]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/dev/drm2/i915/i915_gem_context.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / dev / drm2 / 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 it's 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 <sys/cdefs.h>
89 __FBSDID("$FreeBSD$");
90
91 #include <dev/drm2/drmP.h>
92 #include <dev/drm2/i915/i915_drm.h>
93 #include "i915_drv.h"
94
95 /* This is a HW constraint. The value below is the largest known requirement
96  * I've seen in a spec to date, and that was a workaround for a non-shipping
97  * part. It should be safe to decrease this, but it's more future proof as is.
98  */
99 #define CONTEXT_ALIGN (64<<10)
100
101 static struct i915_hw_context *
102 i915_gem_context_get(struct drm_i915_file_private *file_priv, u32 id);
103 static int do_switch(struct i915_hw_context *to);
104
105 static int get_context_size(struct drm_device *dev)
106 {
107         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
108         int ret;
109         u32 reg;
110
111         switch (INTEL_INFO(dev)->gen) {
112         case 6:
113                 reg = I915_READ(CXT_SIZE);
114                 ret = GEN6_CXT_TOTAL_SIZE(reg) * 64;
115                 break;
116         case 7:
117                 reg = I915_READ(GEN7_CXT_SIZE);
118 #ifdef FREEBSD_WIP
119                 if (IS_HASWELL(dev))
120                         ret = HSW_CXT_TOTAL_SIZE(reg) * 64;
121                 else
122 #endif
123                         ret = GEN7_CXT_TOTAL_SIZE(reg) * 64;
124                 break;
125         default:
126                 panic("i915_gem_context: Unsupported Intel GPU generation %d",
127                     INTEL_INFO(dev)->gen);
128         }
129
130         return ret;
131 }
132
133 static void do_destroy(struct i915_hw_context *ctx)
134 {
135 #if defined(INVARIANTS)
136         struct drm_device *dev = ctx->obj->base.dev;
137         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
138 #endif
139
140         if (ctx->file_priv)
141                 drm_gem_names_remove(&ctx->file_priv->context_idr, ctx->id);
142         else
143                 KASSERT(ctx == dev_priv->rings[RCS].default_context,
144                     ("i915_gem_context: ctx != default_context"));
145
146         drm_gem_object_unreference(&ctx->obj->base);
147         free(ctx, DRM_I915_GEM);
148 }
149
150 static int
151 create_hw_context(struct drm_device *dev,
152                   struct drm_i915_file_private *file_priv,
153                   struct i915_hw_context **ret_ctx)
154 {
155         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
156         struct i915_hw_context *ctx;
157         int ret, id;
158
159         ctx = malloc(sizeof(*ctx), DRM_I915_GEM, M_NOWAIT | M_ZERO);
160         if (ctx == NULL)
161                 return (-ENOMEM);
162
163         ctx->obj = i915_gem_alloc_object(dev, dev_priv->hw_context_size);
164         if (ctx->obj == NULL) {
165                 free(ctx, DRM_I915_GEM);
166                 DRM_DEBUG_DRIVER("Context object allocated failed\n");
167                 return (-ENOMEM);
168         }
169
170         if (INTEL_INFO(dev)->gen >= 7) {
171                 ret = i915_gem_object_set_cache_level(ctx->obj,
172                                                       I915_CACHE_LLC_MLC);
173                 if (ret)
174                         goto err_out;
175         }
176
177         /* The ring associated with the context object is handled by the normal
178          * object tracking code. We give an initial ring value simple to pass an
179          * assertion in the context switch code.
