drm/i915/guc: use for_each_engine_id() where appropriate
[cascardo/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_masked(engine, dev_priv, client->engines) {
344                 struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
345                 uint32_t guc_engine_id = engine->guc_id;
346                 struct guc_execlist_context *lrc = &desc.lrc[guc_engine_id];
347                 struct drm_i915_gem_object *obj;
348
349                 /* TODO: We have a design issue to be solved here. Only when we
350                  * receive the first batch, we know which engine is used by the
351                  * user. But here GuC expects the lrc and ring to be pinned. It
352                  * is not an issue for default context, which is the only one
353                  * for now who owns a GuC client. But for future owner of GuC
354                  * client, need to make sure lrc is pinned prior to enter here.
355                  */
356                 if (!ce->state)
357                         break;  /* XXX: continue? */
358
359                 lrc->context_desc = lower_32_bits(ce->lrc_desc);
360
361                 /* The state page is after PPHWSP */
362                 gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(ce->state);
363                 lrc->ring_lcra = gfx_addr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
364                 lrc->context_id = (client->ctx_index << GUC_ELC_CTXID_OFFSET) |
365                                 (guc_engine_id << GUC_ELC_ENGINE_OFFSET);
366
367                 obj = ce->ring->obj;
368                 gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj);
369
370                 lrc->ring_begin = gfx_addr;
371                 lrc->ring_end = gfx_addr + obj->base.size - 1;
372                 lrc->ring_next_free_location = gfx_addr;
373                 lrc->ring_current_tail_pointer_value = 0;
374
375                 desc.engines_used |= (1 << guc_engine_id);
376         }
377
378         DRM_DEBUG_DRIVER("Host engines 0x%x => GuC engines used 0x%x\n",
379                         client->engines, desc.engines_used);
380         WARN_ON(desc.engines_used == 0);
381
382         /*
383          * The doorbell, process descriptor, and workqueue are all parts
384          * of the client object, which the GuC will reference via the GGTT
385          */
386         gfx_addr = i915_gem_obj_ggtt_offset(client_obj);
387         desc.db_trigger_phy = sg_dma_address(client_obj->pages->sgl) +
388                                 client->doorbell_offset;
389         desc.db_trigger_cpu = (uintptr_t)client->client_base +
390                                 client->doorbell_offset;
391         desc.db_trigger_uk = gfx_addr + client->doorbell_offset;
392         desc.process_desc = gfx_addr + client->proc_desc_offset;
393         desc.wq_addr = gfx_addr + client->wq_offset;
394         desc.wq_size = client->wq_size;
395
396         /*
397          * XXX: Take LRCs from an existing context if this is not an
398          * IsKMDCreatedContext client
399          */
400         desc.desc_private = (uintptr_t)client;
401
402         /* Pool context is pinned already */
403         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
404         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
405                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
406 }
407
408 static void guc_fini_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
409                               struct i915_guc_client *client)
410 {
411         struct guc_context_desc desc;
412         struct sg_table *sg;
413
414         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
415
416         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
417         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
418                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
419 }
420
421 /**
422  * i915_guc_wq_check_space() - check that the GuC can accept a request
423  * @request:    request associated with the commands
424  *
425  * Return:      0 if space is available
426  *              -EAGAIN if space is not currently available
427  *
428  * This function must be called (and must return 0) before a request
429  * is submitted to the GuC via i915_guc_submit() below. Once a result
430  * of 0 has been returned, it remains valid until (but only until)
431  * the next call to submit().
432  *
433  * This precheck allows the caller to determine in advance that space
434  * will be available for the next submission before committing resources
435  * to it, and helps avoid late failures with complicated recovery paths.
