]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/i915/i915_guc_submission.c
1eb8db8d1febc5e824959dff54196b5f2fff66c8
[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         /* No HOST2GUC command should take longer than 10ms */
101         ret = wait_for_atomic(host2guc_action_response(dev_priv, &status), 10);
102         if (status != GUC2HOST_STATUS_SUCCESS) {
103                 /*
104                  * Either the GuC explicitly returned an error (which
105                  * we convert to -EIO here) or no response at all was
106                  * received within the timeout limit (-ETIMEDOUT)
107                  */
108                 if (ret != -ETIMEDOUT)
109                         ret = -EIO;
110
111                 DRM_ERROR("GUC: host2guc action 0x%X failed. ret=%d "
112                                 "status=0x%08X response=0x%08X\n",
113                                 data[0], ret, status,
114                                 I915_READ(SOFT_SCRATCH(15)));
115
116                 dev_priv->guc.action_fail += 1;
117                 dev_priv->guc.action_err = ret;
118         }
119         dev_priv->guc.action_status = status;
120
121         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
122
123         return ret;
124 }
125
126 /*
127  * Tell the GuC to allocate or deallocate a specific doorbell
128  */
129
130 static int host2guc_allocate_doorbell(struct intel_guc *guc,
131                                       struct i915_guc_client *client)
132 {
133         u32 data[2];
134
135         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ALLOCATE_DOORBELL;
136         data[1] = client->ctx_index;
137
138         return host2guc_action(guc, data, 2);
139 }
140
141 static int host2guc_release_doorbell(struct intel_guc *guc,
142                                      struct i915_guc_client *client)
143 {
144         u32 data[2];
145
146         data[0] = HOST2GUC_ACTION_DEALLOCATE_DOORBELL;
147         data[1] = client->ctx_index;
148
149         return host2guc_action(guc, data, 2);
150 }
151
152 static int host2guc_sample_forcewake(struct intel_guc *guc,
153                                      struct i915_guc_client *client)
154 {
155         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
156         struct drm_device *dev = dev_priv->dev;
157         u32 data[2];
158
159         data[0] = HOST2GUC_ACTION_SAMPLE_FORCEWAKE;
160         /* WaRsDisableCoarsePowerGating:skl,bxt */
161         if (!intel_enable_rc6(dev) ||
162             NEEDS_WaRsDisableCoarsePowerGating(dev))
163                 data[1] = 0;
164         else
165                 /* bit 0 and 1 are for Render and Media domain separately */
166                 data[1] = GUC_FORCEWAKE_RENDER | GUC_FORCEWAKE_MEDIA;
167
168         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
169 }
170
171 /*
172  * Initialise, update, or clear doorbell data shared with the GuC
173  *
174  * These functions modify shared data and so need access to the mapped
175  * client object which contains the page being used for the doorbell
176  */
177
178 static void guc_init_doorbell(struct intel_guc *guc,
179                               struct i915_guc_client *client)
180 {
181         struct guc_doorbell_info *doorbell;
182         void *base;
183
184         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
185         doorbell = base + client->doorbell_offset;
186
187         doorbell->db_status = 1;
188         doorbell->cookie = 0;
189
190         kunmap_atomic(base);
191 }
192
193 static int guc_ring_doorbell(struct i915_guc_client *gc)
194 {
195         struct guc_process_desc *desc;
196         union guc_doorbell_qw db_cmp, db_exc, db_ret;
197         union guc_doorbell_qw *db;
198         void *base;
199         int attempt = 2, ret = -EAGAIN;
200
201         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, 0));
202         desc = base + gc->proc_desc_offset;
203
204         /* Update the tail so it is visible to GuC */
205         desc->tail = gc->wq_tail;
206
207         /* current cookie */
208         db_cmp.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
209         db_cmp.cookie = gc->cookie;
210
211         /* cookie to be updated */
212         db_exc.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
213         db_exc.cookie = gc->cookie + 1;
214         if (db_exc.cookie == 0)
215                 db_exc.cookie = 1;
216
217         /* pointer of current doorbell cacheline */
