GNU Linux-libre 4.14.251-gnu1
[releases.git] / drivers / gpu / drm / i915 / intel_lrc.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  * Authors:
24  *    Ben Widawsky <ben@bwidawsk.net>
25  *    Michel Thierry <michel.thierry@intel.com>
26  *    Thomas Daniel <thomas.daniel@intel.com>
27  *    Oscar Mateo <oscar.mateo@intel.com>
28  *
29  */
30
31 /**
32  * DOC: Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists
33  *
34  * Motivation:
35  * GEN8 brings an expansion of the HW contexts: "Logical Ring Contexts".
36  * These expanded contexts enable a number of new abilities, especially
37  * "Execlists" (also implemented in this file).
38  *
39  * One of the main differences with the legacy HW contexts is that logical
40  * ring contexts incorporate many more things to the context's state, like
41  * PDPs or ringbuffer control registers:
42  *
43  * The reason why PDPs are included in the context is straightforward: as
44  * PPGTTs (per-process GTTs) are actually per-context, having the PDPs
45  * contained there mean you don't need to do a ppgtt->switch_mm yourself,
46  * instead, the GPU will do it for you on the context switch.
47  *
48  * But, what about the ringbuffer control registers (head, tail, etc..)?
49  * shouldn't we just need a set of those per engine command streamer? This is
50  * where the name "Logical Rings" starts to make sense: by virtualizing the
51  * rings, the engine cs shifts to a new "ring buffer" with every context
52  * switch. When you want to submit a workload to the GPU you: A) choose your
53  * context, B) find its appropriate virtualized ring, C) write commands to it
54  * and then, finally, D) tell the GPU to switch to that context.
55  *
56  * Instead of the legacy MI_SET_CONTEXT, the way you tell the GPU to switch
57  * to a contexts is via a context execution list, ergo "Execlists".
58  *
59  * LRC implementation:
60  * Regarding the creation of contexts, we have:
61  *
62  * - One global default context.
63  * - One local default context for each opened fd.
64  * - One local extra context for each context create ioctl call.
65  *
66  * Now that ringbuffers belong per-context (and not per-engine, like before)
67  * and that contexts are uniquely tied to a given engine (and not reusable,
68  * like before) we need:
69  *
70  * - One ringbuffer per-engine inside each context.
71  * - One backing object per-engine inside each context.
72  *
73  * The global default context starts its life with these new objects fully
74  * allocated and populated. The local default context for each opened fd is
75  * more complex, because we don't know at creation time which engine is going
76  * to use them. To handle this, we have implemented a deferred creation of LR
77  * contexts:
78  *
79  * The local context starts its life as a hollow or blank holder, that only
80  * gets populated for a given engine once we receive an execbuffer. If later
81  * on we receive another execbuffer ioctl for the same context but a different
82  * engine, we allocate/populate a new ringbuffer and context backing object and
83  * so on.
84  *
85  * Finally, regarding local contexts created using the ioctl call: as they are
86  * only allowed with the render ring, we can allocate & populate them right
87  * away (no need to defer anything, at least for now).
88  *
89  * Execlists implementation:
90  * Execlists are the new method by which, on gen8+ hardware, workloads are
91  * submitted for execution (as opposed to the legacy, ringbuffer-based, method).
92  * This method works as follows:
93  *
94  * When a request is committed, its commands (the BB start and any leading or
95  * trailing commands, like the seqno breadcrumbs) are placed in the ringbuffer
96  * for the appropriate context. The tail pointer in the hardware context is not
97  * updated at this time, but instead, kept by the driver in the ringbuffer
98  * structure. A structure representing this request is added to a request queue
99  * for the appropriate engine: this structure contains a copy of the context's
100  * tail after the request was written to the ring buffer and a pointer to the
101  * context itself.
102  *
103  * If the engine's request queue was empty before the request was added, the
104  * queue is processed immediately. Otherwise the queue will be processed during
105  * a context switch interrupt. In any case, elements on the queue will get sent
106  * (in pairs) to the GPU's ExecLists Submit Port (ELSP, for short) with a
107  * globally unique 20-bits submission ID.
108  *
109  * When execution of a request completes, the GPU updates the context status
110  * buffer with a context complete event and generates a context switch interrupt.
111  * During the interrupt handling, the driver examines the events in the buffer:
112  * for each context complete event, if the announced ID matches that on the head
113  * of the request queue, then that request is retired and removed from the queue.
114  *
115  * After processing, if any requests were retired and the queue is not empty
116  * then a new execution list can be submitted. The two requests at the front of
117  * the queue are next to be submitted but since a context may not occur twice in
118  * an execution list, if subsequent requests have the same ID as the first then
119  * the two requests must be combined. This is done simply by discarding requests
120  * at the head of the queue until either only one requests is left (in which case
121  * we use a NULL second context) or the first two requests have unique IDs.
122  *
123  * By always executing the first two requests in the queue the driver ensures
124  * that the GPU is kept as busy as possible. In the case where a single context
125  * completes but a second context is still executing, the request for this second
126  * context will be at the head of the queue when we remove the first one. This
127  * request will then be resubmitted along with a new request for a different context,
128  * which will cause the hardware to continue executing the second request and queue
129  * the new request (the GPU detects the condition of a context getting preempted
130  * with the same context and optimizes the context switch flow by not doing
131  * preemption, but just sampling the new tail pointer).
132  *
133  */
134 #include <linux/interrupt.h>
135
136 #include <drm/drmP.h>
137 #include <drm/i915_drm.h>
138 #include "i915_drv.h"
139 #include "intel_mocs.h"
140
141 #define RING_EXECLIST_QFULL             (1 << 0x2)
142 #define RING_EXECLIST1_VALID            (1 << 0x3)
143 #define RING_EXECLIST0_VALID            (1 << 0x4)
144 #define RING_EXECLIST_ACTIVE_STATUS     (3 << 0xE)
145 #define RING_EXECLIST1_ACTIVE           (1 << 0x11)
146 #define RING_EXECLIST0_ACTIVE           (1 << 0x12)
147
148 #define GEN8_CTX_STATUS_IDLE_ACTIVE     (1 << 0)
149 #define GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED       (1 << 1)
150 #define GEN8_CTX_STATUS_ELEMENT_SWITCH  (1 << 2)
151 #define GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE     (1 << 3)
152 #define GEN8_CTX_STATUS_COMPLETE        (1 << 4)
153 #define GEN8_CTX_STATUS_LITE_RESTORE    (1 << 15)
154
155 #define GEN8_CTX_STATUS_COMPLETED_MASK \
156          (GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE | \
157           GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED | \
158           GEN8_CTX_STATUS_ELEMENT_SWITCH)
159
160 #define CTX_LRI_HEADER_0                0x01
161 #define CTX_CONTEXT_CONTROL             0x02
162 #define CTX_RING_HEAD                   0x04
163 #define CTX_RING_TAIL                   0x06
164 #define CTX_RING_BUFFER_START           0x08
165 #define CTX_RING_BUFFER_CONTROL         0x0a
166 #define CTX_BB_HEAD_U                   0x0c
167 #define CTX_BB_HEAD_L                   0x0e
168 #define CTX_BB_STATE                    0x10
169 #define CTX_SECOND_BB_HEAD_U            0x12
170 #define CTX_SECOND_BB_HEAD_L            0x14
171 #define CTX_SECOND_BB_STATE             0x16
172 #define CTX_BB_PER_CTX_PTR              0x18
173 #define CTX_RCS_INDIRECT_CTX            0x1a
174 #define CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET     0x1c
175 #define CTX_LRI_HEADER_1                0x21
176 #define CTX_CTX_TIMESTAMP               0x22
177 #define CTX_PDP3_UDW                    0x24
178 #define CTX_PDP3_LDW                    0x26
179 #define CTX_PDP2_UDW                    0x28
180 #define CTX_PDP2_LDW                    0x2a
181 #define CTX_PDP1_UDW                    0x2c
182 #define CTX_PDP1_LDW                    0x2e
183 #define CTX_PDP0_UDW                    0x30
184 #define CTX_PDP0_LDW                    0x32
185 #define CTX_LRI_HEADER_2                0x41
186 #define CTX_R_PWR_CLK_STATE             0x42
187 #define CTX_GPGPU_CSR_BASE_ADDRESS      0x44
188
189 #define CTX_REG(reg_state, pos, reg, val) do { \
190         (reg_state)[(pos)+0] = i915_mmio_reg_offset(reg); \
191         (reg_state)[(pos)+1] = (val); \
192 } while (0)
193
194 #define ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, n) do {                \
195         const u64 _addr = i915_page_dir_dma_addr((ppgtt), (n)); \
196         reg_state[CTX_PDP ## n ## _UDW+1] = upper_32_bits(_addr); \
197         reg_state[CTX_PDP ## n ## _LDW+1] = lower_32_bits(_addr); \
198 } while (0)
199
200 #define ASSIGN_CTX_PML4(ppgtt, reg_state) do { \
201         reg_state[CTX_PDP0_UDW + 1] = upper_32_bits(px_dma(&ppgtt->pml4)); \
202         reg_state[CTX_PDP0_LDW + 1] = lower_32_bits(px_dma(&ppgtt->pml4)); \
203 } while (0)
204
205 #define GEN8_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT        0x17
206 #define GEN9_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT        0x26
207 #define GEN10_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT       0x19
208
209 /* Typical size of the average request (2 pipecontrols and a MI_BB) */
210 #define EXECLISTS_REQUEST_SIZE 64 /* bytes */
211
212 #define WA_TAIL_DWORDS 2
213
214 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
215                                             struct intel_engine_cs *engine);
216 static void execlists_init_reg_state(u32 *reg_state,
217                                      struct i915_gem_context *ctx,
218                                      struct intel_engine_cs *engine,
219                                      struct intel_ring *ring);
220
221 /**
222  * intel_sanitize_enable_execlists() - sanitize i915.enable_execlists
223  * @dev_priv: i915 device private
224  * @enable_execlists: value of i915.enable_execlists module parameter.