436  */
437 int i915_guc_wq_check_space(struct drm_i915_gem_request *request)
438 {
439         const size_t wqi_size = sizeof(struct guc_wq_item);
440         struct i915_guc_client *gc = request->i915->guc.execbuf_client;
441         struct guc_process_desc *desc;
442         u32 freespace;
443
444         GEM_BUG_ON(gc == NULL);
445
446         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
447
448         freespace = CIRC_SPACE(gc->wq_tail, desc->head, gc->wq_size);
449         if (likely(freespace >= wqi_size))
450                 return 0;
451
452         gc->no_wq_space += 1;
453
454         return -EAGAIN;
455 }
456
457 static void guc_add_workqueue_item(struct i915_guc_client *gc,
458                                    struct drm_i915_gem_request *rq)
459 {
460         /* wqi_len is in DWords, and does not include the one-word header */
461         const size_t wqi_size = sizeof(struct guc_wq_item);
462         const u32 wqi_len = wqi_size/sizeof(u32) - 1;
463         struct intel_engine_cs *engine = rq->engine;
464         struct guc_process_desc *desc;
465         struct guc_wq_item *wqi;
466         void *base;
467         u32 freespace, tail, wq_off, wq_page;
468
469         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
470
471         /* Free space is guaranteed, see i915_guc_wq_check_space() above */
472         freespace = CIRC_SPACE(gc->wq_tail, desc->head, gc->wq_size);
473         GEM_BUG_ON(freespace < wqi_size);
474
475         /* The GuC firmware wants the tail index in QWords, not bytes */
476         tail = rq->tail;
477         GEM_BUG_ON(tail & 7);
478         tail >>= 3;
479         GEM_BUG_ON(tail > WQ_RING_TAIL_MAX);
480
481         /* For now workqueue item is 4 DWs; workqueue buffer is 2 pages. So we
482          * should not have the case where structure wqi is across page, neither
483          * wrapped to the beginning. This simplifies the implementation below.
484          *
485          * XXX: if not the case, we need save data to a temp wqi and copy it to
486          * workqueue buffer dw by dw.
487          */
488         BUILD_BUG_ON(wqi_size != 16);
489
490         /* postincrement WQ tail for next time */
491         wq_off = gc->wq_tail;
492         gc->wq_tail += wqi_size;
493         gc->wq_tail &= gc->wq_size - 1;
494         GEM_BUG_ON(wq_off & (wqi_size - 1));
495
496         /* WQ starts from the page after doorbell / process_desc */
497         wq_page = (wq_off + GUC_DB_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
498         wq_off &= PAGE_SIZE - 1;
499         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, wq_page));
500         wqi = (struct guc_wq_item *)((char *)base + wq_off);
501
502         /* Now fill in the 4-word work queue item */
503         wqi->header = WQ_TYPE_INORDER |
504                         (wqi_len << WQ_LEN_SHIFT) |
505                         (engine->guc_id << WQ_TARGET_SHIFT) |
506                         WQ_NO_WCFLUSH_WAIT;
507
508         /* The GuC wants only the low-order word of the context descriptor */
509         wqi->context_desc = (u32)intel_lr_context_descriptor(rq->ctx, engine);
510
511         wqi->ring_tail = tail << WQ_RING_TAIL_SHIFT;
512         wqi->fence_id = rq->fence.seqno;
513
514         kunmap_atomic(base);
515 }
516
517 static int guc_ring_doorbell(struct i915_guc_client *gc)
518 {
519         struct guc_process_desc *desc;
520         union guc_doorbell_qw db_cmp, db_exc, db_ret;
521         union guc_doorbell_qw *db;
522         int attempt = 2, ret = -EAGAIN;
523
524         desc = gc->client_base + gc->proc_desc_offset;
525
526         /* Update the tail so it is visible to GuC */
527         desc->tail = gc->wq_tail;
528
529         /* current cookie */
530         db_cmp.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
531         db_cmp.cookie = gc->cookie;
532
533         /* cookie to be updated */
534         db_exc.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
535         db_exc.cookie = gc->cookie + 1;
536         if (db_exc.cookie == 0)
537                 db_exc.cookie = 1;
538
539         /* pointer of current doorbell cacheline */
540         db = gc->client_base + gc->doorbell_offset;
541
542         while (attempt--) {
543                 /* lets ring the doorbell */
544                 db_ret.value_qw = atomic64_cmpxchg((atomic64_t *)db,
545                         db_cmp.value_qw, db_exc.value_qw);
546
547                 /* if the exchange was successfully executed */
548                 if (db_ret.value_qw == db_cmp.value_qw) {
549                         /* db was successfully rung */
550                         gc->cookie = db_exc.cookie;
551                         ret = 0;
552                         break;
553                 }
554
555                 /* XXX: doorbell was lost and need to acquire it again */
556                 if (db_ret.db_status == GUC_DOORBELL_DISABLED)
557                         break;
558
559                 DRM_ERROR("Cookie mismatch. Expected %d, returned %d\n",
560                           db_cmp.cookie, db_ret.cookie);
561
562                 /* update the cookie to newly read cookie from GuC */
563                 db_cmp.cookie = db_ret.cookie;
564                 db_exc.cookie = db_ret.cookie + 1;
565                 if (db_exc.cookie == 0)
566                         db_exc.cookie = 1;
567         }
568
569         return ret;
570 }
571
572 /**
573  * i915_guc_submit() - Submit commands through GuC
574  * @rq:         request associated with the commands
575  *
576  * Return:      0 on success, otherwise an errno.