218         db = base + gc->doorbell_offset;
219
220         while (attempt--) {
221                 /* lets ring the doorbell */
222                 db_ret.value_qw = atomic64_cmpxchg((atomic64_t *)db,
223                         db_cmp.value_qw, db_exc.value_qw);
224
225                 /* if the exchange was successfully executed */
226                 if (db_ret.value_qw == db_cmp.value_qw) {
227                         /* db was successfully rung */
228                         gc->cookie = db_exc.cookie;
229                         ret = 0;
230                         break;
231                 }
232
233                 /* XXX: doorbell was lost and need to acquire it again */
234                 if (db_ret.db_status == GUC_DOORBELL_DISABLED)
235                         break;
236
237                 DRM_ERROR("Cookie mismatch. Expected %d, returned %d\n",
238                           db_cmp.cookie, db_ret.cookie);
239
240                 /* update the cookie to newly read cookie from GuC */
241                 db_cmp.cookie = db_ret.cookie;
242                 db_exc.cookie = db_ret.cookie + 1;
243                 if (db_exc.cookie == 0)
244                         db_exc.cookie = 1;
245         }
246
247         /* Finally, update the cached copy of the GuC's WQ head */
248         gc->wq_head = desc->head;
249
250         kunmap_atomic(base);
251         return ret;
252 }
253
254 static void guc_disable_doorbell(struct intel_guc *guc,
255                                  struct i915_guc_client *client)
256 {
257         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
258         struct guc_doorbell_info *doorbell;
259         void *base;
260         i915_reg_t drbreg = GEN8_DRBREGL(client->doorbell_id);
261         int value;
262
263         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
264         doorbell = base + client->doorbell_offset;
265
266         doorbell->db_status = 0;
267
268         kunmap_atomic(base);
269
270         I915_WRITE(drbreg, I915_READ(drbreg) & ~GEN8_DRB_VALID);
271
272         value = I915_READ(drbreg);
273         WARN_ON((value & GEN8_DRB_VALID) != 0);
274
275         I915_WRITE(GEN8_DRBREGU(client->doorbell_id), 0);
276         I915_WRITE(drbreg, 0);
277
278         /* XXX: wait for any interrupts */
279         /* XXX: wait for workqueue to drain */
280 }
281
282 /*
283  * Select, assign and relase doorbell cachelines
284  *
285  * These functions track which doorbell cachelines are in use.
286  * The data they manipulate is protected by the host2guc lock.
287  */
288
289 static uint32_t select_doorbell_cacheline(struct intel_guc *guc)
290 {
291         const uint32_t cacheline_size = cache_line_size();
292         uint32_t offset;
293
294         /* Doorbell uses a single cache line within a page */
295         offset = offset_in_page(guc->db_cacheline);
296
297         /* Moving to next cache line to reduce contention */
298         guc->db_cacheline += cacheline_size;
299
300         DRM_DEBUG_DRIVER("selected doorbell cacheline 0x%x, next 0x%x, linesize %u\n",
301                         offset, guc->db_cacheline, cacheline_size);
302
303         return offset;
304 }
305
306 static uint16_t assign_doorbell(struct intel_guc *guc, uint32_t priority)
307 {
308         /*
309          * The bitmap is split into two halves; the first half is used for
310          * normal priority contexts, the second half for high-priority ones.
311          * Note that logically higher priorities are numerically less than
312          * normal ones, so the test below means "is it high-priority?"
313          */
314         const bool hi_pri = (priority <= GUC_CTX_PRIORITY_HIGH);
315         const uint16_t half = GUC_MAX_DOORBELLS / 2;
316         const uint16_t start = hi_pri ? half : 0;
317         const uint16_t end = start + half;
318         uint16_t id;
319
320         id = find_next_zero_bit(guc->doorbell_bitmap, end, start);
321         if (id == end)
322                 id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
323         else
324                 bitmap_set(guc->doorbell_bitmap, id, 1);
325
326         DRM_DEBUG_DRIVER("assigned %s priority doorbell id 0x%x\n",
327                         hi_pri ? "high" : "normal", id);
328
329         return id;
330 }
331
332 static void release_doorbell(struct intel_guc *guc, uint16_t id)
333 {
334         bitmap_clear(guc->doorbell_bitmap, id, 1);
335 }
336
337 /*
338  * Initialise the process descriptor shared with the GuC firmware.