225  *
226  * Only certain platforms support Execlists (the prerequisites being
227  * support for Logical Ring Contexts and Aliasing PPGTT or better).
228  *
229  * Return: 1 if Execlists is supported and has to be enabled.
230  */
231 int intel_sanitize_enable_execlists(struct drm_i915_private *dev_priv, int enable_execlists)
232 {
233         /* On platforms with execlist available, vGPU will only
234          * support execlist mode, no ring buffer mode.
235          */
236         if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(dev_priv) && intel_vgpu_active(dev_priv))
237                 return 1;
238
239         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 9)
240                 return 1;
241
242         if (enable_execlists == 0)
243                 return 0;
244
245         if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(dev_priv) &&
246             USES_PPGTT(dev_priv) &&
247             i915.use_mmio_flip >= 0)
248                 return 1;
249
250         return 0;
251 }
252
253 /**
254  * intel_lr_context_descriptor_update() - calculate & cache the descriptor
255  *                                        descriptor for a pinned context
256  * @ctx: Context to work on
257  * @engine: Engine the descriptor will be used with
258  *
259  * The context descriptor encodes various attributes of a context,
260  * including its GTT address and some flags. Because it's fairly
261  * expensive to calculate, we'll just do it once and cache the result,
262  * which remains valid until the context is unpinned.
263  *
264  * This is what a descriptor looks like, from LSB to MSB::
265  *
266  *      bits  0-11:    flags, GEN8_CTX_* (cached in ctx->desc_template)
267  *      bits 12-31:    LRCA, GTT address of (the HWSP of) this context
268  *      bits 32-52:    ctx ID, a globally unique tag
269  *      bits 53-54:    mbz, reserved for use by hardware
270  *      bits 55-63:    group ID, currently unused and set to 0
271  */
272 static void
273 intel_lr_context_descriptor_update(struct i915_gem_context *ctx,
274                                    struct intel_engine_cs *engine)
275 {
276         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
277         u64 desc;
278
279         BUILD_BUG_ON(MAX_CONTEXT_HW_ID > (1<<GEN8_CTX_ID_WIDTH));
280
281         desc = ctx->desc_template;                              /* bits  0-11 */
282         desc |= i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_PPHWSP_PN * PAGE_SIZE;
283                                                                 /* bits 12-31 */
284         desc |= (u64)ctx->hw_id << GEN8_CTX_ID_SHIFT;           /* bits 32-52 */
285
286         ce->lrc_desc = desc;
287 }
288
289 uint64_t intel_lr_context_descriptor(struct i915_gem_context *ctx,
290                                      struct intel_engine_cs *engine)
291 {
292         return ctx->engine[engine->id].lrc_desc;
293 }
294
295 static inline void
296 execlists_context_status_change(struct drm_i915_gem_request *rq,
297                                 unsigned long status)
298 {
299         /*
300          * Only used when GVT-g is enabled now. When GVT-g is disabled,
301          * The compiler should eliminate this function as dead-code.
302          */
303         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT))
304                 return;
305
306         atomic_notifier_call_chain(&rq->engine->context_status_notifier,
307                                    status, rq);
308 }
309
310 static void
311 execlists_update_context_pdps(struct i915_hw_ppgtt *ppgtt, u32 *reg_state)
312 {
313         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 3);
314         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 2);
315         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 1);
316         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 0);
317 }
318
319 static u64 execlists_update_context(struct drm_i915_gem_request *rq)
320 {
321         struct intel_context *ce = &rq->ctx->engine[rq->engine->id];
322         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt =
323                 rq->ctx->ppgtt ?: rq->i915->mm.aliasing_ppgtt;
324         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
325
326         reg_state[CTX_RING_TAIL+1] = intel_ring_set_tail(rq->ring, rq->tail);
327
328         /*
329          * True 32b PPGTT with dynamic page allocation: update PDP
330          * registers and point the unallocated PDPs to scratch page.
331          * PML4 is allocated during ppgtt init, so this is not needed
332          * in 48-bit mode.
333          */
334         if (ppgtt && !i915_vm_is_48bit(&ppgtt->base))
335                 execlists_update_context_pdps(ppgtt, reg_state);
336
337         /*
338          * Make sure the context image is complete before we submit it to HW.
339          *
340          * Ostensibly, writes (including the WCB) should be flushed prior to
341          * an uncached write such as our mmio register access, the empirical
342          * evidence (esp. on Braswell) suggests that the WC write into memory
343          * may not be visible to the HW prior to the completion of the UC
344          * register write and that we may begin execution from the context
345          * before its image is complete leading to invalid PD chasing.
346          *
347          * Furthermore, Braswell, at least, wants a full mb to be sure that
348          * the writes are coherent in memory (visible to the GPU) prior to
349          * execution, and not just visible to other CPUs (as is the result of
350          * wmb).
351          */
352         mb();
353         return ce->lrc_desc;
354 }
355
356 static void execlists_submit_ports(struct intel_engine_cs *engine)
357 {
358         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
359         u32 __iomem *elsp =
360                 engine->i915->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_ELSP(engine));
361         unsigned int n;
362
363         for (n = ARRAY_SIZE(engine->execlist_port); n--; ) {
364                 struct drm_i915_gem_request *rq;
365                 unsigned int count;
366                 u64 desc;
367
368                 rq = port_unpack(&port[n], &count);
369                 if (rq) {
370                         GEM_BUG_ON(count > !n);
371                         if (!count++)
372                                 execlists_context_status_change(rq, INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_IN);
373                         port_set(&port[n], port_pack(rq, count));
374                         desc = execlists_update_context(rq);
375                         GEM_DEBUG_EXEC(port[n].context_id = upper_32_bits(desc));
376                 } else {
377                         GEM_BUG_ON(!n);
378                         desc = 0;
379                 }
380
381                 writel(upper_32_bits(desc), elsp);
382                 writel(lower_32_bits(desc), elsp);
383         }
384 }
385
386 static bool ctx_single_port_submission(const struct i915_gem_context *ctx)
387 {
388         return (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT) &&
389                 i915_gem_context_force_single_submission(ctx));
390 }
391
392 static bool can_merge_ctx(const struct i915_gem_context *prev,
393                           const struct i915_gem_context *next)
394 {
395         if (prev != next)
396                 return false;
397
398         if (ctx_single_port_submission(prev))
399                 return false;
400
401         return true;
402 }
403
404 static void port_assign(struct execlist_port *port,
405                         struct drm_i915_gem_request *rq)
406 {
407         GEM_BUG_ON(rq == port_request(port));
408
409         if (port_isset(port))
410                 i915_gem_request_put(port_request(port));
411
412         port_set(port, port_pack(i915_gem_request_get(rq), port_count(port)));
413 }
414
415 static void execlists_dequeue(struct intel_engine_cs *engine)
416 {
417         struct drm_i915_gem_request *last;
418         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
419         struct rb_node *rb;
420         bool submit = false;
421
422         last = port_request(port);
423         if (last)
424                 /* WaIdleLiteRestore:bdw,skl
425                  * Apply the wa NOOPs to prevent ring:HEAD == req:TAIL
426                  * as we resubmit the request. See gen8_emit_breadcrumb()
427                  * for where we prepare the padding after the end of the
428                  * request.
429                  */
430                 last->tail = last->wa_tail;
431
432         GEM_BUG_ON(port_isset(&port[1]));
433
434         /* Hardware submission is through 2 ports. Conceptually each port
435          * has a (RING_START, RING_HEAD, RING_TAIL) tuple. RING_START is
436          * static for a context, and unique to each, so we only execute
437          * requests belonging to a single context from each ring. RING_HEAD
438          * is maintained by the CS in the context image, it marks the place
439          * where it got up to last time, and through RING_TAIL we tell the CS
440          * where we want to execute up to this time.
441          *
442          * In this list the requests are in order of execution. Consecutive
443          * requests from the same context are adjacent in the ringbuffer. We
444          * can combine these requests into a single RING_TAIL update:
445          *
446          *              RING_HEAD...req1...req2
447          *                                    ^- RING_TAIL
448          * since to execute req2 the CS must first execute req1.
449          *
450          * Our goal then is to point each port to the end of a consecutive
451          * sequence of requests as being the most optimal (fewest wake ups
452          * and context switches) submission.
453          */
454
455         spin_lock_irq(&engine->timeline->lock);
456         rb = engine->execlist_first;
457         GEM_BUG_ON(rb_first(&engine->execlist_queue) != rb);
458         while (rb) {
459                 struct i915_priolist *p = rb_entry(rb, typeof(*p), node);
460                 struct drm_i915_gem_request *rq, *rn;
461
462                 list_for_each_entry_safe(rq, rn, &p->requests, priotree.link) {
463                         /*
464                          * Can we combine this request with the current port?
465                          * It has to be the same context/ringbuffer and not
466                          * have any exceptions (e.g. GVT saying never to
467                          * combine contexts).
468                          *
469                          * If we can combine the requests, we can execute both
470                          * by updating the RING_TAIL to point to the end of the
471                          * second request, and so we never need to tell the
472                          * hardware about the first.
473                          */
474                         if (last && !can_merge_ctx(rq->ctx, last->ctx)) {
475                                 /*
476                                  * If we are on the second port and cannot
477                                  * combine this request with the last, then we
478                                  * are done.
479                                  */
480                                 if (port != engine->execlist_port) {
481                                         __list_del_many(&p->requests,
482                                                         &rq->priotree.link);
483                                         goto done;
484                                 }
485
486                                 /*
487                                  * If GVT overrides us we only ever submit
488                                  * port[0], leaving port[1] empty. Note that we
489                                  * also have to be careful that we don't queue
490                                  * the same context (even though a different
491                                  * request) to the second port.