180          */
181         ctx->ring = &dev_priv->rings[RCS];
182
183         /* Default context will never have a file_priv */
184         if (file_priv == NULL) {
185                 *ret_ctx = ctx;
186                 return (0);
187         }
188
189         ctx->file_priv = file_priv;
190
191 again:
192         id = 0;
193         ret = drm_gem_name_create(&file_priv->context_idr, ctx, &id);
194         if (ret == 0)
195                 ctx->id = id;
196
197         if (ret == -EAGAIN)
198                 goto again;
199         else if (ret)
200                 goto err_out;
201
202         *ret_ctx = ctx;
203         return (0);
204
205 err_out:
206         do_destroy(ctx);
207         return (ret);
208 }
209
210 static inline bool is_default_context(struct i915_hw_context *ctx)
211 {
212         return (ctx == ctx->ring->default_context);
213 }
214
215 /**
216  * The default context needs to exist per ring that uses contexts. It stores the
217  * context state of the GPU for applications that don't utilize HW contexts, as
218  * well as an idle case.
219  */
220 static int create_default_context(struct drm_i915_private *dev_priv)
221 {
222         struct i915_hw_context *ctx;
223         int ret;
224
225         DRM_LOCK_ASSERT(dev_priv->dev);
226
227         ret = create_hw_context(dev_priv->dev, NULL, &ctx);
228         if (ret != 0)
229                 return (ret);
230
231         /* We may need to do things with the shrinker which require us to
232          * immediately switch back to the default context. This can cause a
233          * problem as pinning the default context also requires GTT space which
234          * may not be available. To avoid this we always pin the
235          * default context.
236          */
237         dev_priv->rings[RCS].default_context = ctx;
238         ret = i915_gem_object_pin(ctx->obj, CONTEXT_ALIGN, false);
239         if (ret)
240                 goto err_destroy;
241
242         ret = do_switch(ctx);
243         if (ret)
244                 goto err_unpin;
245
246         DRM_DEBUG_DRIVER("Default HW context loaded\n");
247         return 0;
248
249 err_unpin:
250         i915_gem_object_unpin(ctx->obj);
251 err_destroy:
252         do_destroy(ctx);
253         return ret;
254 }
255
256 void i915_gem_context_init(struct drm_device *dev)
257 {
258         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
259         uint32_t ctx_size;
260
261         if (!HAS_HW_CONTEXTS(dev)) {
262                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
263                 return;
264         }
265
266         /* If called from reset, or thaw... we've been here already */
267         if (dev_priv->hw_contexts_disabled ||
268             dev_priv->rings[RCS].default_context)
269                 return;
270
271         ctx_size = get_context_size(dev);
272         dev_priv->hw_context_size = get_context_size(dev);
273         dev_priv->hw_context_size = roundup(dev_priv->hw_context_size, 4096);
274
275         if (ctx_size <= 0 || ctx_size > (1<<20)) {
276                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
277                 return;
278         }
279
280         if (create_default_context(dev_priv)) {
281                 dev_priv->hw_contexts_disabled = true;
282                 return;
283         }
284
285         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context support initialized\n");
286 }
287
288 void i915_gem_context_fini(struct drm_device *dev)
289 {
290         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
291
292         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
293                 return;
294
295         /* The only known way to stop the gpu from accessing the hw context is
296          * to reset it. Do this as the very last operation to avoid confusing
297          * other code, leading to spurious errors. */
298         intel_gpu_reset(dev);
299
300         i915_gem_object_unpin(dev_priv->rings[RCS].default_context->obj);
301
302         do_destroy(dev_priv->rings[RCS].default_context);
303 }
304
305 static int context_idr_cleanup(uint32_t id, void *p, void *data)
306 {
307         struct i915_hw_context *ctx = p;
308
309         KASSERT(id != DEFAULT_CONTEXT_ID, ("i915_gem_context: id == DEFAULT_CONTEXT_ID in cleanup"));
310
311         do_destroy(ctx);
312
313         return 0;
314 }
315
316 void i915_gem_context_close(struct drm_device *dev, struct drm_file *file)
317 {
318         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
319
320         DRM_LOCK(dev);
321         drm_gem_names_foreach(&file_priv->context_idr, context_idr_cleanup, NULL);
322         drm_gem_names_fini(&file_priv->context_idr);
323         DRM_UNLOCK(dev);
324 }
325
326 static struct i915_hw_context *
327 i915_gem_context_get(struct drm_i915_file_private *file_priv, u32 id)
328 {
329         return (struct i915_hw_context *)drm_gem_find_ptr(&file_priv->context_idr, id);
330 }
331
332 static inline int
333 mi_set_context(struct intel_ring_buffer *ring,
334                struct i915_hw_context *new_context,
335                u32 hw_flags)
336 {
337         int ret;
338
339         /* w/a: If Flush TLB Invalidation Mode is enabled, driver must do a TLB
340          * invalidation prior to MI_SET_CONTEXT. On GEN6 we don't set the value
341          * explicitly, so we rely on the value at ring init, stored in
342          * itlb_before_ctx_switch.