577  *              (Note: nonzero really shouldn't happen!)
578  *
579  * The caller must have already called i915_guc_wq_check_space() above
580  * with a result of 0 (success) since the last request submission. This
581  * guarantees that there is space in the work queue for the new request,
582  * so enqueuing the item cannot fail.
583  *
584  * Bad Things Will Happen if the caller violates this protocol e.g. calls
585  * submit() when check() says there's no space, or calls submit() multiple
586  * times with no intervening check().
587  *
588  * The only error here arises if the doorbell hardware isn't functioning
589  * as expected, which really shouln't happen.
590  */
591 static void i915_guc_submit(struct drm_i915_gem_request *rq)
592 {
593         unsigned int engine_id = rq->engine->id;
594         struct intel_guc *guc = &rq->i915->guc;
595         struct i915_guc_client *client = guc->execbuf_client;
596         int b_ret;
597
598         guc_add_workqueue_item(client, rq);
599         b_ret = guc_ring_doorbell(client);
600
601         client->submissions[engine_id] += 1;
602         client->retcode = b_ret;
603         if (b_ret)
604                 client->b_fail += 1;
605
606         guc->submissions[engine_id] += 1;
607         guc->last_seqno[engine_id] = rq->fence.seqno;
608 }
609
610 /*
611  * Everything below here is concerned with setup & teardown, and is
612  * therefore not part of the somewhat time-critical batch-submission
613  * path of i915_guc_submit() above.
614  */
615
616 /**
617  * gem_allocate_guc_obj() - Allocate gem object for GuC usage
618  * @dev_priv:   driver private data structure
619  * @size:       size of object
620  *
621  * This is a wrapper to create a gem obj. In order to use it inside GuC, the
622  * object needs to be pinned lifetime. Also we must pin it to gtt space other
623  * than [0, GUC_WOPCM_TOP) because this range is reserved inside GuC.
624  *
625  * Return:      A drm_i915_gem_object if successful, otherwise NULL.
626  */
627 static struct drm_i915_gem_object *
628 gem_allocate_guc_obj(struct drm_i915_private *dev_priv, u32 size)
629 {
630         struct drm_i915_gem_object *obj;
631
632         obj = i915_gem_object_create(&dev_priv->drm, size);
633         if (IS_ERR(obj))
634                 return NULL;
635
636         if (i915_gem_object_get_pages(obj)) {
637                 i915_gem_object_put(obj);
638                 return NULL;
639         }
640
641         if (i915_gem_object_ggtt_pin(obj, NULL, 0, PAGE_SIZE,
642                                      PIN_OFFSET_BIAS | GUC_WOPCM_TOP)) {
643                 i915_gem_object_put(obj);
644                 return NULL;
645         }
646
647         /* Invalidate GuC TLB to let GuC take the latest updates to GTT. */
648         I915_WRITE(GEN8_GTCR, GEN8_GTCR_INVALIDATE);
649
650         return obj;
651 }
652
653 /**
654  * gem_release_guc_obj() - Release gem object allocated for GuC usage
655  * @obj:        gem obj to be released
656  */
657 static void gem_release_guc_obj(struct drm_i915_gem_object *obj)
658 {
659         if (!obj)
660                 return;
661
662         if (i915_gem_obj_is_pinned(obj))
663                 i915_gem_object_ggtt_unpin(obj);
664
665         i915_gem_object_put(obj);
666 }
667
668 static void
669 guc_client_free(struct drm_i915_private *dev_priv,
670                 struct i915_guc_client *client)
671 {
672         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
673
674         if (!client)
675                 return;
676
677         /*
678          * XXX: wait for any outstanding submissions before freeing memory.