492                                  */
493                                 if (ctx_single_port_submission(last->ctx) ||
494                                     ctx_single_port_submission(rq->ctx)) {
495                                         __list_del_many(&p->requests,
496                                                         &rq->priotree.link);
497                                         goto done;
498                                 }
499
500                                 GEM_BUG_ON(last->ctx == rq->ctx);
501
502                                 if (submit)
503                                         port_assign(port, last);
504                                 port++;
505                         }
506
507                         INIT_LIST_HEAD(&rq->priotree.link);
508                         rq->priotree.priority = INT_MAX;
509
510                         __i915_gem_request_submit(rq);
511                         trace_i915_gem_request_in(rq, port_index(port, engine));
512                         last = rq;
513                         submit = true;
514                 }
515
516                 rb = rb_next(rb);
517                 rb_erase(&p->node, &engine->execlist_queue);
518                 INIT_LIST_HEAD(&p->requests);
519                 if (p->priority != I915_PRIORITY_NORMAL)
520                         kmem_cache_free(engine->i915->priorities, p);
521         }
522 done:
523         engine->execlist_first = rb;
524         if (submit)
525                 port_assign(port, last);
526         spin_unlock_irq(&engine->timeline->lock);
527
528         if (submit)
529                 execlists_submit_ports(engine);
530 }
531
532 static bool execlists_elsp_ready(const struct intel_engine_cs *engine)
533 {
534         const struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
535
536         return port_count(&port[0]) + port_count(&port[1]) < 2;
537 }
538
539 /*
540  * Check the unread Context Status Buffers and manage the submission of new
541  * contexts to the ELSP accordingly.
542  */
543 static void intel_lrc_irq_handler(unsigned long data)
544 {
545         struct intel_engine_cs *engine = (struct intel_engine_cs *)data;
546         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
547         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
548
549         /* We can skip acquiring intel_runtime_pm_get() here as it was taken
550          * on our behalf by the request (see i915_gem_mark_busy()) and it will
551          * not be relinquished until the device is idle (see
552          * i915_gem_idle_work_handler()). As a precaution, we make sure
553          * that all ELSP are drained i.e. we have processed the CSB,
554          * before allowing ourselves to idle and calling intel_runtime_pm_put().
555          */
556         GEM_BUG_ON(!dev_priv->gt.awake);
557
558         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, engine->fw_domains);
559
560         /* Prefer doing test_and_clear_bit() as a two stage operation to avoid
561          * imposing the cost of a locked atomic transaction when submitting a
562          * new request (outside of the context-switch interrupt).
563          */
564         while (test_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted)) {
565                 u32 __iomem *csb_mmio =
566                         dev_priv->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_CONTEXT_STATUS_PTR(engine));
567                 u32 __iomem *buf =
568                         dev_priv->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_CONTEXT_STATUS_BUF_LO(engine, 0));
569                 unsigned int head, tail;
570
571                 /* The write will be ordered by the uncached read (itself
572                  * a memory barrier), so we do not need another in the form
573                  * of a locked instruction. The race between the interrupt
574                  * handler and the split test/clear is harmless as we order
575                  * our clear before the CSB read. If the interrupt arrived
576                  * first between the test and the clear, we read the updated
577                  * CSB and clear the bit. If the interrupt arrives as we read
578                  * the CSB or later (i.e. after we had cleared the bit) the bit
579                  * is set and we do a new loop.
580                  */
581                 __clear_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted);
582                 head = readl(csb_mmio);
583                 tail = GEN8_CSB_WRITE_PTR(head);
584                 head = GEN8_CSB_READ_PTR(head);
585                 while (head != tail) {
586                         struct drm_i915_gem_request *rq;
587                         unsigned int status;
588                         unsigned int count;
589
590                         if (++head == GEN8_CSB_ENTRIES)
591                                 head = 0;
592
593                         /* We are flying near dragons again.
594                          *
595                          * We hold a reference to the request in execlist_port[]
596                          * but no more than that. We are operating in softirq
597                          * context and so cannot hold any mutex or sleep. That
598                          * prevents us stopping the requests we are processing
599                          * in port[] from being retired simultaneously (the
600                          * breadcrumb will be complete before we see the
601                          * context-switch). As we only hold the reference to the
602                          * request, any pointer chasing underneath the request
603                          * is subject to a potential use-after-free. Thus we
604                          * store all of the bookkeeping within port[] as
605                          * required, and avoid using unguarded pointers beneath
606                          * request itself. The same applies to the atomic
607                          * status notifier.
608                          */
609
610                         status = readl(buf + 2 * head);
611                         if (!(status & GEN8_CTX_STATUS_COMPLETED_MASK))
612                                 continue;
613
614                         /* Check the context/desc id for this event matches */
615                         GEM_DEBUG_BUG_ON(readl(buf + 2 * head + 1) !=
616                                          port->context_id);
617
618                         rq = port_unpack(port, &count);
619                         GEM_BUG_ON(count == 0);
620                         if (--count == 0) {
621                                 GEM_BUG_ON(status & GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED);
622                                 GEM_BUG_ON(!i915_gem_request_completed(rq));
623                                 execlists_context_status_change(rq, INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_OUT);
624
625                                 trace_i915_gem_request_out(rq);
626                                 i915_gem_request_put(rq);
627
628                                 port[0] = port[1];
629                                 memset(&port[1], 0, sizeof(port[1]));
630                         } else {
631                                 port_set(port, port_pack(rq, count));
632                         }
633
634                         /* After the final element, the hw should be idle */
635                         GEM_BUG_ON(port_count(port) == 0 &&
636                                    !(status & GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE));
637                 }
638
639                 writel(_MASKED_FIELD(GEN8_CSB_READ_PTR_MASK, head << 8),
640                        csb_mmio);
641         }
642
643         if (execlists_elsp_ready(engine))
644                 execlists_dequeue(engine);
645
646         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, engine->fw_domains);
647 }
648
649 static bool
650 insert_request(struct intel_engine_cs *engine,
651                struct i915_priotree *pt,
652                int prio)
653 {
654         struct i915_priolist *p;
655         struct rb_node **parent, *rb;
656         bool first = true;
657
658         if (unlikely(engine->no_priolist))
659                 prio = I915_PRIORITY_NORMAL;
660
661 find_priolist:
662         /* most positive priority is scheduled first, equal priorities fifo */
663         rb = NULL;
664         parent = &engine->execlist_queue.rb_node;
665         while (*parent) {
666                 rb = *parent;
667                 p = rb_entry(rb, typeof(*p), node);
668                 if (prio > p->priority) {
669                         parent = &rb->rb_left;
670                 } else if (prio < p->priority) {
671                         parent = &rb->rb_right;
672                         first = false;
673                 } else {
674                         list_add_tail(&pt->link, &p->requests);
675                         return false;
676                 }
677         }
678
679         if (prio == I915_PRIORITY_NORMAL) {
680                 p = &engine->default_priolist;
681         } else {
682                 p = kmem_cache_alloc(engine->i915->priorities, GFP_ATOMIC);
683                 /* Convert an allocation failure to a priority bump */
684                 if (unlikely(!p)) {
685                         prio = I915_PRIORITY_NORMAL; /* recurses just once */
686
687                         /* To maintain ordering with all rendering, after an
688                          * allocation failure we have to disable all scheduling.
689                          * Requests will then be executed in fifo, and schedule
690                          * will ensure that dependencies are emitted in fifo.
691                          * There will be still some reordering with existing
692                          * requests, so if userspace lied about their
693                          * dependencies that reordering may be visible.
694                          */
695                         engine->no_priolist = true;
696                         goto find_priolist;
697                 }
698         }
699
700         p->priority = prio;
701         rb_link_node(&p->node, rb, parent);
702         rb_insert_color(&p->node, &engine->execlist_queue);
703
704         INIT_LIST_HEAD(&p->requests);
705         list_add_tail(&pt->link, &p->requests);
706
707         if (first)
708                 engine->execlist_first = &p->node;
709
710         return first;
711 }
712
713 static void execlists_submit_request(struct drm_i915_gem_request *request)
714 {
715         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
716         unsigned long flags;
717
718         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
719         spin_lock_irqsave(&engine->timeline->lock, flags);
720
721         if (insert_request(engine,
722                            &request->priotree,
723                            request->priotree.priority)) {
724                 if (execlists_elsp_ready(engine))
725                         tasklet_hi_schedule(&engine->irq_tasklet);
726         }
727
728         GEM_BUG_ON(!engine->execlist_first);
729         GEM_BUG_ON(list_empty(&request->priotree.link));
730
731         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline->lock, flags);
732 }
733
734 static struct intel_engine_cs *
735 pt_lock_engine(struct i915_priotree *pt, struct intel_engine_cs *locked)
736 {
737         struct intel_engine_cs *engine =
738                 container_of(pt, struct drm_i915_gem_request, priotree)->engine;
739
740         GEM_BUG_ON(!locked);
741
742         if (engine != locked) {
743                 spin_unlock(&locked->timeline->lock);
744                 spin_lock(&engine->timeline->lock);
745         }
746
747         return engine;
748 }
749
750 static void execlists_schedule(struct drm_i915_gem_request *request, int prio)
751 {
752         struct intel_engine_cs *engine;
753         struct i915_dependency *dep, *p;
754         struct i915_dependency stack;
755         LIST_HEAD(dfs);
756
757         if (prio <= READ_ONCE(request->priotree.priority))
758                 return;
759
760         /* Need BKL in order to use the temporary link inside i915_dependency */
761         lockdep_assert_held(&request->i915->drm.struct_mutex);
762
763         stack.signaler = &request->priotree;
764         list_add(&stack.dfs_link, &dfs);
765
766         /* Recursively bump all dependent priorities to match the new request.
767          *
768          * A naive approach would be to use recursion:
769          * static void update_priorities(struct i915_priotree *pt, prio) {
770          *      list_for_each_entry(dep, &pt->signalers_list, signal_link)
771          *              update_priorities(dep->signal, prio)
772          *      insert_request(pt);
773          * }
774          * but that may have unlimited recursion depth and so runs a very
775          * real risk of overunning the kernel stack. Instead, we build
776          * a flat list of all dependencies starting with the current request.
777          * As we walk the list of dependencies, we add all of its dependencies
778          * to the end of the list (this may include an already visited
779          * request) and continue to walk onwards onto the new dependencies. The
780          * end result is a topological list of requests in reverse order, the
781          * last element in the list is the request we must execute first.