343          */
344         if (IS_GEN6(ring->dev) && ring->itlb_before_ctx_switch) {
345                 ret = ring->flush(ring, I915_GEM_GPU_DOMAINS, 0);
346                 if (ret)
347                         return ret;
348         }
349
350         ret = intel_ring_begin(ring, 6);
351         if (ret)
352                 return ret;
353
354         if (IS_GEN7(ring->dev))
355                 intel_ring_emit(ring, MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE);
356         else
357                 intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
358
359         intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
360         intel_ring_emit(ring, MI_SET_CONTEXT);
361         intel_ring_emit(ring, new_context->obj->gtt_offset |
362                         MI_MM_SPACE_GTT |
363                         MI_SAVE_EXT_STATE_EN |
364                         MI_RESTORE_EXT_STATE_EN |
365                         hw_flags);
366         /* w/a: MI_SET_CONTEXT must always be followed by MI_NOOP */
367         intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
368
369         if (IS_GEN7(ring->dev))
370                 intel_ring_emit(ring, MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE);
371         else
372                 intel_ring_emit(ring, MI_NOOP);
373
374         intel_ring_advance(ring);
375
376         return ret;
377 }
378
379 static int do_switch(struct i915_hw_context *to)
380 {
381         struct intel_ring_buffer *ring = to->ring;
382         struct drm_i915_gem_object *from_obj = ring->last_context_obj;
383         u32 hw_flags = 0;
384         int ret;
385
386         KASSERT(!(from_obj != NULL && from_obj->pin_count == 0),
387             ("i915_gem_context: invalid \"from\" context"));
388
389         if (from_obj == to->obj)
390                 return 0;
391
392         ret = i915_gem_object_pin(to->obj, CONTEXT_ALIGN, false);
393         if (ret)
394                 return ret;
395
396         /* Clear this page out of any CPU caches for coherent swap-in/out. Note
397          * that thanks to write = false in this call and us not setting any gpu
398          * write domains when putting a context object onto the active list
399          * (when switching away from it), this won't block.
400          * XXX: We need a real interface to do this instead of trickery. */
401         ret = i915_gem_object_set_to_gtt_domain(to->obj, false);
402         if (ret) {
403                 i915_gem_object_unpin(to->obj);
404                 return ret;
405         }
406
407         if (!to->obj->has_global_gtt_mapping)
408                 i915_gem_gtt_bind_object(to->obj, to->obj->cache_level);
409
410         if (!to->is_initialized || is_default_context(to))
411                 hw_flags |= MI_RESTORE_INHIBIT;
412         else if (from_obj == to->obj) /* not yet expected */
413                 hw_flags |= MI_FORCE_RESTORE;
414
415         ret = mi_set_context(ring, to, hw_flags);
416         if (ret) {
417                 i915_gem_object_unpin(to->obj);
418                 return ret;
419         }
420
421         /* The backing object for the context is done after switching to the
422          * *next* context. Therefore we cannot retire the previous context until
423          * the next context has already started running. In fact, the below code
424          * is a bit suboptimal because the retiring can occur simply after the
425          * MI_SET_CONTEXT instead of when the next seqno has completed.