339  */
340 static void guc_init_proc_desc(struct intel_guc *guc,
341                                struct i915_guc_client *client)
342 {
343         struct guc_process_desc *desc;
344         void *base;
345
346         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
347         desc = base + client->proc_desc_offset;
348
349         memset(desc, 0, sizeof(*desc));
350
351         /*
352          * XXX: pDoorbell and WQVBaseAddress are pointers in process address
353          * space for ring3 clients (set them as in mmap_ioctl) or kernel
354          * space for kernel clients (map on demand instead? May make debug
355          * easier to have it mapped).
356          */
357         desc->wq_base_addr = 0;
358         desc->db_base_addr = 0;
359
360         desc->context_id = client->ctx_index;
361         desc->wq_size_bytes = client->wq_size;
362         desc->wq_status = WQ_STATUS_ACTIVE;
363         desc->priority = client->priority;
364
365         kunmap_atomic(base);
366 }
367
368 /*
369  * Initialise/clear the context descriptor shared with the GuC firmware.
370  *
371  * This descriptor tells the GuC where (in GGTT space) to find the important
372  * data structures relating to this client (doorbell, process descriptor,
373  * write queue, etc).
374  */
375
376 static void guc_init_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
377                               struct i915_guc_client *client)
378 {
379         struct intel_context *ctx = client->owner;
380         struct guc_context_desc desc;
381         struct sg_table *sg;
382         int i;
383
384         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
385
386         desc.attribute = GUC_CTX_DESC_ATTR_ACTIVE | GUC_CTX_DESC_ATTR_KERNEL;
387         desc.context_id = client->ctx_index;
388         desc.priority = client->priority;
389         desc.db_id = client->doorbell_id;
390
391         for (i = 0; i < I915_NUM_RINGS; i++) {
392                 struct guc_execlist_context *lrc = &desc.lrc[i];
393                 struct intel_ringbuffer *ringbuf = ctx->engine[i].ringbuf;
394                 struct intel_engine_cs *ring;
395                 struct drm_i915_gem_object *obj;
396                 uint64_t ctx_desc;
397
398                 /* TODO: We have a design issue to be solved here. Only when we
399                  * receive the first batch, we know which engine is used by the
400                  * user. But here GuC expects the lrc and ring to be pinned. It
401                  * is not an issue for default context, which is the only one
402                  * for now who owns a GuC client. But for future owner of GuC
403                  * client, need to make sure lrc is pinned prior to enter here.
404                  */
405                 obj = ctx->engine[i].state;
406                 if (!obj)
407                         break;  /* XXX: continue? */
408
409                 ring = ringbuf->ring;
410                 ctx_desc = intel_lr_context_descriptor(ctx, ring);
411                 lrc->context_desc = (u32)ctx_desc;
412
413                 /* The state page is after PPHWSP */
414                 lrc->ring_lcra = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) +
415                                 LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
416                 lrc->context_id = (client->ctx_index << GUC_ELC_CTXID_OFFSET) |
417                                 (ring->id << GUC_ELC_ENGINE_OFFSET);
418
419                 obj = ringbuf->obj;
420
421                 lrc->ring_begin = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj);
422                 lrc->ring_end = lrc->ring_begin + obj->base.size - 1;
423                 lrc->ring_next_free_location = lrc->ring_begin;
424                 lrc->ring_current_tail_pointer_value = 0;
425
426                 desc.engines_used |= (1 << ring->id);
427         }
428
429         WARN_ON(desc.engines_used == 0);
430
431         /*
432          * The CPU address is only needed at certain points, so kmap_atomic on
433          * demand instead of storing it in the ctx descriptor.