679          * Be sure to drop any locks
680          */
681
682         if (client->client_base) {
683                 /*
684                  * If we got as far as setting up a doorbell, make sure we
685                  * shut it down before unmapping & deallocating the memory.
686                  */
687                 guc_disable_doorbell(guc, client);
688
689                 kunmap(kmap_to_page(client->client_base));
690         }
691
692         gem_release_guc_obj(client->client_obj);
693
694         if (client->ctx_index != GUC_INVALID_CTX_ID) {
695                 guc_fini_ctx_desc(guc, client);
696                 ida_simple_remove(&guc->ctx_ids, client->ctx_index);
697         }
698
699         kfree(client);
700 }
701
702 /* Check that a doorbell register is in the expected state */
703 static bool guc_doorbell_check(struct intel_guc *guc, uint16_t db_id)
704 {
705         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
706         i915_reg_t drbreg = GEN8_DRBREGL(db_id);
707         uint32_t value = I915_READ(drbreg);
708         bool enabled = (value & GUC_DOORBELL_ENABLED) != 0;
709         bool expected = test_bit(db_id, guc->doorbell_bitmap);
710
711         if (enabled == expected)
712                 return true;
713
714         DRM_DEBUG_DRIVER("Doorbell %d (reg 0x%x) 0x%x, should be %s\n",
715                          db_id, drbreg.reg, value,
716                          expected ? "active" : "inactive");
717
718         return false;
719 }
720
721 /*
722  * Borrow the first client to set up & tear down each unused doorbell
723  * in turn, to ensure that all doorbell h/w is (re)initialised.
724  */
725 static void guc_init_doorbell_hw(struct intel_guc *guc)
726 {
727         struct i915_guc_client *client = guc->execbuf_client;
728         uint16_t db_id;
729         int i, err;
730
731         /* Save client's original doorbell selection */
732         db_id = client->doorbell_id;
733
734         for (i = 0; i < GUC_MAX_DOORBELLS; ++i) {
735                 /* Skip if doorbell is OK */
736                 if (guc_doorbell_check(guc, i))
737                         continue;
738
739                 err = guc_update_doorbell_id(guc, client, i);
740                 if (err)
741                         DRM_DEBUG_DRIVER("Doorbell %d update failed, err %d\n",
742                                         i, err);
743         }
744
745         /* Restore to original value */
746         err = guc_update_doorbell_id(guc, client, db_id);
747         if (err)
748                 DRM_ERROR("Failed to restore doorbell to %d, err %d\n",
749                         db_id, err);
750
751         /* Read back & verify all doorbell registers */
752         for (i = 0; i < GUC_MAX_DOORBELLS; ++i)
753                 (void)guc_doorbell_check(guc, i);
754 }
755
756 /**
757  * guc_client_alloc() - Allocate an i915_guc_client
758  * @dev_priv:   driver private data structure
759  * @priority:   four levels priority _CRITICAL, _HIGH, _NORMAL and _LOW
760  *              The kernel client to replace ExecList submission is created with
761  *              NORMAL priority. Priority of a client for scheduler can be HIGH,
762  *              while a preemption context can use CRITICAL.
763  * @ctx:        the context that owns the client (we use the default render
764  *              context)
765  *
766  * Return:      An i915_guc_client object if success, else NULL.