782          */
783         list_for_each_entry_safe(dep, p, &dfs, dfs_link) {
784                 struct i915_priotree *pt = dep->signaler;
785
786                 /* Within an engine, there can be no cycle, but we may
787                  * refer to the same dependency chain multiple times
788                  * (redundant dependencies are not eliminated) and across
789                  * engines.
790                  */
791                 list_for_each_entry(p, &pt->signalers_list, signal_link) {
792                         GEM_BUG_ON(p->signaler->priority < pt->priority);
793                         if (prio > READ_ONCE(p->signaler->priority))
794                                 list_move_tail(&p->dfs_link, &dfs);
795                 }
796
797                 list_safe_reset_next(dep, p, dfs_link);
798         }
799
800         /* If we didn't need to bump any existing priorities, and we haven't
801          * yet submitted this request (i.e. there is no potential race with
802          * execlists_submit_request()), we can set our own priority and skip
803          * acquiring the engine locks.
804          */
805         if (request->priotree.priority == INT_MIN) {
806                 GEM_BUG_ON(!list_empty(&request->priotree.link));
807                 request->priotree.priority = prio;
808                 if (stack.dfs_link.next == stack.dfs_link.prev)
809                         return;
810                 __list_del_entry(&stack.dfs_link);
811         }
812
813         engine = request->engine;
814         spin_lock_irq(&engine->timeline->lock);
815
816         /* Fifo and depth-first replacement ensure our deps execute before us */
817         list_for_each_entry_safe_reverse(dep, p, &dfs, dfs_link) {
818                 struct i915_priotree *pt = dep->signaler;
819
820                 INIT_LIST_HEAD(&dep->dfs_link);
821
822                 engine = pt_lock_engine(pt, engine);
823
824                 if (prio <= pt->priority)
825                         continue;
826
827                 pt->priority = prio;
828                 if (!list_empty(&pt->link)) {
829                         __list_del_entry(&pt->link);
830                         insert_request(engine, pt, prio);
831                 }
832         }
833
834         spin_unlock_irq(&engine->timeline->lock);
835
836         /* XXX Do we need to preempt to make room for us and our deps? */
837 }
838
839 static struct intel_ring *
840 execlists_context_pin(struct intel_engine_cs *engine,
841                       struct i915_gem_context *ctx)
842 {
843         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
844         unsigned int flags;
845         void *vaddr;
846         int ret;
847
848         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
849
850         if (likely(ce->pin_count++))
851                 goto out;
852         GEM_BUG_ON(!ce->pin_count); /* no overflow please! */
853
854         if (!ce->state) {
855                 ret = execlists_context_deferred_alloc(ctx, engine);
856                 if (ret)
857                         goto err;
858         }
859         GEM_BUG_ON(!ce->state);
860
861         flags = PIN_GLOBAL | PIN_HIGH;
862         if (ctx->ggtt_offset_bias)
863                 flags |= PIN_OFFSET_BIAS | ctx->ggtt_offset_bias;
864
865         ret = i915_vma_pin(ce->state, 0, GEN8_LR_CONTEXT_ALIGN, flags);
866         if (ret)
867                 goto err;
868
869         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj, I915_MAP_WB);
870         if (IS_ERR(vaddr)) {
871                 ret = PTR_ERR(vaddr);
872                 goto unpin_vma;
873         }
874
875         ret = intel_ring_pin(ce->ring, ctx->i915, ctx->ggtt_offset_bias);
876         if (ret)
877                 goto unpin_map;
878
879         intel_lr_context_descriptor_update(ctx, engine);
880
881         ce->lrc_reg_state = vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
882         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] =
883                 i915_ggtt_offset(ce->ring->vma);
884
885         ce->state->obj->mm.dirty = true;
886
887         i915_gem_context_get(ctx);
888 out:
889         return ce->ring;
890
891 unpin_map:
892         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
893 unpin_vma:
894         __i915_vma_unpin(ce->state);
895 err:
896         ce->pin_count = 0;
897         return ERR_PTR(ret);
898 }
899
900 static void execlists_context_unpin(struct intel_engine_cs *engine,
901                                     struct i915_gem_context *ctx)
902 {
903         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
904
905         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
906         GEM_BUG_ON(ce->pin_count == 0);
907
908         if (--ce->pin_count)
909                 return;
910
911         intel_ring_unpin(ce->ring);
912
913         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
914         i915_vma_unpin(ce->state);
915
916         i915_gem_context_put(ctx);
917 }
918
919 static int execlists_request_alloc(struct drm_i915_gem_request *request)
920 {
921         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
922         struct intel_context *ce = &request->ctx->engine[engine->id];
923         u32 *cs;
924         int ret;
925
926         GEM_BUG_ON(!ce->pin_count);
927
928         /* Flush enough space to reduce the likelihood of waiting after
929          * we start building the request - in which case we will just
930          * have to repeat work.
931          */
932         request->reserved_space += EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
933
934         if (i915.enable_guc_submission) {
935                 /*
936                  * Check that the GuC has space for the request before
937                  * going any further, as the i915_add_request() call
938                  * later on mustn't fail ...
939                  */
940                 ret = i915_guc_wq_reserve(request);
941                 if (ret)
942                         goto err;
943         }
944
945         cs = intel_ring_begin(request, 0);
946         if (IS_ERR(cs)) {
947                 ret = PTR_ERR(cs);
948                 goto err_unreserve;
949         }
950
951         if (!ce->initialised) {
952                 ret = engine->init_context(request);
953                 if (ret)
954                         goto err_unreserve;
955
956                 ce->initialised = true;
957         }
958
959         /* Note that after this point, we have committed to using
960          * this request as it is being used to both track the
961          * state of engine initialisation and liveness of the
962          * golden renderstate above. Think twice before you try
963          * to cancel/unwind this request now.
964          */
965
966         request->reserved_space -= EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
967         return 0;
968
969 err_unreserve:
970         if (i915.enable_guc_submission)
971                 i915_guc_wq_unreserve(request);
972 err:
973         return ret;
974 }
975
976 /*
977  * In this WA we need to set GEN8_L3SQCREG4[21:21] and reset it after
978  * PIPE_CONTROL instruction. This is required for the flush to happen correctly
979  * but there is a slight complication as this is applied in WA batch where the
980  * values are only initialized once so we cannot take register value at the
981  * beginning and reuse it further; hence we save its value to memory, upload a
982  * constant value with bit21 set and then we restore it back with the saved value.
983  * To simplify the WA, a constant value is formed by using the default value
984  * of this register. This shouldn't be a problem because we are only modifying
985  * it for a short period and this batch in non-premptible. We can ofcourse
986  * use additional instructions that read the actual value of the register
987  * at that time and set our bit of interest but it makes the WA complicated.
988  *
989  * This WA is also required for Gen9 so extracting as a function avoids
990  * code duplication.
991  */
992 static u32 *
993 gen8_emit_flush_coherentl3_wa(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
994 {
995         *batch++ = MI_STORE_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
996         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
997         *batch++ = i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 256;
998         *batch++ = 0;
999
1000         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1001         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
1002         *batch++ = 0x40400000 | GEN8_LQSC_FLUSH_COHERENT_LINES;
1003
1004         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1005                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1006                                        PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
1007                                        0);
1008
1009         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1010         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
1011         *batch++ = i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 256;
1012         *batch++ = 0;
1013
1014         return batch;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Typically we only have one indirect_ctx and per_ctx batch buffer which are
1019  * initialized at the beginning and shared across all contexts but this field
1020  * helps us to have multiple batches at different offsets and select them based
1021  * on a criteria. At the moment this batch always start at the beginning of the page
1022  * and at this point we don't have multiple wa_ctx batch buffers.
1023  *
1024  * The number of WA applied are not known at the beginning; we use this field
1025  * to return the no of DWORDS written.
1026  *
1027  * It is to be noted that this batch does not contain MI_BATCH_BUFFER_END
1028  * so it adds NOOPs as padding to make it cacheline aligned.
1029  * MI_BATCH_BUFFER_END will be added to perctx batch and both of them together
1030  * makes a complete batch buffer.
1031  */
1032 static u32 *gen8_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1033 {
1034         /* WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv */
1035         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE;
1036
1037         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:bdw */
1038         if (IS_BROADWELL(engine->i915))
1039                 batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
1040
1041         /* WaClearSlmSpaceAtContextSwitch:bdw,chv */
1042         /* Actual scratch location is at 128 bytes offset */
1043         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1044                                        PIPE_CONTROL_FLUSH_L3 |
1045                                        PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB |
1046                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1047                                        PIPE_CONTROL_QW_WRITE,
1048                                        i915_ggtt_offset(engine->scratch) +
1049                                        2 * CACHELINE_BYTES);
1050
1051         /* Pad to end of cacheline */
1052         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1053                 *batch++ = MI_NOOP;
1054
1055         /*
1056          * MI_BATCH_BUFFER_END is not required in Indirect ctx BB because
1057          * execution depends on the length specified in terms of cache lines
1058          * in the register CTX_RCS_INDIRECT_CTX
1059          */
1060
1061         return batch;
1062 }
1063
1064 /*
1065  *  This batch is started immediately after indirect_ctx batch. Since we ensure
1066  *  that indirect_ctx ends on a cacheline this batch is aligned automatically.
1067  *
1068  *  The number of DWORDS written are returned using this field.
1069  *
1070  *  This batch is terminated with MI_BATCH_BUFFER_END and so we need not add padding
1071  *  to align it with cacheline as padding after MI_BATCH_BUFFER_END is redundant.