434          * XXX: May make debug easier to have it mapped
435          */
436         desc.db_trigger_cpu = 0;
437         desc.db_trigger_uk = client->doorbell_offset +
438                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
439         desc.db_trigger_phy = client->doorbell_offset +
440                 sg_dma_address(client->client_obj->pages->sgl);
441
442         desc.process_desc = client->proc_desc_offset +
443                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
444
445         desc.wq_addr = client->wq_offset +
446                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
447
448         desc.wq_size = client->wq_size;
449
450         /*
451          * XXX: Take LRCs from an existing intel_context if this is not an
452          * IsKMDCreatedContext client
453          */
454         desc.desc_private = (uintptr_t)client;
455
456         /* Pool context is pinned already */
457         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
458         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
459                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
460 }
461
462 static void guc_fini_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
463                               struct i915_guc_client *client)
464 {
465         struct guc_context_desc desc;
466         struct sg_table *sg;
467
468         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
469
470         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
471         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
472                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
473 }
474
475 int i915_guc_wq_check_space(struct i915_guc_client *gc)
476 {
477         struct guc_process_desc *desc;
478         void *base;
479         u32 size = sizeof(struct guc_wq_item);
480         int ret = -ETIMEDOUT, timeout_counter = 200;
481
482         if (!gc)
483                 return 0;
484
485         /* Quickly return if wq space is available since last time we cache the
486          * head position. */
487         if (CIRC_SPACE(gc->wq_tail, gc->wq_head, gc->wq_size) >= size)
488                 return 0;
489
490         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, 0));
491         desc = base + gc->proc_desc_offset;
492
493         while (timeout_counter-- > 0) {
494                 gc->wq_head = desc->head;
495
496                 if (CIRC_SPACE(gc->wq_tail, gc->wq_head, gc->wq_size) >= size) {
497                         ret = 0;
498                         break;
499                 }
500
501                 if (timeout_counter)
502                         usleep_range(1000, 2000);
503         };
504
505         kunmap_atomic(base);
506
507         return ret;
508 }
509
510 static int guc_add_workqueue_item(struct i915_guc_client *gc,
511                                   struct drm_i915_gem_request *rq)
512 {
513         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
514         struct guc_wq_item *wqi;
515         void *base;
516         u32 tail, wq_len, wq_off, space;
517
518         space = CIRC_SPACE(gc->wq_tail, gc->wq_head, gc->wq_size);
519         if (WARN_ON(space < sizeof(struct guc_wq_item)))
520                 return -ENOSPC; /* shouldn't happen */
521
522         /* postincrement WQ tail for next time */
523         wq_off = gc->wq_tail;
524         gc->wq_tail += sizeof(struct guc_wq_item);
525         gc->wq_tail &= gc->wq_size - 1;
526
527         /* For now workqueue item is 4 DWs; workqueue buffer is 2 pages. So we
528          * should not have the case where structure wqi is across page, neither
529          * wrapped to the beginning. This simplifies the implementation below.
530          *
531          * XXX: if not the case, we need save data to a temp wqi and copy it to
532          * workqueue buffer dw by dw.
533          */
534         WARN_ON(sizeof(struct guc_wq_item) != 16);
535         WARN_ON(wq_off & 3);
536
537         /* wq starts from the page after doorbell / process_desc */
538         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj,
539                         (wq_off + GUC_DB_SIZE) >> PAGE_SHIFT));
540         wq_off &= PAGE_SIZE - 1;
541         wqi = (struct guc_wq_item *)((char *)base + wq_off);
542
543         /* len does not include the header */
544         wq_len = sizeof(struct guc_wq_item) / sizeof(u32) - 1;
545         wqi->header = WQ_TYPE_INORDER |
546                         (wq_len << WQ_LEN_SHIFT) |
547                         (ring_id << WQ_TARGET_SHIFT) |
548                         WQ_NO_WCFLUSH_WAIT;
549
550         /* The GuC wants only the low-order word of the context descriptor */
551         wqi->context_desc = (u32)intel_lr_context_descriptor(rq->ctx, rq->ring);
552
553         /* The GuC firmware wants the tail index in QWords, not bytes */
554         tail = rq->ringbuf->tail >> 3;
555         wqi->ring_tail = tail << WQ_RING_TAIL_SHIFT;
556         wqi->fence_id = 0; /*XXX: what fence to be here */
557
558         kunmap_atomic(base);
559
560         return 0;
561 }
562