767  */
768 static struct i915_guc_client *
769 guc_client_alloc(struct drm_i915_private *dev_priv,
770                  uint32_t engines,
771                  uint32_t priority,
772                  struct i915_gem_context *ctx)
773 {
774         struct i915_guc_client *client;
775         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
776         struct drm_i915_gem_object *obj;
777         uint16_t db_id;
778
779         client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
780         if (!client)
781                 return NULL;
782
783         client->owner = ctx;
784         client->guc = guc;
785         client->engines = engines;
786         client->priority = priority;
787         client->doorbell_id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
788
789         client->ctx_index = (uint32_t)ida_simple_get(&guc->ctx_ids, 0,
790                         GUC_MAX_GPU_CONTEXTS, GFP_KERNEL);
791         if (client->ctx_index >= GUC_MAX_GPU_CONTEXTS) {
792                 client->ctx_index = GUC_INVALID_CTX_ID;
793                 goto err;
794         }
795
796         /* The first page is doorbell/proc_desc. Two followed pages are wq. */
797         obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, GUC_DB_SIZE + GUC_WQ_SIZE);
798         if (!obj)
799                 goto err;
800
801         /* We'll keep just the first (doorbell/proc) page permanently kmap'd. */
802         client->client_obj = obj;
803         client->client_base = kmap(i915_gem_object_get_page(obj, 0));
804         client->wq_offset = GUC_DB_SIZE;
805         client->wq_size = GUC_WQ_SIZE;
806
807         db_id = select_doorbell_register(guc, client->priority);
808         if (db_id == GUC_INVALID_DOORBELL_ID)
809                 /* XXX: evict a doorbell instead? */
810                 goto err;
811
812         client->doorbell_offset = select_doorbell_cacheline(guc);
813
814         /*
815          * Since the doorbell only requires a single cacheline, we can save
816          * space by putting the application process descriptor in the same
817          * page. Use the half of the page that doesn't include the doorbell.
818          */
819         if (client->doorbell_offset >= (GUC_DB_SIZE / 2))
820                 client->proc_desc_offset = 0;
821         else
822                 client->proc_desc_offset = (GUC_DB_SIZE / 2);
823
824         guc_init_proc_desc(guc, client);
825         guc_init_ctx_desc(guc, client);
826         if (guc_init_doorbell(guc, client, db_id))
827                 goto err;
828
829         DRM_DEBUG_DRIVER("new priority %u client %p for engine(s) 0x%x: ctx_index %u\n",
830                 priority, client, client->engines, client->ctx_index);
831         DRM_DEBUG_DRIVER("doorbell id %u, cacheline offset 0x%x\n",
832                 client->doorbell_id, client->doorbell_offset);
833
834         return client;
835
836 err:
837         DRM_ERROR("FAILED to create priority %u GuC client!\n", priority);
838
839         guc_client_free(dev_priv, client);
840         return NULL;
841 }
842
843 static void guc_create_log(struct intel_guc *guc)
844 {
845         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
846         struct drm_i915_gem_object *obj;
847         unsigned long offset;
848         uint32_t size, flags;
849
850         if (i915.guc_log_level < GUC_LOG_VERBOSITY_MIN)
851                 return;
852
853         if (i915.guc_log_level > GUC_LOG_VERBOSITY_MAX)
854                 i915.guc_log_level = GUC_LOG_VERBOSITY_MAX;
855
856         /* The first page is to save log buffer state. Allocate one
857          * extra page for others in case for overlap */
858         size = (1 + GUC_LOG_DPC_PAGES + 1 +
859                 GUC_LOG_ISR_PAGES + 1 +
860                 GUC_LOG_CRASH_PAGES + 1) << PAGE_SHIFT;
861
862         obj = guc->log_obj;
863         if (!obj) {
864                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, size);
865                 if (!obj) {
866                         /* logging will be off */
867                         i915.guc_log_level = -1;
868                         return;
869                 }
870
871                 guc->log_obj = obj;
