6ec6c4e175a23094544bc3d9909a78f4932f5159
[linux-block.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/i915_drm.h>
137 #include "i915_drv.h"
138 #include "i915_gem_render_state.h"
139 #include "i915_reset.h"
140 #include "i915_vgpu.h"
141 #include "intel_lrc_reg.h"
142 #include "intel_mocs.h"
143 #include "intel_workarounds.h"
144
145 #define RING_EXECLIST_QFULL             (1 << 0x2)
146 #define RING_EXECLIST1_VALID            (1 << 0x3)
147 #define RING_EXECLIST0_VALID            (1 << 0x4)
148 #define RING_EXECLIST_ACTIVE_STATUS     (3 << 0xE)
149 #define RING_EXECLIST1_ACTIVE           (1 << 0x11)
150 #define RING_EXECLIST0_ACTIVE           (1 << 0x12)
151
152 #define GEN8_CTX_STATUS_IDLE_ACTIVE     (1 << 0)
153 #define GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED       (1 << 1)
154 #define GEN8_CTX_STATUS_ELEMENT_SWITCH  (1 << 2)
155 #define GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE     (1 << 3)
156 #define GEN8_CTX_STATUS_COMPLETE        (1 << 4)
157 #define GEN8_CTX_STATUS_LITE_RESTORE    (1 << 15)
158
159 #define GEN8_CTX_STATUS_COMPLETED_MASK \
160          (GEN8_CTX_STATUS_COMPLETE | GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED)
161
162 /* Typical size of the average request (2 pipecontrols and a MI_BB) */
163 #define EXECLISTS_REQUEST_SIZE 64 /* bytes */
164 #define WA_TAIL_DWORDS 2
165 #define WA_TAIL_BYTES (sizeof(u32) * WA_TAIL_DWORDS)
166
167 #define ACTIVE_PRIORITY (I915_PRIORITY_NEWCLIENT | I915_PRIORITY_NOSEMAPHORE)
168
169 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
170                                             struct intel_engine_cs *engine,
171                                             struct intel_context *ce);
172 static void execlists_init_reg_state(u32 *reg_state,
173                                      struct i915_gem_context *ctx,
174                                      struct intel_engine_cs *engine,
175                                      struct intel_ring *ring);
176
177 static inline u32 intel_hws_hangcheck_address(struct intel_engine_cs *engine)
178 {
179         return (i915_ggtt_offset(engine->status_page.vma) +
180                 I915_GEM_HWS_HANGCHECK_ADDR);
181 }
182
183 static inline struct i915_priolist *to_priolist(struct rb_node *rb)
184 {
185         return rb_entry(rb, struct i915_priolist, node);
186 }
187
188 static inline int rq_prio(const struct i915_request *rq)
189 {
190         return rq->sched.attr.priority;
191 }
192
193 static int effective_prio(const struct i915_request *rq)
194 {
195         int prio = rq_prio(rq);
196
197         /*
198          * On unwinding the active request, we give it a priority bump
199          * equivalent to a freshly submitted request. This protects it from
200          * being gazumped again, but it would be preferable if we didn't
201          * let it be gazumped in the first place!
202          *
203          * See __unwind_incomplete_requests()
204          */
205         if (~prio & ACTIVE_PRIORITY && __i915_request_has_started(rq)) {
206                 /*
207                  * After preemption, we insert the active request at the
208                  * end of the new priority level. This means that we will be
209                  * _lower_ priority than the preemptee all things equal (and
210                  * so the preemption is valid), so adjust our comparison
211                  * accordingly.
212                  */
213                 prio |= ACTIVE_PRIORITY;
214                 prio--;
215         }
216
217         /* Restrict mere WAIT boosts from triggering preemption */
218         return prio | __NO_PREEMPTION;
219 }
220
221 static int queue_prio(const struct intel_engine_execlists *execlists)
222 {
223         struct i915_priolist *p;
224         struct rb_node *rb;
225
226         rb = rb_first_cached(&execlists->queue);
227         if (!rb)
228                 return INT_MIN;
229
230         /*
231          * As the priolist[] are inverted, with the highest priority in [0],
232          * we have to flip the index value to become priority.
233          */
234         p = to_priolist(rb);
235         return ((p->priority + 1) << I915_USER_PRIORITY_SHIFT) - ffs(p->used);
236 }
237
238 static inline bool need_preempt(const struct intel_engine_cs *engine,
239                                 const struct i915_request *rq)
240 {
241         int last_prio;
242
243         if (!intel_engine_has_preemption(engine))
244                 return false;
245
246         if (i915_request_completed(rq))
247                 return false;
248
249         /*
250          * Check if the current priority hint merits a preemption attempt.
251          *
252          * We record the highest value priority we saw during rescheduling
253          * prior to this dequeue, therefore we know that if it is strictly
254          * less than the current tail of ESLP[0], we do not need to force
255          * a preempt-to-idle cycle.