563 #define CTX_RING_BUFFER_START           0x08
564
565 /* Update the ringbuffer pointer in a saved context image */
566 static void lr_context_update(struct drm_i915_gem_request *rq)
567 {
568         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
569         struct drm_i915_gem_object *ctx_obj = rq->ctx->engine[ring_id].state;
570         struct drm_i915_gem_object *rb_obj = rq->ringbuf->obj;
571         struct page *page;
572         uint32_t *reg_state;
573
574         BUG_ON(!ctx_obj);
575         WARN_ON(!i915_gem_obj_is_pinned(ctx_obj));
576         WARN_ON(!i915_gem_obj_is_pinned(rb_obj));
577
578         page = i915_gem_object_get_dirty_page(ctx_obj, LRC_STATE_PN);
579         reg_state = kmap_atomic(page);
580
581         reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] = i915_gem_obj_ggtt_offset(rb_obj);
582
583         kunmap_atomic(reg_state);
584 }
585
586 /**
587  * i915_guc_submit() - Submit commands through GuC
588  * @client:     the guc client where commands will go through
589  * @rq:         request associated with the commands
590  *
591  * Return:      0 if succeed
592  */
593 int i915_guc_submit(struct i915_guc_client *client,
594                     struct drm_i915_gem_request *rq)
595 {
596         struct intel_guc *guc = client->guc;
597         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
598         int q_ret, b_ret;
599
600         /* Need this because of the deferred pin ctx and ring */
601         /* Shall we move this right after ring is pinned? */
602         lr_context_update(rq);
603
604         q_ret = guc_add_workqueue_item(client, rq);
605         if (q_ret == 0)
606                 b_ret = guc_ring_doorbell(client);
607
608         client->submissions[ring_id] += 1;
609         if (q_ret) {
610                 client->q_fail += 1;
611                 client->retcode = q_ret;
612         } else if (b_ret) {
613                 client->b_fail += 1;
614                 client->retcode = q_ret = b_ret;
615         } else {
616                 client->retcode = 0;
617         }
618         guc->submissions[ring_id] += 1;
619         guc->last_seqno[ring_id] = rq->seqno;
620
621         return q_ret;
622 }
623
624 /*
625  * Everything below here is concerned with setup & teardown, and is
626  * therefore not part of the somewhat time-critical batch-submission
627  * path of i915_guc_submit() above.
628  */
629
630 /**
631  * gem_allocate_guc_obj() - Allocate gem object for GuC usage
632  * @dev:        drm device
633  * @size:       size of object
634  *
635  * This is a wrapper to create a gem obj. In order to use it inside GuC, the
636  * object needs to be pinned lifetime. Also we must pin it to gtt space other
637  * than [0, GUC_WOPCM_TOP) because this range is reserved inside GuC.
638  *
639  * Return:      A drm_i915_gem_object if successful, otherwise NULL.
640  */
641 static struct drm_i915_gem_object *gem_allocate_guc_obj(struct drm_device *dev,
642                                                         u32 size)
643 {
644         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
645         struct drm_i915_gem_object *obj;
646
647         obj = i915_gem_alloc_object(dev, size);
648         if (!obj)
649                 return NULL;
650
651         if (i915_gem_object_get_pages(obj)) {
652                 drm_gem_object_unreference(&obj->base);
653                 return NULL;
654         }
655
656         if (i915_gem_obj_ggtt_pin(obj, PAGE_SIZE,
657                         PIN_OFFSET_BIAS | GUC_WOPCM_TOP)) {
658                 drm_gem_object_unreference(&obj->base);
659                 return NULL;
660         }
661
662         /* Invalidate GuC TLB to let GuC take the latest updates to GTT. */
663         I915_WRITE(GEN8_GTCR, GEN8_GTCR_INVALIDATE);
664
665         return obj;
666 }
667
668 /**
669  * gem_release_guc_obj() - Release gem object allocated for GuC usage
670  * @obj:        gem obj to be released
671  */
672 static void gem_release_guc_obj(struct drm_i915_gem_object *obj)
673 {
674         if (!obj)
675                 return;
676
677         if (i915_gem_obj_is_pinned(obj))
678                 i915_gem_object_ggtt_unpin(obj);
679
680         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
681 }
682
683 static void guc_client_free(struct drm_device *dev,
684                             struct i915_guc_client *client)
685 {
686         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
687         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
688
689         if (!client)
690                 return;
691
692         if (client->doorbell_id != GUC_INVALID_DOORBELL_ID) {
693                 /*
694                  * First disable the doorbell, then tell the GuC we've
695                  * finished with it, finally deallocate it in our bitmap
696                  */
697                 guc_disable_doorbell(guc, client);
698                 host2guc_release_doorbell(guc, client);
699                 release_doorbell(guc, client->doorbell_id);
700         }
701
702         /*
703          * XXX: wait for any outstanding submissions before freeing memory.