872         }
873
874         /* each allocated unit is a page */
875         flags = GUC_LOG_VALID | GUC_LOG_NOTIFY_ON_HALF_FULL |
876                 (GUC_LOG_DPC_PAGES << GUC_LOG_DPC_SHIFT) |
877                 (GUC_LOG_ISR_PAGES << GUC_LOG_ISR_SHIFT) |
878                 (GUC_LOG_CRASH_PAGES << GUC_LOG_CRASH_SHIFT);
879
880         offset = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) >> PAGE_SHIFT; /* in pages */
881         guc->log_flags = (offset << GUC_LOG_BUF_ADDR_SHIFT) | flags;
882 }
883
884 static void init_guc_policies(struct guc_policies *policies)
885 {
886         struct guc_policy *policy;
887         u32 p, i;
888
889         policies->dpc_promote_time = 500000;
890         policies->max_num_work_items = POLICY_MAX_NUM_WI;
891
892         for (p = 0; p < GUC_CTX_PRIORITY_NUM; p++) {
893                 for (i = GUC_RENDER_ENGINE; i < GUC_MAX_ENGINES_NUM; i++) {
894                         policy = &policies->policy[p][i];
895
896                         policy->execution_quantum = 1000000;
897                         policy->preemption_time = 500000;
898                         policy->fault_time = 250000;
899                         policy->policy_flags = 0;
900                 }
901         }
902
903         policies->is_valid = 1;
904 }
905
906 static void guc_create_ads(struct intel_guc *guc)
907 {
908         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
909         struct drm_i915_gem_object *obj;
910         struct guc_ads *ads;
911         struct guc_policies *policies;
912         struct guc_mmio_reg_state *reg_state;
913         struct intel_engine_cs *engine;
914         struct page *page;
915         u32 size;
916
917         /* The ads obj includes the struct itself and buffers passed to GuC */
918         size = sizeof(struct guc_ads) + sizeof(struct guc_policies) +
919                         sizeof(struct guc_mmio_reg_state) +
920                         GUC_S3_SAVE_SPACE_PAGES * PAGE_SIZE;
921
922         obj = guc->ads_obj;
923         if (!obj) {
924                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, PAGE_ALIGN(size));
925                 if (!obj)
926                         return;
927
928                 guc->ads_obj = obj;
929         }
930
931         page = i915_gem_object_get_page(obj, 0);
932         ads = kmap(page);
933
934         /*
935          * The GuC requires a "Golden Context" when it reinitialises
936          * engines after a reset. Here we use the Render ring default
937          * context, which must already exist and be pinned in the GGTT,
938          * so its address won't change after we've told the GuC where
939          * to find it.
940          */
941         engine = &dev_priv->engine[RCS];
942         ads->golden_context_lrca = engine->status_page.gfx_addr;
943
944         for_each_engine(engine, dev_priv)
945                 ads->eng_state_size[engine->guc_id] = intel_lr_context_size(engine);
946
947         /* GuC scheduling policies */
948         policies = (void *)ads + sizeof(struct guc_ads);
949         init_guc_policies(policies);
950
951         ads->scheduler_policies = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) +
952                         sizeof(struct guc_ads);
953
954         /* MMIO reg state */
955         reg_state = (void *)policies + sizeof(struct guc_policies);
956
957         for_each_engine(engine, dev_priv) {
958                 reg_state->mmio_white_list[engine->guc_id].mmio_start =
959                         engine->mmio_base + GUC_MMIO_WHITE_LIST_START;
960
961                 /* Nothing to be saved or restored for now. */
962                 reg_state->mmio_white_list[engine->guc_id].count = 0;
963         }
964
965         ads->reg_state_addr = ads->scheduler_policies +
966                         sizeof(struct guc_policies);
967
968         ads->reg_state_buffer = ads->reg_state_addr +
969                         sizeof(struct guc_mmio_reg_state);
970
971         kunmap(page);
972 }
973
974 /*
975  * Set up the memory resources to be shared with the GuC.  At this point,
976  * we require just one object that can be mapped through the GGTT.