1072  */
1073 static u32 *gen8_init_perctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1074 {
1075         /* WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv */
1076         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
1077         *batch++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1078
1079         return batch;
1080 }
1081
1082 static u32 *gen9_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1083 {
1084         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:skl,bxt,glk */
1085         batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
1086
1087         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(3);
1088
1089         /* WaDisableGatherAtSetShaderCommonSlice:skl,bxt,kbl,glk */
1090         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(COMMON_SLICE_CHICKEN2);
1091         *batch++ = _MASKED_BIT_DISABLE(
1092                         GEN9_DISABLE_GATHER_AT_SET_SHADER_COMMON_SLICE);
1093
1094         /* BSpec: 11391 */
1095         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(FF_SLICE_CHICKEN);
1096         *batch++ = _MASKED_BIT_ENABLE(FF_SLICE_CHICKEN_CL_PROVOKING_VERTEX_FIX);
1097
1098         /* BSpec: 11299 */
1099         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(_3D_CHICKEN3);
1100         *batch++ = _MASKED_BIT_ENABLE(_3D_CHICKEN_SF_PROVOKING_VERTEX_FIX);
1101
1102         *batch++ = MI_NOOP;
1103
1104         /* WaClearSlmSpaceAtContextSwitch:skl,bxt,kbl,glk,cfl */
1105         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1106                                        PIPE_CONTROL_FLUSH_L3 |
1107                                        PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB |
1108                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1109                                        PIPE_CONTROL_QW_WRITE,
1110                                        i915_ggtt_offset(engine->scratch) +
1111                                        2 * CACHELINE_BYTES);
1112
1113         /* WaMediaPoolStateCmdInWABB:bxt,glk */
1114         if (HAS_POOLED_EU(engine->i915)) {
1115                 /*
1116                  * EU pool configuration is setup along with golden context
1117                  * during context initialization. This value depends on
1118                  * device type (2x6 or 3x6) and needs to be updated based
1119                  * on which subslice is disabled especially for 2x6
1120                  * devices, however it is safe to load default
1121                  * configuration of 3x6 device instead of masking off
1122                  * corresponding bits because HW ignores bits of a disabled
1123                  * subslice and drops down to appropriate config. Please
1124                  * see render_state_setup() in i915_gem_render_state.c for
1125                  * possible configurations, to avoid duplication they are
1126                  * not shown here again.
1127                  */
1128                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_STATE;
1129                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_ENABLE;
1130                 *batch++ = 0x00777000;
1131                 *batch++ = 0;
1132                 *batch++ = 0;
1133                 *batch++ = 0;
1134         }
1135
1136         /* Pad to end of cacheline */
1137         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1138                 *batch++ = MI_NOOP;
1139
1140         return batch;
1141 }
1142
1143 static u32 *gen9_init_perctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1144 {
1145         *batch++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1146
1147         return batch;
1148 }
1149
1150 #define CTX_WA_BB_OBJ_SIZE (PAGE_SIZE)
1151
1152 static int lrc_setup_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1153 {
1154         struct drm_i915_gem_object *obj;
1155         struct i915_vma *vma;
1156         int err;
1157
1158         obj = i915_gem_object_create(engine->i915, CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1159         if (IS_ERR(obj))
1160                 return PTR_ERR(obj);
1161
1162         vma = i915_vma_instance(obj, &engine->i915->ggtt.base, NULL);
1163         if (IS_ERR(vma)) {
1164                 err = PTR_ERR(vma);
1165                 goto err;
1166         }
1167
1168         err = i915_vma_pin(vma, 0, PAGE_SIZE, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1169         if (err)
1170                 goto err;
1171
1172         engine->wa_ctx.vma = vma;
1173         return 0;
1174
1175 err:
1176         i915_gem_object_put(obj);
1177         return err;
1178 }
1179
1180 static void lrc_destroy_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1181 {
1182         i915_vma_unpin_and_release(&engine->wa_ctx.vma);
1183 }
1184
1185 typedef u32 *(*wa_bb_func_t)(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch);
1186
1187 static int intel_init_workaround_bb(struct intel_engine_cs *engine)
1188 {
1189         struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
1190         struct i915_wa_ctx_bb *wa_bb[2] = { &wa_ctx->indirect_ctx,
1191                                             &wa_ctx->per_ctx };
1192         wa_bb_func_t wa_bb_fn[2];
1193         struct page *page;
1194         void *batch, *batch_ptr;
1195         unsigned int i;
1196         int ret;
1197
1198         if (WARN_ON(engine->id != RCS || !engine->scratch))
1199                 return -EINVAL;
1200
1201         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
1202         case 9:
1203                 wa_bb_fn[0] = gen9_init_indirectctx_bb;
1204                 wa_bb_fn[1] = gen9_init_perctx_bb;
1205                 break;
1206         case 8:
1207                 wa_bb_fn[0] = gen8_init_indirectctx_bb;
1208                 wa_bb_fn[1] = gen8_init_perctx_bb;
1209                 break;
1210         default:
1211                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
1212                 return 0;
1213         }
1214
1215         ret = lrc_setup_wa_ctx(engine);
1216         if (ret) {
1217                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to setup context WA page: %d\n", ret);
1218                 return ret;
1219         }
1220
1221         page = i915_gem_object_get_dirty_page(wa_ctx->vma->obj, 0);
1222         batch = batch_ptr = kmap_atomic(page);
1223
1224         /*
1225          * Emit the two workaround batch buffers, recording the offset from the
1226          * start of the workaround batch buffer object for each and their
1227          * respective sizes.
1228          */
1229         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(wa_bb_fn); i++) {
1230                 wa_bb[i]->offset = batch_ptr - batch;
1231                 if (WARN_ON(!IS_ALIGNED(wa_bb[i]->offset, CACHELINE_BYTES))) {
1232                         ret = -EINVAL;
1233                         break;
1234                 }
1235                 batch_ptr = wa_bb_fn[i](engine, batch_ptr);
1236                 wa_bb[i]->size = batch_ptr - (batch + wa_bb[i]->offset);
1237         }
1238
1239         BUG_ON(batch_ptr - batch > CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1240
1241         kunmap_atomic(batch);
1242         if (ret)
1243                 lrc_destroy_wa_ctx(engine);
1244
1245         return ret;
1246 }
1247
1248 static u8 gtiir[] = {
1249         [RCS] = 0,
1250         [BCS] = 0,
1251         [VCS] = 1,
1252         [VCS2] = 1,
1253         [VECS] = 3,
1254 };
1255
1256 static int gen8_init_common_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1257 {
1258         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1259         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
1260         unsigned int n;
1261         bool submit;
1262         int ret;
1263
1264         ret = intel_mocs_init_engine(engine);
1265         if (ret)
1266                 return ret;
1267
1268         intel_engine_reset_breadcrumbs(engine);
1269         intel_engine_init_hangcheck(engine);
1270
1271         I915_WRITE(RING_HWSTAM(engine->mmio_base), 0xffffffff);
1272         I915_WRITE(RING_MODE_GEN7(engine),
1273                    _MASKED_BIT_ENABLE(GFX_RUN_LIST_ENABLE));
1274         I915_WRITE(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base),
1275                    engine->status_page.ggtt_offset);
1276         POSTING_READ(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base));
1277
1278         DRM_DEBUG_DRIVER("Execlists enabled for %s\n", engine->name);
1279
1280         GEM_BUG_ON(engine->id >= ARRAY_SIZE(gtiir));
1281
1282         /*
1283          * Clear any pending interrupt state.
1284          *
1285          * We do it twice out of paranoia that some of the IIR are double
1286          * buffered, and if we only reset it once there may still be
1287          * an interrupt pending.
1288          */
1289         I915_WRITE(GEN8_GT_IIR(gtiir[engine->id]),
1290                    GT_CONTEXT_SWITCH_INTERRUPT << engine->irq_shift);
1291         I915_WRITE(GEN8_GT_IIR(gtiir[engine->id]),
1292                    GT_CONTEXT_SWITCH_INTERRUPT << engine->irq_shift);
1293         clear_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted);
1294
1295         /* After a GPU reset, we may have requests to replay */
1296         submit = false;
1297         for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(engine->execlist_port); n++) {
1298                 if (!port_isset(&port[n]))
1299                         break;
1300
1301                 DRM_DEBUG_DRIVER("Restarting %s:%d from 0x%x\n",
1302                                  engine->name, n,
1303                                  port_request(&port[n])->global_seqno);
1304
1305                 /* Discard the current inflight count */
1306                 port_set(&port[n], port_request(&port[n]));
1307                 submit = true;
1308         }
1309
1310         if (submit && !i915.enable_guc_submission)
1311                 execlists_submit_ports(engine);
1312
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 static int gen8_init_render_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1317 {
1318         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1319         int ret;
1320
1321         ret = gen8_init_common_ring(engine);
1322         if (ret)
1323                 return ret;
1324
1325         /* We need to disable the AsyncFlip performance optimisations in order
1326          * to use MI_WAIT_FOR_EVENT within the CS. It should already be
1327          * programmed to '1' on all products.
1328          *
1329          * WaDisableAsyncFlipPerfMode:snb,ivb,hsw,vlv,bdw,chv
1330          */
1331         I915_WRITE(MI_MODE, _MASKED_BIT_ENABLE(ASYNC_FLIP_PERF_DISABLE));
1332
1333         I915_WRITE(INSTPM, _MASKED_BIT_ENABLE(INSTPM_FORCE_ORDERING));
1334
1335         return init_workarounds_ring(engine);
1336 }
1337
1338 static int gen9_init_render_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1339 {
1340         int ret;
1341
1342         ret = gen8_init_common_ring(engine);
1343         if (ret)
1344                 return ret;
1345
1346         return init_workarounds_ring(engine);
1347 }
1348
1349 static void reset_common_ring(struct intel_engine_cs *engine,
1350                               struct drm_i915_gem_request *request)
1351 {
1352         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
1353         struct intel_context *ce;
1354         unsigned int n;
1355
1356         /*
1357          * Catch up with any missed context-switch interrupts.
1358          *
1359          * Ideally we would just read the remaining CSB entries now that we
1360          * know the gpu is idle. However, the CSB registers are sometimes^W
1361          * often trashed across a GPU reset! Instead we have to rely on
1362          * guessing the missed context-switch events by looking at what
1363          * requests were completed.