704          * Be sure to drop any locks
705          */
706
707         gem_release_guc_obj(client->client_obj);
708
709         if (client->ctx_index != GUC_INVALID_CTX_ID) {
710                 guc_fini_ctx_desc(guc, client);
711                 ida_simple_remove(&guc->ctx_ids, client->ctx_index);
712         }
713
714         kfree(client);
715 }
716
717 /**
718  * guc_client_alloc() - Allocate an i915_guc_client
719  * @dev:        drm device
720  * @priority:   four levels priority _CRITICAL, _HIGH, _NORMAL and _LOW
721  *              The kernel client to replace ExecList submission is created with
722  *              NORMAL priority. Priority of a client for scheduler can be HIGH,
723  *              while a preemption context can use CRITICAL.
724  * @ctx:        the context that owns the client (we use the default render
725  *              context)
726  *
727  * Return:      An i915_guc_client object if success.
728  */
729 static struct i915_guc_client *guc_client_alloc(struct drm_device *dev,
730                                                 uint32_t priority,
731                                                 struct intel_context *ctx)
732 {
733         struct i915_guc_client *client;
734         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
735         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
736         struct drm_i915_gem_object *obj;
737
738         client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
739         if (!client)
740                 return NULL;
741
742         client->doorbell_id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
743         client->priority = priority;
744         client->owner = ctx;
745         client->guc = guc;
746
747         client->ctx_index = (uint32_t)ida_simple_get(&guc->ctx_ids, 0,
748                         GUC_MAX_GPU_CONTEXTS, GFP_KERNEL);
749         if (client->ctx_index >= GUC_MAX_GPU_CONTEXTS) {
750                 client->ctx_index = GUC_INVALID_CTX_ID;
751                 goto err;
752         }
753
754         /* The first page is doorbell/proc_desc. Two followed pages are wq. */
755         obj = gem_allocate_guc_obj(dev, GUC_DB_SIZE + GUC_WQ_SIZE);
756         if (!obj)
757                 goto err;
758
759         client->client_obj = obj;
760         client->wq_offset = GUC_DB_SIZE;
761         client->wq_size = GUC_WQ_SIZE;
762
763         client->doorbell_offset = select_doorbell_cacheline(guc);
764
765         /*
766          * Since the doorbell only requires a single cacheline, we can save
767          * space by putting the application process descriptor in the same
768          * page. Use the half of the page that doesn't include the doorbell.