256          *
257          * However, the priority hint is a mere hint that we may need to
258          * preempt. If that hint is stale or we may be trying to preempt
259          * ourselves, ignore the request.
260          */
261         last_prio = effective_prio(rq);
262         if (!__execlists_need_preempt(engine->execlists.queue_priority_hint,
263                                       last_prio))
264                 return false;
265
266         /*
267          * Check against the first request in ELSP[1], it will, thanks to the
268          * power of PI, be the highest priority of that context.
269          */
270         if (!list_is_last(&rq->link, &engine->timeline.requests) &&
271             rq_prio(list_next_entry(rq, link)) > last_prio)
272                 return true;
273
274         /*
275          * If the inflight context did not trigger the preemption, then maybe
276          * it was the set of queued requests? Pick the highest priority in
277          * the queue (the first active priolist) and see if it deserves to be
278          * running instead of ELSP[0].
279          *
280          * The highest priority request in the queue can not be either
281          * ELSP[0] or ELSP[1] as, thanks again to PI, if it was the same
282          * context, it's priority would not exceed ELSP[0] aka last_prio.
283          */
284         return queue_prio(&engine->execlists) > last_prio;
285 }
286
287 __maybe_unused static inline bool
288 assert_priority_queue(const struct i915_request *prev,
289                       const struct i915_request *next)
290 {
291         const struct intel_engine_execlists *execlists =
292                 &prev->engine->execlists;
293
294         /*
295          * Without preemption, the prev may refer to the still active element
296          * which we refuse to let go.
297          *
298          * Even with preemption, there are times when we think it is better not
299          * to preempt and leave an ostensibly lower priority request in flight.
300          */
301         if (port_request(execlists->port) == prev)
302                 return true;
303
304         return rq_prio(prev) >= rq_prio(next);
305 }
306
307 /*
308  * The context descriptor encodes various attributes of a context,
309  * including its GTT address and some flags. Because it's fairly
310  * expensive to calculate, we'll just do it once and cache the result,
311  * which remains valid until the context is unpinned.
312  *
313  * This is what a descriptor looks like, from LSB to MSB::
314  *
315  *      bits  0-11:    flags, GEN8_CTX_* (cached in ctx->desc_template)
316  *      bits 12-31:    LRCA, GTT address of (the HWSP of) this context
317  *      bits 32-52:    ctx ID, a globally unique tag (highest bit used by GuC)
318  *      bits 53-54:    mbz, reserved for use by hardware
319  *      bits 55-63:    group ID, currently unused and set to 0
320  *
321  * Starting from Gen11, the upper dword of the descriptor has a new format:
322  *
323  *      bits 32-36:    reserved
324  *      bits 37-47:    SW context ID
325  *      bits 48:53:    engine instance
326  *      bit 54:        mbz, reserved for use by hardware
327  *      bits 55-60:    SW counter
328  *      bits 61-63:    engine class
329  *
330  * engine info, SW context ID and SW counter need to form a unique number
331  * (Context ID) per lrc.
332  */
333 static void
334 intel_lr_context_descriptor_update(struct i915_gem_context *ctx,
335                                    struct intel_engine_cs *engine,
336                                    struct intel_context *ce)
337 {
338         u64 desc;
339
340         BUILD_BUG_ON(MAX_CONTEXT_HW_ID > (BIT(GEN8_CTX_ID_WIDTH)));
341         BUILD_BUG_ON(GEN11_MAX_CONTEXT_HW_ID > (BIT(GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH)));
342
343         desc = ctx->desc_template;                              /* bits  0-11 */
344         GEM_BUG_ON(desc & GENMASK_ULL(63, 12));
345
346         desc |= i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_HEADER_PAGES * PAGE_SIZE;
347                                                                 /* bits 12-31 */
348         GEM_BUG_ON(desc & GENMASK_ULL(63, 32));
349
350         /*
351          * The following 32bits are copied into the OA reports (dword 2).
352          * Consider updating oa_get_render_ctx_id in i915_perf.c when changing
353          * anything below.