1364          */
1365         if (!request) {
1366                 for (n = 0; n < ARRAY_SIZE(engine->execlist_port); n++)
1367                         i915_gem_request_put(port_request(&port[n]));
1368                 memset(engine->execlist_port, 0, sizeof(engine->execlist_port));
1369                 return;
1370         }
1371
1372         if (request->ctx != port_request(port)->ctx) {
1373                 i915_gem_request_put(port_request(port));
1374                 port[0] = port[1];
1375                 memset(&port[1], 0, sizeof(port[1]));
1376         }
1377
1378         GEM_BUG_ON(request->ctx != port_request(port)->ctx);
1379
1380         /* If the request was innocent, we leave the request in the ELSP
1381          * and will try to replay it on restarting. The context image may
1382          * have been corrupted by the reset, in which case we may have
1383          * to service a new GPU hang, but more likely we can continue on
1384          * without impact.
1385          *
1386          * If the request was guilty, we presume the context is corrupt
1387          * and have to at least restore the RING register in the context
1388          * image back to the expected values to skip over the guilty request.
1389          */
1390         if (request->fence.error != -EIO)
1391                 return;
1392
1393         /* We want a simple context + ring to execute the breadcrumb update.
1394          * We cannot rely on the context being intact across the GPU hang,
1395          * so clear it and rebuild just what we need for the breadcrumb.
1396          * All pending requests for this context will be zapped, and any
1397          * future request will be after userspace has had the opportunity
1398          * to recreate its own state.
1399          */
1400         ce = &request->ctx->engine[engine->id];
1401         execlists_init_reg_state(ce->lrc_reg_state,
1402                                  request->ctx, engine, ce->ring);
1403
1404         /* Move the RING_HEAD onto the breadcrumb, past the hanging batch */
1405         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] =
1406                 i915_ggtt_offset(ce->ring->vma);
1407         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_HEAD+1] = request->postfix;
1408
1409         request->ring->head = request->postfix;
1410         intel_ring_update_space(request->ring);
1411
1412         /* Reset WaIdleLiteRestore:bdw,skl as well */
1413         request->tail =
1414                 intel_ring_wrap(request->ring,
1415                                 request->wa_tail - WA_TAIL_DWORDS*sizeof(u32));
1416         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1417 }
1418
1419 static int intel_logical_ring_emit_pdps(struct drm_i915_gem_request *req)
1420 {
1421         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt = req->ctx->ppgtt;
1422         struct intel_engine_cs *engine = req->engine;
1423         const int num_lri_cmds = GEN8_3LVL_PDPES * 2;
1424         u32 *cs;
1425         int i;
1426
1427         cs = intel_ring_begin(req, num_lri_cmds * 2 + 2);
1428         if (IS_ERR(cs))
1429                 return PTR_ERR(cs);
1430
1431         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(num_lri_cmds);
1432         for (i = GEN8_3LVL_PDPES - 1; i >= 0; i--) {
1433                 const dma_addr_t pd_daddr = i915_page_dir_dma_addr(ppgtt, i);
1434
1435                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_UDW(engine, i));
1436                 *cs++ = upper_32_bits(pd_daddr);
1437                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_LDW(engine, i));
1438                 *cs++ = lower_32_bits(pd_daddr);
1439         }
1440
1441         *cs++ = MI_NOOP;
1442         intel_ring_advance(req, cs);
1443
1444         return 0;
1445 }
1446
1447 static int gen8_emit_bb_start(struct drm_i915_gem_request *req,
1448                               u64 offset, u32 len,
1449                               const unsigned int flags)
1450 {
1451         u32 *cs;
1452         int ret;
1453
1454         /* Don't rely in hw updating PDPs, specially in lite-restore.
1455          * Ideally, we should set Force PD Restore in ctx descriptor,
1456          * but we can't. Force Restore would be a second option, but
1457          * it is unsafe in case of lite-restore (because the ctx is
1458          * not idle). PML4 is allocated during ppgtt init so this is
1459          * not needed in 48-bit.*/
1460         if (req->ctx->ppgtt &&
1461             (intel_engine_flag(req->engine) & req->ctx->ppgtt->pd_dirty_rings) &&
1462             !i915_vm_is_48bit(&req->ctx->ppgtt->base) &&
1463             !intel_vgpu_active(req->i915)) {
1464                 ret = intel_logical_ring_emit_pdps(req);
1465                 if (ret)
1466                         return ret;
1467
1468                 req->ctx->ppgtt->pd_dirty_rings &= ~intel_engine_flag(req->engine);
1469         }
1470
1471         cs = intel_ring_begin(req, 4);
1472         if (IS_ERR(cs))
1473                 return PTR_ERR(cs);
1474
1475         /* FIXME(BDW): Address space and security selectors. */
1476         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8 |
1477                 (flags & I915_DISPATCH_SECURE ? 0 : BIT(8)) |
1478                 (flags & I915_DISPATCH_RS ? MI_BATCH_RESOURCE_STREAMER : 0);
1479         *cs++ = lower_32_bits(offset);
1480         *cs++ = upper_32_bits(offset);
1481         *cs++ = MI_NOOP;
1482         intel_ring_advance(req, cs);
1483
1484         return 0;
1485 }
1486
1487 static void gen8_logical_ring_enable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
1488 {
1489         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1490         I915_WRITE_IMR(engine,
1491                        ~(engine->irq_enable_mask | engine->irq_keep_mask));
1492         POSTING_READ_FW(RING_IMR(engine->mmio_base));
1493 }
1494
1495 static void gen8_logical_ring_disable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
1496 {
1497         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1498         I915_WRITE_IMR(engine, ~engine->irq_keep_mask);
1499 }
1500
1501 static int gen8_emit_flush(struct drm_i915_gem_request *request, u32 mode)
1502 {
1503         u32 cmd, *cs;
1504
1505         cs = intel_ring_begin(request, 4);
1506         if (IS_ERR(cs))
1507                 return PTR_ERR(cs);
1508
1509         cmd = MI_FLUSH_DW + 1;
1510
1511         /* We always require a command barrier so that subsequent
1512          * commands, such as breadcrumb interrupts, are strictly ordered
1513          * wrt the contents of the write cache being flushed to memory
1514          * (and thus being coherent from the CPU).
1515          */
1516         cmd |= MI_FLUSH_DW_STORE_INDEX | MI_FLUSH_DW_OP_STOREDW;
1517
1518         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
1519                 cmd |= MI_INVALIDATE_TLB;
1520                 if (request->engine->id == VCS)
1521                         cmd |= MI_INVALIDATE_BSD;
1522         }
1523
1524         *cs++ = cmd;
1525         *cs++ = I915_GEM_HWS_SCRATCH_ADDR | MI_FLUSH_DW_USE_GTT;
1526         *cs++ = 0; /* upper addr */
1527         *cs++ = 0; /* value */
1528         intel_ring_advance(request, cs);
1529
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 static int gen8_emit_flush_render(struct drm_i915_gem_request *request,
1534                                   u32 mode)
1535 {
1536         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
1537         u32 scratch_addr =
1538                 i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 2 * CACHELINE_BYTES;
1539         bool vf_flush_wa = false, dc_flush_wa = false;
1540         u32 *cs, flags = 0;
1541         int len;
1542
1543         flags |= PIPE_CONTROL_CS_STALL;
1544
1545         if (mode & EMIT_FLUSH) {
1546                 flags |= PIPE_CONTROL_RENDER_TARGET_CACHE_FLUSH;
1547                 flags |= PIPE_CONTROL_DEPTH_CACHE_FLUSH;
1548                 flags |= PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE;
1549                 flags |= PIPE_CONTROL_FLUSH_ENABLE;
1550         }
1551
1552         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
1553                 flags |= PIPE_CONTROL_TLB_INVALIDATE;
1554                 flags |= PIPE_CONTROL_INSTRUCTION_CACHE_INVALIDATE;
1555                 flags |= PIPE_CONTROL_TEXTURE_CACHE_INVALIDATE;
1556                 flags |= PIPE_CONTROL_VF_CACHE_INVALIDATE;
1557                 flags |= PIPE_CONTROL_CONST_CACHE_INVALIDATE;
1558                 flags |= PIPE_CONTROL_STATE_CACHE_INVALIDATE;
1559                 flags |= PIPE_CONTROL_QW_WRITE;
1560                 flags |= PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB;
1561
1562                 /*
1563                  * On GEN9: before VF_CACHE_INVALIDATE we need to emit a NULL
1564                  * pipe control.
1565                  */
1566                 if (IS_GEN9(request->i915))
1567                         vf_flush_wa = true;
1568
1569                 /* WaForGAMHang:kbl */
1570                 if (IS_KBL_REVID(request->i915, 0, KBL_REVID_B0))
1571                         dc_flush_wa = true;
1572         }
1573
1574         len = 6;
1575
1576         if (vf_flush_wa)
1577                 len += 6;
1578
1579         if (dc_flush_wa)
1580                 len += 12;
1581
1582         cs = intel_ring_begin(request, len);
1583         if (IS_ERR(cs))
1584                 return PTR_ERR(cs);
1585
1586         if (vf_flush_wa)
1587                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, 0, 0);
1588
1589         if (dc_flush_wa)
1590                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
1591                                             0);
1592
1593         cs = gen8_emit_pipe_control(cs, flags, scratch_addr);
1594
1595         if (dc_flush_wa)
1596                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_CS_STALL, 0);
1597
1598         intel_ring_advance(request, cs);
1599
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Reserve space for 2 NOOPs at the end of each request to be
1605  * used as a workaround for not being allowed to do lite
1606  * restore with HEAD==TAIL (WaIdleLiteRestore).