769          */
770         if (client->doorbell_offset >= (GUC_DB_SIZE / 2))
771                 client->proc_desc_offset = 0;
772         else
773                 client->proc_desc_offset = (GUC_DB_SIZE / 2);
774
775         client->doorbell_id = assign_doorbell(guc, client->priority);
776         if (client->doorbell_id == GUC_INVALID_DOORBELL_ID)
777                 /* XXX: evict a doorbell instead */
778                 goto err;
779
780         guc_init_proc_desc(guc, client);
781         guc_init_ctx_desc(guc, client);
782         guc_init_doorbell(guc, client);
783
784         /* XXX: Any cache flushes needed? General domain mgmt calls? */
785
786         if (host2guc_allocate_doorbell(guc, client))
787                 goto err;
788
789         DRM_DEBUG_DRIVER("new priority %u client %p: ctx_index %u db_id %u\n",
790                 priority, client, client->ctx_index, client->doorbell_id);
791
792         return client;
793
794 err:
795         DRM_ERROR("FAILED to create priority %u GuC client!\n", priority);
796
797         guc_client_free(dev, client);
798         return NULL;
799 }
800
801 static void guc_create_log(struct intel_guc *guc)
802 {
803         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
804         struct drm_i915_gem_object *obj;
805         unsigned long offset;
806         uint32_t size, flags;
807
808         if (i915.guc_log_level < GUC_LOG_VERBOSITY_MIN)
809                 return;
810
811         if (i915.guc_log_level > GUC_LOG_VERBOSITY_MAX)
812                 i915.guc_log_level = GUC_LOG_VERBOSITY_MAX;
813
814         /* The first page is to save log buffer state. Allocate one
815          * extra page for others in case for overlap */
816         size = (1 + GUC_LOG_DPC_PAGES + 1 +
817                 GUC_LOG_ISR_PAGES + 1 +
818                 GUC_LOG_CRASH_PAGES + 1) << PAGE_SHIFT;
819
820         obj = guc->log_obj;
821         if (!obj) {
822                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv->dev, size);
823                 if (!obj) {
824                         /* logging will be off */
825                         i915.guc_log_level = -1;
826                         return;
827                 }
828
829                 guc->log_obj = obj;
830         }
831
832         /* each allocated unit is a page */
833         flags = GUC_LOG_VALID | GUC_LOG_NOTIFY_ON_HALF_FULL |
834                 (GUC_LOG_DPC_PAGES << GUC_LOG_DPC_SHIFT) |
835                 (GUC_LOG_ISR_PAGES << GUC_LOG_ISR_SHIFT) |
836                 (GUC_LOG_CRASH_PAGES << GUC_LOG_CRASH_SHIFT);
837
838         offset = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) >> PAGE_SHIFT; /* in pages */
839         guc->log_flags = (offset << GUC_LOG_BUF_ADDR_SHIFT) | flags;
840 }
841
842 static void init_guc_policies(struct guc_policies *policies)
843 {
844         struct guc_policy *policy;
845         u32 p, i;
846
847         policies->dpc_promote_time = 500000;
848         policies->max_num_work_items = POLICY_MAX_NUM_WI;
849
850         for (p = 0; p < GUC_CTX_PRIORITY_NUM; p++) {
851                 for (i = 0; i < I915_NUM_RINGS; i++) {
852                         policy = &policies->policy[p][i];
853
854                         policy->execution_quantum = 1000000;
855                         policy->preemption_time = 500000;
856                         policy->fault_time = 250000;
857                         policy->policy_flags = 0;
858                 }
859         }
860
861         policies->is_valid = 1;
862 }
863
864 static void guc_create_ads(struct intel_guc *guc)
865 {
866         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
867         struct drm_i915_gem_object *obj;
868         struct guc_ads *ads;
869         struct guc_policies *policies;
870         struct intel_engine_cs *ring;
871         struct page *page;
872         u32 size, i;
873
874         /* The ads obj includes the struct itself and buffers passed to GuC */
875         size = sizeof(struct guc_ads) + sizeof(struct guc_policies);
876
877         obj = guc->ads_obj;
878         if (!obj) {
879                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv->dev, PAGE_ALIGN(size));
880                 if (!obj)
881                         return;
882
883                 guc->ads_obj = obj;
884         }
885
886         page = i915_gem_object_get_page(obj, 0);
887         ads = kmap(page);
888
889         /*
890          * The GuC requires a "Golden Context" when it reinitialises
891          * engines after a reset. Here we use the Render ring default
892          * context, which must already exist and be pinned in the GGTT,
893          * so its address won't change after we've told the GuC where
894          * to find it.