426          */
427         if (from_obj != NULL) {
428                 from_obj->base.read_domains = I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION;
429                 i915_gem_object_move_to_active(from_obj, ring,
430                     i915_gem_next_request_seqno(ring));
431                 /* As long as MI_SET_CONTEXT is serializing, ie. it flushes the
432                  * whole damn pipeline, we don't need to explicitly mark the
433                  * object dirty. The only exception is that the context must be
434                  * correct in case the object gets swapped out. Ideally we'd be
435                  * able to defer doing this until we know the object would be
436                  * swapped, but there is no way to do that yet.
437                  */
438                 from_obj->dirty = 1;
439                 KASSERT(from_obj->ring == ring, ("i915_gem_context: from_ring != ring"));
440                 i915_gem_object_unpin(from_obj);
441
442                 drm_gem_object_unreference(&from_obj->base);
443         }
444
445         drm_gem_object_reference(&to->obj->base);
446         ring->last_context_obj = to->obj;
447         to->is_initialized = true;
448
449         return 0;
450 }
451
452 /**
453  * i915_switch_context() - perform a GPU context switch.
454  * @ring: ring for which we'll execute the context switch
455  * @file_priv: file_priv associated with the context, may be NULL
456  * @id: context id number
457  * @seqno: sequence number by which the new context will be switched to
458  * @flags:
459  *
460  * The context life cycle is simple. The context refcount is incremented and
461  * decremented by 1 and create and destroy. If the context is in use by the GPU,
462  * it will have a refoucnt > 1. This allows us to destroy the context abstract
463  * object while letting the normal object tracking destroy the backing BO.
464  */
465 int i915_switch_context(struct intel_ring_buffer *ring,
466                         struct drm_file *file,
467                         int to_id)
468 {
469         struct drm_i915_private *dev_priv = ring->dev->dev_private;
470         struct i915_hw_context *to;
471
472         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
473                 return 0;
474
475         if (ring != &dev_priv->rings[RCS])
476                 return 0;
477
478         if (to_id == DEFAULT_CONTEXT_ID) {
479                 to = ring->default_context;
480         } else {
481                 if (file == NULL)
482                         return -EINVAL;
483
484                 to = i915_gem_context_get(file->driver_priv, to_id);
485                 if (to == NULL)
486                         return -ENOENT;
487         }
488
489         return do_switch(to);
490 }
491
492 int i915_gem_context_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
493                                   struct drm_file *file)
494 {
495         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
496         struct drm_i915_gem_context_create *args = data;
497         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
498         struct i915_hw_context *ctx;
499         int ret;
500
501         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM))
502                 return -ENODEV;
503
504         if (dev_priv->hw_contexts_disabled)
505                 return -ENODEV;
506
507         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
508         if (ret)
509                 return ret;
510
511         ret = create_hw_context(dev, file_priv, &ctx);
512         DRM_UNLOCK(dev);
513         if (ret != 0)
514                 return (ret);
515
516         args->ctx_id = ctx->id;
517         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context %d created\n", args->ctx_id);
518
519         return 0;
520 }
521
522 int i915_gem_context_destroy_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
523                                    struct drm_file *file)
524 {
525         struct drm_i915_gem_context_destroy *args = data;
526         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
527         struct i915_hw_context *ctx;
528         int ret;
529
530         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM))
531                 return -ENODEV;
532
533         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
534         if (ret)
535                 return ret;
536
537         ctx = i915_gem_context_get(file_priv, args->ctx_id);
538         if (!ctx) {
539                 DRM_UNLOCK(dev);
540                 return -ENOENT;
541         }
542
543         do_destroy(ctx);
544
545         DRM_UNLOCK(dev);
546
547         DRM_DEBUG_DRIVER("HW context %d destroyed\n", args->ctx_id);
548         return 0;
549 }