1607  */
1608 static void gen8_emit_wa_tail(struct drm_i915_gem_request *request, u32 *cs)
1609 {
1610         *cs++ = MI_NOOP;
1611         *cs++ = MI_NOOP;
1612         request->wa_tail = intel_ring_offset(request, cs);
1613 }
1614
1615 static void gen8_emit_breadcrumb(struct drm_i915_gem_request *request, u32 *cs)
1616 {
1617         /* w/a: bit 5 needs to be zero for MI_FLUSH_DW address. */
1618         BUILD_BUG_ON(I915_GEM_HWS_INDEX_ADDR & (1 << 5));
1619
1620         *cs++ = (MI_FLUSH_DW + 1) | MI_FLUSH_DW_OP_STOREDW;
1621         *cs++ = intel_hws_seqno_address(request->engine) | MI_FLUSH_DW_USE_GTT;
1622         *cs++ = 0;
1623         *cs++ = request->global_seqno;
1624         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
1625         *cs++ = MI_NOOP;
1626         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
1627         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1628
1629         gen8_emit_wa_tail(request, cs);
1630 }
1631
1632 static const int gen8_emit_breadcrumb_sz = 6 + WA_TAIL_DWORDS;
1633
1634 static void gen8_emit_breadcrumb_render(struct drm_i915_gem_request *request,
1635                                         u32 *cs)
1636 {
1637         /* We're using qword write, seqno should be aligned to 8 bytes. */
1638         BUILD_BUG_ON(I915_GEM_HWS_INDEX & 1);
1639
1640         /* w/a for post sync ops following a GPGPU operation we
1641          * need a prior CS_STALL, which is emitted by the flush
1642          * following the batch.
1643          */
1644         *cs++ = GFX_OP_PIPE_CONTROL(6);
1645         *cs++ = PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB | PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1646                 PIPE_CONTROL_QW_WRITE;
1647         *cs++ = intel_hws_seqno_address(request->engine);
1648         *cs++ = 0;
1649         *cs++ = request->global_seqno;
1650         /* We're thrashing one dword of HWS. */
1651         *cs++ = 0;
1652         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
1653         *cs++ = MI_NOOP;
1654         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
1655         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1656
1657         gen8_emit_wa_tail(request, cs);
1658 }
1659
1660 static const int gen8_emit_breadcrumb_render_sz = 8 + WA_TAIL_DWORDS;
1661
1662 static int gen8_init_rcs_context(struct drm_i915_gem_request *req)
1663 {
1664         int ret;
1665
1666         ret = intel_ring_workarounds_emit(req);
1667         if (ret)
1668                 return ret;
1669
1670         ret = intel_rcs_context_init_mocs(req);
1671         /*
1672          * Failing to program the MOCS is non-fatal.The system will not
1673          * run at peak performance. So generate an error and carry on.
1674          */
1675         if (ret)
1676                 DRM_ERROR("MOCS failed to program: expect performance issues.\n");
1677
1678         return i915_gem_render_state_emit(req);
1679 }
1680
1681 /**
1682  * intel_logical_ring_cleanup() - deallocate the Engine Command Streamer
1683  * @engine: Engine Command Streamer.
1684  */
1685 void intel_logical_ring_cleanup(struct intel_engine_cs *engine)
1686 {
1687         struct drm_i915_private *dev_priv;
1688
1689         /*
1690          * Tasklet cannot be active at this point due intel_mark_active/idle
1691          * so this is just for documentation.
1692          */
1693         if (WARN_ON(test_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &engine->irq_tasklet.state)))
1694                 tasklet_kill(&engine->irq_tasklet);
1695
1696         dev_priv = engine->i915;
1697
1698         if (engine->buffer) {
1699                 WARN_ON((I915_READ_MODE(engine) & MODE_IDLE) == 0);
1700         }
1701
1702         if (engine->cleanup)
1703                 engine->cleanup(engine);
1704
1705         if (engine->status_page.vma) {
1706                 i915_gem_object_unpin_map(engine->status_page.vma->obj);
1707                 engine->status_page.vma = NULL;
1708         }
1709
1710         intel_engine_cleanup_common(engine);
1711
1712         lrc_destroy_wa_ctx(engine);
1713         engine->i915 = NULL;
1714         dev_priv->engine[engine->id] = NULL;
1715         kfree(engine);
1716 }
1717
1718 static void execlists_set_default_submission(struct intel_engine_cs *engine)
1719 {
1720         engine->submit_request = execlists_submit_request;
1721         engine->schedule = execlists_schedule;
1722         engine->irq_tasklet.func = intel_lrc_irq_handler;
1723 }
1724
1725 static void
1726 logical_ring_default_vfuncs(struct intel_engine_cs *engine)
1727 {
1728         /* Default vfuncs which can be overriden by each engine. */
1729         engine->init_hw = gen8_init_common_ring;
1730         engine->reset_hw = reset_common_ring;
1731
1732         engine->context_pin = execlists_context_pin;
1733         engine->context_unpin = execlists_context_unpin;
1734
1735         engine->request_alloc = execlists_request_alloc;
1736
1737         engine->emit_flush = gen8_emit_flush;
1738         engine->emit_breadcrumb = gen8_emit_breadcrumb;
1739         engine->emit_breadcrumb_sz = gen8_emit_breadcrumb_sz;
1740
1741         engine->set_default_submission = execlists_set_default_submission;
1742
1743         engine->irq_enable = gen8_logical_ring_enable_irq;
1744         engine->irq_disable = gen8_logical_ring_disable_irq;
1745         engine->emit_bb_start = gen8_emit_bb_start;
1746 }
1747
1748 static inline void
1749 logical_ring_default_irqs(struct intel_engine_cs *engine)
1750 {
1751         unsigned shift = engine->irq_shift;
1752         engine->irq_enable_mask = GT_RENDER_USER_INTERRUPT << shift;
1753         engine->irq_keep_mask = GT_CONTEXT_SWITCH_INTERRUPT << shift;
1754 }
1755
1756 static int
1757 lrc_setup_hws(struct intel_engine_cs *engine, struct i915_vma *vma)
1758 {
1759         const int hws_offset = LRC_PPHWSP_PN * PAGE_SIZE;
1760         void *hws;
1761
1762         /* The HWSP is part of the default context object in LRC mode. */
1763         hws = i915_gem_object_pin_map(vma->obj, I915_MAP_WB);
1764         if (IS_ERR(hws))
1765                 return PTR_ERR(hws);
1766
1767         engine->status_page.page_addr = hws + hws_offset;
1768         engine->status_page.ggtt_offset = i915_ggtt_offset(vma) + hws_offset;
1769         engine->status_page.vma = vma;
1770
1771         return 0;
1772 }
1773
1774 static void
1775 logical_ring_setup(struct intel_engine_cs *engine)
1776 {
1777         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1778         enum forcewake_domains fw_domains;
1779
1780         intel_engine_setup_common(engine);
1781
1782         /* Intentionally left blank. */
1783         engine->buffer = NULL;
1784
1785         fw_domains = intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1786                                                     RING_ELSP(engine),
1787                                                     FW_REG_WRITE);
1788
1789         fw_domains |= intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1790                                                      RING_CONTEXT_STATUS_PTR(engine),
1791                                                      FW_REG_READ | FW_REG_WRITE);
1792
1793         fw_domains |= intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1794                                                      RING_CONTEXT_STATUS_BUF_BASE(engine),
1795                                                      FW_REG_READ);
1796
1797         engine->fw_domains = fw_domains;
1798
1799         tasklet_init(&engine->irq_tasklet,
1800                      intel_lrc_irq_handler, (unsigned long)engine);
1801
1802         logical_ring_default_vfuncs(engine);
1803         logical_ring_default_irqs(engine);
1804 }
1805
1806 static int
1807 logical_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1808 {
1809         struct i915_gem_context *dctx = engine->i915->kernel_context;
1810         int ret;
1811
1812         ret = intel_engine_init_common(engine);
1813         if (ret)
1814                 goto error;
1815
1816         /* And setup the hardware status page. */
1817         ret = lrc_setup_hws(engine, dctx->engine[engine->id].state);
1818         if (ret) {
1819                 DRM_ERROR("Failed to set up hws %s: %d\n", engine->name, ret);
1820                 goto error;
1821         }
1822
1823         return 0;
1824
1825 error:
1826         intel_logical_ring_cleanup(engine);
1827         return ret;
1828 }
1829
1830 int logical_render_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1831 {
1832         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1833         int ret;
1834
1835         logical_ring_setup(engine);
1836
1837         if (HAS_L3_DPF(dev_priv))
1838                 engine->irq_keep_mask |= GT_RENDER_L3_PARITY_ERROR_INTERRUPT;
1839
1840         /* Override some for render ring. */
1841         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 9)
1842                 engine->init_hw = gen9_init_render_ring;
1843         else
1844                 engine->init_hw = gen8_init_render_ring;
1845         engine->init_context = gen8_init_rcs_context;
1846         engine->emit_flush = gen8_emit_flush_render;
1847         engine->emit_breadcrumb = gen8_emit_breadcrumb_render;
1848         engine->emit_breadcrumb_sz = gen8_emit_breadcrumb_render_sz;
1849
1850         ret = intel_engine_create_scratch(engine, PAGE_SIZE);
1851         if (ret)
1852                 return ret;
1853
1854         ret = intel_init_workaround_bb(engine);
1855         if (ret) {
1856                 /*
1857                  * We continue even if we fail to initialize WA batch
1858                  * because we only expect rare glitches but nothing
1859                  * critical to prevent us from using GPU
1860                  */
1861                 DRM_ERROR("WA batch buffer initialization failed: %d\n",
1862                           ret);
1863         }
1864
1865         return logical_ring_init(engine);
1866 }
1867
1868 int logical_xcs_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1869 {
1870         logical_ring_setup(engine);
1871
1872         return logical_ring_init(engine);
1873 }
1874
1875 static u32
1876 make_rpcs(struct drm_i915_private *dev_priv)
1877 {
1878         u32 rpcs = 0;
1879
1880         /*
1881          * No explicit RPCS request is needed to ensure full
1882          * slice/subslice/EU enablement prior to Gen9.
1883         */
1884         if (INTEL_GEN(dev_priv) < 9)
1885                 return 0;
1886
1887         /*
1888          * Starting in Gen9, render power gating can leave
1889          * slice/subslice/EU in a partially enabled state. We
1890          * must make an explicit request through RPCS for full
1891          * enablement.