977  */
978 int i915_guc_submission_init(struct drm_i915_private *dev_priv)
979 {
980         const size_t ctxsize = sizeof(struct guc_context_desc);
981         const size_t poolsize = GUC_MAX_GPU_CONTEXTS * ctxsize;
982         const size_t gemsize = round_up(poolsize, PAGE_SIZE);
983         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
984
985         /* Wipe bitmap & delete client in case of reinitialisation */
986         bitmap_clear(guc->doorbell_bitmap, 0, GUC_MAX_DOORBELLS);
987         i915_guc_submission_disable(dev_priv);
988
989         if (!i915.enable_guc_submission)
990                 return 0; /* not enabled  */
991
992         if (guc->ctx_pool_obj)
993                 return 0; /* already allocated */
994
995         guc->ctx_pool_obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv, gemsize);
996         if (!guc->ctx_pool_obj)
997                 return -ENOMEM;
998
999         ida_init(&guc->ctx_ids);
1000         guc_create_log(guc);
1001         guc_create_ads(guc);
1002
1003         return 0;
1004 }
1005
1006 int i915_guc_submission_enable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1007 {
1008         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1009         struct i915_guc_client *client;
1010         struct intel_engine_cs *engine;
1011
1012         /* client for execbuf submission */
1013         client = guc_client_alloc(dev_priv,
1014                                   INTEL_INFO(dev_priv)->ring_mask,
1015                                   GUC_CTX_PRIORITY_KMD_NORMAL,
1016                                   dev_priv->kernel_context);
1017         if (!client) {
1018                 DRM_ERROR("Failed to create execbuf guc_client\n");
1019                 return -ENOMEM;
1020         }
1021
1022         guc->execbuf_client = client;
1023         host2guc_sample_forcewake(guc, client);
1024         guc_init_doorbell_hw(guc);
1025
1026         /* Take over from manual control of ELSP (execlists) */
1027         for_each_engine(engine, dev_priv)
1028                 engine->submit_request = i915_guc_submit;
1029
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 void i915_guc_submission_disable(struct drm_i915_private *dev_priv)
1034 {
1035         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1036
1037         if (!guc->execbuf_client)
1038                 return;
1039
1040         /* Revert back to manual ELSP submission */
1041         intel_execlists_enable_submission(dev_priv);
1042
1043         guc_client_free(dev_priv, guc->execbuf_client);
1044         guc->execbuf_client = NULL;
1045 }
1046
1047 void i915_guc_submission_fini(struct drm_i915_private *dev_priv)
1048 {
1049         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1050
1051         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.ads_obj);
1052         guc->ads_obj = NULL;
1053
1054         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.log_obj);
1055         guc->log_obj = NULL;
1056
1057         if (guc->ctx_pool_obj)
1058                 ida_destroy(&guc->ctx_ids);
1059         gem_release_guc_obj(guc->ctx_pool_obj);
1060         guc->ctx_pool_obj = NULL;
1061 }
1062
1063 /**
1064  * intel_guc_suspend() - notify GuC entering suspend state
1065  * @dev:        drm device
1066  */
1067 int intel_guc_suspend(struct drm_device *dev)
1068 {
1069         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
1070         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1071         struct i915_gem_context *ctx;
1072         u32 data[3];
1073
1074         if (guc->guc_fw.guc_fw_load_status != GUC_FIRMWARE_SUCCESS)
1075                 return 0;
1076
1077         ctx = dev_priv->kernel_context;
1078
1079         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ENTER_S_STATE;
1080         /* any value greater than GUC_POWER_D0 */
1081         data[1] = GUC_POWER_D1;
1082         /* first page is shared data with GuC */
1083         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1084
1085         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1086 }
1087
1088
1089 /**
1090  * intel_guc_resume() - notify GuC resuming from suspend state
1091  * @dev:        drm device
1092  */
1093 int intel_guc_resume(struct drm_device *dev)
1094 {
1095         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
1096         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1097         struct i915_gem_context *ctx;
1098         u32 data[3];
1099
1100         if (guc->guc_fw.guc_fw_load_status != GUC_FIRMWARE_SUCCESS)
1101                 return 0;
1102
1103         ctx = dev_priv->kernel_context;
1104
1105         data[0] = HOST2GUC_ACTION_EXIT_S_STATE;
1106         data[1] = GUC_POWER_D0;
1107         /* first page is shared data with GuC */
1108         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1109
1110         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1111 }