895          */
896         ring = &dev_priv->ring[RCS];
897         ads->golden_context_lrca = ring->status_page.gfx_addr;
898
899         for_each_ring(ring, dev_priv, i)
900                 ads->eng_state_size[i] = intel_lr_context_size(ring);
901
902         /* GuC scheduling policies */
903         policies = (void *)ads + sizeof(struct guc_ads);
904         init_guc_policies(policies);
905
906         ads->scheduler_policies = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) +
907                         sizeof(struct guc_ads);
908
909         kunmap(page);
910 }
911
912 /*
913  * Set up the memory resources to be shared with the GuC.  At this point,
914  * we require just one object that can be mapped through the GGTT.
915  */
916 int i915_guc_submission_init(struct drm_device *dev)
917 {
918         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
919         const size_t ctxsize = sizeof(struct guc_context_desc);
920         const size_t poolsize = GUC_MAX_GPU_CONTEXTS * ctxsize;
921         const size_t gemsize = round_up(poolsize, PAGE_SIZE);
922         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
923
924         if (!i915.enable_guc_submission)
925                 return 0; /* not enabled  */
926
927         if (guc->ctx_pool_obj)
928                 return 0; /* already allocated */
929
930         guc->ctx_pool_obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv->dev, gemsize);
931         if (!guc->ctx_pool_obj)
932                 return -ENOMEM;
933
934         ida_init(&guc->ctx_ids);
935
936         guc_create_log(guc);
937
938         guc_create_ads(guc);
939
940         return 0;
941 }
942
943 int i915_guc_submission_enable(struct drm_device *dev)
944 {
945         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
946         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
947         struct intel_context *ctx = dev_priv->ring[RCS].default_context;
948         struct i915_guc_client *client;
949
950         /* client for execbuf submission */
951         client = guc_client_alloc(dev, GUC_CTX_PRIORITY_KMD_NORMAL, ctx);
952         if (!client) {
953                 DRM_ERROR("Failed to create execbuf guc_client\n");
954                 return -ENOMEM;
955         }
956
957         guc->execbuf_client = client;
958
959         host2guc_sample_forcewake(guc, client);
960
961         return 0;
962 }
963
964 void i915_guc_submission_disable(struct drm_device *dev)
965 {
966         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
967         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
968
969         guc_client_free(dev, guc->execbuf_client);
970         guc->execbuf_client = NULL;
971 }
972
973 void i915_guc_submission_fini(struct drm_device *dev)
974 {
975         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
976         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
977
978         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.ads_obj);
979         guc->ads_obj = NULL;
980
981         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.log_obj);
982         guc->log_obj = NULL;
983
984         if (guc->ctx_pool_obj)
985                 ida_destroy(&guc->ctx_ids);
986         gem_release_guc_obj(guc->ctx_pool_obj);
987         guc->ctx_pool_obj = NULL;
988 }
989
990 /**
991  * intel_guc_suspend() - notify GuC entering suspend state
992  * @dev:        drm device
993  */
994 int intel_guc_suspend(struct drm_device *dev)
995 {
996         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
997         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
998         struct intel_context *ctx;
999         u32 data[3];
1000
1001         if (!i915.enable_guc_submission)
1002                 return 0;
1003
1004         ctx = dev_priv->ring[RCS].default_context;
1005
1006         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ENTER_S_STATE;
1007         /* any value greater than GUC_POWER_D0 */
1008         data[1] = GUC_POWER_D1;
1009         /* first page is shared data with GuC */
1010         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1011
1012         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1013 }
1014
1015
1016 /**
1017  * intel_guc_resume() - notify GuC resuming from suspend state
1018  * @dev:        drm device
1019  */
1020 int intel_guc_resume(struct drm_device *dev)
1021 {
1022         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
1023         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
1024         struct intel_context *ctx;
1025         u32 data[3];
1026
1027         if (!i915.enable_guc_submission)
1028                 return 0;
1029
1030         ctx = dev_priv->ring[RCS].default_context;
1031
1032         data[0] = HOST2GUC_ACTION_EXIT_S_STATE;
1033         data[1] = GUC_POWER_D0;
1034         /* first page is shared data with GuC */
1035         data[2] = i915_gem_obj_ggtt_offset(ctx->engine[RCS].state);
1036
1037         return host2guc_action(guc, data, ARRAY_SIZE(data));
1038 }