.gfx_addr;
926
927         for_each_engine(engine, dev_priv)
928                 ads->eng_state_size[engine->guc_id] = intel_lr_context_size(engine);
929
930         /* GuC scheduling policies */
931         policies = (void *)ads + sizeof(struct guc_ads);
932         init_guc_policies(policies);
933
934         ads->scheduler_policies = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) +
935                         sizeof(struct guc_ads);
936
937         /* MMIO reg state */
938         reg_state = (void *)policies + sizeof(struct guc_policies);
939
940         for_each_engine(engine, dev_priv) {
941                 reg_state->mmio_white_list[engine->guc_id].mmio_start =
942                         engine->mmio_base + GUC_MMIO_WHITE_LIST_START;
943
944                 /* Nothing to be saved or restored for now. */
945                 reg_state->mmio_white_list[engine->guc_id].count = 0;
946         }
947
948         ads->reg_state_addr = ads->scheduler_policies +
949                         sizeof(struct guc_policies);
950
951         ads->reg_state_buffer = ads->reg_state_addr +
952                         sizeof(struct guc_mmio_reg_state);
953
954         kunmap(page);
955 }
956
957 /*
958  * Set up the memory resources to be shared with the GuC.  At this point,
959  * we require just one object that can be mapped through the GGTT.
960  */
961 int i915_guc_submission_init(struct drm_i915_private *dev_priv)
962 {
963         const size_t ctxsize = sizeof(struct guc_context_desc);
964         const size_t poolsize = GUC_MAX_GPU_CONTEXTS * ctxsize;
965         const size_t gemsize = round_up(poolsize, PAGE_SIZE);
966         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
967
968         /* Wipe bitmap & delete client in case of reinitialisation */
969         bitmap_clear(guc->doorbell_bitmap, 0, GUC_MAX_DOORBELLS);
970         i915_guc_submission_disable(dev_priv);
971
972         if (!i915.enable_guc_submission)
973                 return 0; /* not enabled  */
974
975         if (guc->ctx_pool_obj)
976                 return 0; /* already allocated */
977
978         guc->ctx_pool_obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, gemsize);
979         if (!guc->ctx_pool_obj)
980                 return -ENOMEM;
981
982         ida_init(&guc->ctx_ids);
983         guc_create_log(guc);
984         guc_create_ads(guc);
985
986         return 0;
987 }
988
989 int i915_guc_submission_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
990 {
991         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
992         struct i915_guc_client *client;
993         struct intel_engine_cs *engine;
994
995         /* client for execbuf submission */
996         client = guc_client_alloc(dev_priv,
997                                   GUC_CTX_PRIORITY_KMD_NORMAL,
998                                   dev_priv->kernel_context);
999         if (!client) {
1000                 DRM_ERROR("Failed to create execbuf guc_client\n");
1001                 return -ENOMEM;
1002         }
1003
1004         guc->execbuf_client = client;
1005         host2guc_sample_forcewake(guc, client);
1006         guc_init_doorbell_hw(guc);
1007
1008         /* Take over from manual control of ELSP (execlists) */
1009         for_each_engine(engine, dev_priv)
1010                 engine->submit_request = i915_guc_submit;
1011
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 void i915_guc_submission_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1016 {
1017         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1018
1019         if (!guc->execbuf_client)
1020                 return;
1021
1022         /* Revert back to manual ELSP submission */
1023         intel_execlists_enable_submission(dev_priv);
1024
1025         guc_client_free(dev_priv, guc->execbuf_client);
1026         guc->execbuf_client = NULL;
1027 }
1028
1029 void i915_guc_submission_fini(struct drm_i915_private *dev_priv)
1030 {
1031         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1032
1033         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.ads_obj);
1034         guc->ads_obj = NULL;
1035
1036         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.log_obj);
1037         guc->log_obj = NULL;
1038
1039         if (guc->ctx_pool_obj)
1040                 ida_destroy(&guc->ctx_ids);
1041         gem_release_guc_obj(guc->ctx_pool_obj);
1042         guc->ctx_pool_obj = NULL;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * intel_guc_suspend() - notify GuC entering suspend state
1047  * @dev:        drm device
1048  */
1049 int intel_guc_suspend(struct drm_device *dev)
1050 {
1051         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
1052         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1053         struct i915_gem_context *ctx;
1054         u32 data[3];
1055
1056         if (guc->guc_fw.guc_fw_load_status != GUC_FIRMWARE_SUCCESS)
1057                 return 0;
1058
1059         ctx = dev_priv->kernel_context;
1060
1061         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ENTER_S_STATE;
1062         /* any value greater than GUC_POWER_D0 */
1063         data[1] = GUC_POWER_D1;
1064         /* first page is shared data with GuC */
1065         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1066
1067         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1068 }
1069
1070
1071 /**
1072  * intel_guc_resume() - notify GuC resuming from suspend state
1073  * @dev:        drm device
1074  */
1075 int intel_guc_resume(struct drm_device *dev)
1076 {
1077         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
1078         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1079         struct i915_gem_context *ctx;
1080         u32 data[3];
1081
1082         if (guc->guc_fw.guc_fw_load_status != GUC_FIRMWARE_SUCCESS)
1083                 return 0;
1084
1085         ctx = dev_priv->kernel_context;
1086
1087         data[0] = HOST2GUC_ACTION_EXIT_S_STATE;
1088         data[1] = GUC_POWER_D0;
1089         /* first page is shared data with GuC */
1090         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1091
1092         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1093 }