1892         */
1893         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_slice_pg) {
1894                 rpcs |= GEN8_RPCS_S_CNT_ENABLE;
1895                 rpcs |= hweight8(INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.slice_mask) <<
1896                         GEN8_RPCS_S_CNT_SHIFT;
1897                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1898         }
1899
1900         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_subslice_pg) {
1901                 rpcs |= GEN8_RPCS_SS_CNT_ENABLE;
1902                 rpcs |= hweight8(INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.subslice_mask) <<
1903                         GEN8_RPCS_SS_CNT_SHIFT;
1904                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1905         }
1906
1907         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_eu_pg) {
1908                 rpcs |= INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.eu_per_subslice <<
1909                         GEN8_RPCS_EU_MIN_SHIFT;
1910                 rpcs |= INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.eu_per_subslice <<
1911                         GEN8_RPCS_EU_MAX_SHIFT;
1912                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1913         }
1914
1915         return rpcs;
1916 }
1917
1918 static u32 intel_lr_indirect_ctx_offset(struct intel_engine_cs *engine)
1919 {
1920         u32 indirect_ctx_offset;
1921
1922         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
1923         default:
1924                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
1925                 /* fall through */
1926         case 10:
1927                 indirect_ctx_offset =
1928                         GEN10_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
1929                 break;
1930         case 9:
1931                 indirect_ctx_offset =
1932                         GEN9_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
1933                 break;
1934         case 8:
1935                 indirect_ctx_offset =
1936                         GEN8_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
1937                 break;
1938         }
1939
1940         return indirect_ctx_offset;
1941 }
1942
1943 static void execlists_init_reg_state(u32 *regs,
1944                                      struct i915_gem_context *ctx,
1945                                      struct intel_engine_cs *engine,
1946                                      struct intel_ring *ring)
1947 {
1948         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1949         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt = ctx->ppgtt ?: dev_priv->mm.aliasing_ppgtt;
1950         u32 base = engine->mmio_base;
1951         bool rcs = engine->id == RCS;
1952
1953         /* A context is actually a big batch buffer with several
1954          * MI_LOAD_REGISTER_IMM commands followed by (reg, value) pairs. The
1955          * values we are setting here are only for the first context restore:
1956          * on a subsequent save, the GPU will recreate this batchbuffer with new
1957          * values (including all the missing MI_LOAD_REGISTER_IMM commands that
1958          * we are not initializing here).
1959          */
1960         regs[CTX_LRI_HEADER_0] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(rcs ? 14 : 11) |
1961                                  MI_LRI_FORCE_POSTED;
1962
1963         CTX_REG(regs, CTX_CONTEXT_CONTROL, RING_CONTEXT_CONTROL(engine),
1964                 _MASKED_BIT_ENABLE(CTX_CTRL_INHIBIT_SYN_CTX_SWITCH |
1965                                    CTX_CTRL_ENGINE_CTX_RESTORE_INHIBIT |
1966                                    (HAS_RESOURCE_STREAMER(dev_priv) ?
1967                                    CTX_CTRL_RS_CTX_ENABLE : 0)));
1968         CTX_REG(regs, CTX_RING_HEAD, RING_HEAD(base), 0);
1969         CTX_REG(regs, CTX_RING_TAIL, RING_TAIL(base), 0);
1970         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_START, RING_START(base), 0);
1971         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_CONTROL, RING_CTL(base),
1972                 RING_CTL_SIZE(ring->size) | RING_VALID);
1973         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_U, RING_BBADDR_UDW(base), 0);
1974         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_L, RING_BBADDR(base), 0);
1975         CTX_REG(regs, CTX_BB_STATE, RING_BBSTATE(base), RING_BB_PPGTT);
1976         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_U, RING_SBBADDR_UDW(base), 0);
1977         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_L, RING_SBBADDR(base), 0);
1978         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_STATE, RING_SBBSTATE(base), 0);
1979         if (rcs) {
1980                 CTX_REG(regs, CTX_BB_PER_CTX_PTR, RING_BB_PER_CTX_PTR(base), 0);
1981                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX, RING_INDIRECT_CTX(base), 0);
1982                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET,
1983                         RING_INDIRECT_CTX_OFFSET(base), 0);
1984
1985                 if (engine->wa_ctx.vma) {
1986                         struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
1987                         u32 ggtt_offset = i915_ggtt_offset(wa_ctx->vma);
1988
1989                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX + 1] =
1990                                 (ggtt_offset + wa_ctx->indirect_ctx.offset) |
1991                                 (wa_ctx->indirect_ctx.size / CACHELINE_BYTES);
1992
1993                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET + 1] =
1994                                 intel_lr_indirect_ctx_offset(engine) << 6;
1995
1996                         regs[CTX_BB_PER_CTX_PTR + 1] =
1997                                 (ggtt_offset + wa_ctx->per_ctx.offset) | 0x01;
1998                 }
1999         }
2000
2001         regs[CTX_LRI_HEADER_1] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(9) | MI_LRI_FORCE_POSTED;
2002
2003         CTX_REG(regs, CTX_CTX_TIMESTAMP, RING_CTX_TIMESTAMP(base), 0);
2004         /* PDP values well be assigned later if needed */
2005         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 3), 0);
2006         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 3), 0);
2007         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 2), 0);
2008         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 2), 0);
2009         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 1), 0);
2010         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 1), 0);
2011         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 0), 0);
2012         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 0), 0);
2013
2014         if (ppgtt && i915_vm_is_48bit(&ppgtt->base)) {
2015                 /* 64b PPGTT (48bit canonical)
2016                  * PDP0_DESCRIPTOR contains the base address to PML4 and
2017                  * other PDP Descriptors are ignored.
2018                  */
2019                 ASSIGN_CTX_PML4(ppgtt, regs);
2020         }
2021
2022         if (rcs) {
2023                 regs[CTX_LRI_HEADER_2] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2024                 CTX_REG(regs, CTX_R_PWR_CLK_STATE, GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
2025                         make_rpcs(dev_priv));
2026
2027                 i915_oa_init_reg_state(engine, ctx, regs);
2028         }
2029 }
2030
2031 static int
2032 populate_lr_context(struct i915_gem_context *ctx,
2033                     struct drm_i915_gem_object *ctx_obj,
2034                     struct intel_engine_cs *engine,
2035                     struct intel_ring *ring)
2036 {
2037         void *vaddr;
2038         int ret;
2039
2040         ret = i915_gem_object_set_to_cpu_domain(ctx_obj, true);
2041         if (ret) {
2042                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not set to CPU domain\n");
2043                 return ret;
2044         }
2045
2046         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ctx_obj, I915_MAP_WB);
2047         if (IS_ERR(vaddr)) {
2048                 ret = PTR_ERR(vaddr);
2049                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not map object pages! (%d)\n", ret);
2050                 return ret;
2051         }
2052         ctx_obj->mm.dirty = true;
2053
2054         /* The second page of the context object contains some fields which must
2055          * be set up prior to the first execution. */
2056
2057         execlists_init_reg_state(vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE,
2058                                  ctx, engine, ring);
2059
2060         i915_gem_object_unpin_map(ctx_obj);
2061
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
2066                                             struct intel_engine_cs *engine)
2067 {
2068         struct drm_i915_gem_object *ctx_obj;
2069         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
2070         struct i915_vma *vma;
2071         uint32_t context_size;
2072         struct intel_ring *ring;
2073         int ret;
2074
2075         WARN_ON(ce->state);
2076
2077         context_size = round_up(engine->context_size, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2078
2079         /* One extra page as the sharing data between driver and GuC */
2080         context_size += PAGE_SIZE * LRC_PPHWSP_PN;
2081
2082         ctx_obj = i915_gem_object_create(ctx->i915, context_size);
2083         if (IS_ERR(ctx_obj)) {
2084                 DRM_DEBUG_DRIVER("Alloc LRC backing obj failed.\n");
2085                 return PTR_ERR(ctx_obj);
2086         }
2087
2088         vma = i915_vma_instance(ctx_obj, &ctx->i915->ggtt.base, NULL);
2089         if (IS_ERR(vma)) {
2090                 ret = PTR_ERR(vma);
2091                 goto error_deref_obj;
2092         }
2093
2094         ring = intel_engine_create_ring(engine, ctx->ring_size);
2095         if (IS_ERR(ring)) {
2096                 ret = PTR_ERR(ring);
2097                 goto error_deref_obj;
2098         }
2099
2100         ret = populate_lr_context(ctx, ctx_obj, engine, ring);
2101         if (ret) {
2102                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to populate LRC: %d\n", ret);
2103                 goto error_ring_free;
2104         }
2105
2106         ce->ring = ring;
2107         ce->state = vma;
2108         ce->initialised |= engine->init_context == NULL;
2109
2110         return 0;
2111
2112 error_ring_free:
2113         intel_ring_free(ring);
2114 error_deref_obj:
2115         i915_gem_object_put(ctx_obj);
2116         return ret;
2117 }
2118
2119 void intel_lr_context_resume(struct drm_i915_private *dev_priv)
2120 {
2121         struct intel_engine_cs *engine;
2122         struct i915_gem_context *ctx;
2123         enum intel_engine_id id;
2124
2125         /* Because we emit WA_TAIL_DWORDS there may be a disparity
2126          * between our bookkeeping in ce->ring->head and ce->ring->tail and
2127          * that stored in context. As we only write new commands from
2128          * ce->ring->tail onwards, everything before that is junk. If the GPU
2129          * starts reading from its RING_HEAD from the context, it may try to
2130          * execute that junk and die.
2131          *
2132          * So to avoid that we reset the context images upon resume. For
2133          * simplicity, we just zero everything out.
2134          */
2135         list_for_each_entry(ctx, &dev_priv->contexts.list, link) {
2136                 for_each_engine(engine, dev_priv, id) {
2137                         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
2138                         u32 *reg;
2139
2140                         if (!ce->state)
2141                                 continue;
2142
2143                         reg = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj,
2144                                                       I915_MAP_WB);
2145                         if (WARN_ON(IS_ERR(reg)))
2146                                 continue;
2147
2148                         reg += LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE / sizeof(*reg);
2149                         reg[CTX_RING_HEAD+1] = 0;
2150                         reg[CTX_RING_TAIL+1] = 0;
2151
2152                         ce->state->obj->mm.dirty = true;
2153                         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
2154
2155                         intel_ring_reset(ce->ring, 0);
2156                 }
2157         }
2158 }