354          */
355         if (INTEL_GEN(ctx->i915) >= 11) {
356                 GEM_BUG_ON(ctx->hw_id >= BIT(GEN11_SW_CTX_ID_WIDTH));
357                 desc |= (u64)ctx->hw_id << GEN11_SW_CTX_ID_SHIFT;
358                                                                 /* bits 37-47 */
359
360                 desc |= (u64)engine->instance << GEN11_ENGINE_INSTANCE_SHIFT;
361                                                                 /* bits 48-53 */
362
363                 /* TODO: decide what to do with SW counter (bits 55-60) */
364
365                 desc |= (u64)engine->class << GEN11_ENGINE_CLASS_SHIFT;
366                                                                 /* bits 61-63 */
367         } else {
368                 GEM_BUG_ON(ctx->hw_id >= BIT(GEN8_CTX_ID_WIDTH));
369                 desc |= (u64)ctx->hw_id << GEN8_CTX_ID_SHIFT;   /* bits 32-52 */
370         }
371
372         ce->lrc_desc = desc;
373 }
374
375 static void unwind_wa_tail(struct i915_request *rq)
376 {
377         rq->tail = intel_ring_wrap(rq->ring, rq->wa_tail - WA_TAIL_BYTES);
378         assert_ring_tail_valid(rq->ring, rq->tail);
379 }
380
381 static struct i915_request *
382 __unwind_incomplete_requests(struct intel_engine_cs *engine)
383 {
384         struct i915_request *rq, *rn, *active = NULL;
385         struct list_head *uninitialized_var(pl);
386         int prio = I915_PRIORITY_INVALID | ACTIVE_PRIORITY;
387
388         lockdep_assert_held(&engine->timeline.lock);
389
390         list_for_each_entry_safe_reverse(rq, rn,
391                                          &engine->timeline.requests,
392                                          link) {
393                 if (i915_request_completed(rq))
394                         break;
395
396                 __i915_request_unsubmit(rq);
397                 unwind_wa_tail(rq);
398
399                 GEM_BUG_ON(rq->hw_context->active);
400
401                 GEM_BUG_ON(rq_prio(rq) == I915_PRIORITY_INVALID);
402                 if (rq_prio(rq) != prio) {
403                         prio = rq_prio(rq);
404                         pl = i915_sched_lookup_priolist(engine, prio);
405                 }
406                 GEM_BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&engine->execlists.queue.rb_root));
407
408                 list_add(&rq->sched.link, pl);
409
410                 active = rq;
411         }
412
413         /*
414          * The active request is now effectively the start of a new client
415          * stream, so give it the equivalent small priority bump to prevent
416          * it being gazumped a second time by another peer.
417          *
418          * Note we have to be careful not to apply a priority boost to a request
419          * still spinning on its semaphores. If the request hasn't started, that
420          * means it is still waiting for its dependencies to be signaled, and
421          * if we apply a priority boost to this request, we will boost it past
422          * its signalers and so break PI.
423          *
424          * One consequence of this preemption boost is that we may jump
425          * over lesser priorities (such as I915_PRIORITY_WAIT), effectively
426          * making those priorities non-preemptible. They will be moved forward
427          * in the priority queue, but they will not gain immediate access to
428          * the GPU.
429          */
430         if (~prio & ACTIVE_PRIORITY && __i915_request_has_started(active)) {
431                 prio |= ACTIVE_PRIORITY;
432                 active->sched.attr.priority = prio;
433                 list_move_tail(&active->sched.link,
434                                i915_sched_lookup_priolist(engine, prio));
435         }
436
437         return active;
438 }
439
440 void
441 execlists_unwind_incomplete_requests(struct intel_engine_execlists *execlists)
442 {
443         struct intel_engine_cs *engine =
444                 container_of(execlists, typeof(*engine), execlists);
445
446         __unwind_incomplete_requests(engine);
447 }
448
449 static inline void
450 execlists_context_status_change(struct i915_request *rq, unsigned long status)
451 {
452         /*
453          * Only used when GVT-g is enabled now. When GVT-g is disabled,
454          * The compiler should eliminate this function as dead-code.
455          */
456         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT))
457                 return;
458
459         atomic_notifier_call_chain(&rq->engine->context_status_notifier,
460                                    status, rq);
461 }
462
463 inline void
464 execlists_user_begin(struct intel_engine_execlists *execlists,
465                      const struct execlist_port *port)
466 {
467         execlists_set_active_once(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_USER);
468 }
469
470 inline void
471 execlists_user_end(struct intel_engine_execlists *execlists)
472 {
473         execlists_clear_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_USER);
474 }
475
476 static inline void
477 execlists_context_schedule_in(struct i915_request *rq)
478 {
479         GEM_BUG_ON(rq->hw_context->active);
480
481         execlists_context_status_change(rq, INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_IN);
482         intel_engine_context_in(rq->engine);
483         rq->hw_context->active = rq->engine;
484 }
485
486 static inline void
487 execlists_context_schedule_out(struct i915_request *rq, unsigned long status)
488 {
489         rq->hw_context->active = NULL;
490         intel_engine_context_out(rq->engine);
491         execlists_context_status_change(rq, status);
492         trace_i915_request_out(rq);
493 }
494
495 static u64 execlists_update_context(struct i915_request *rq)
496 {
497         struct intel_context *ce = rq->hw_context;
498
499         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_TAIL + 1] =
500                 intel_ring_set_tail(rq->ring, rq->tail);
501
502         /*
503          * Make sure the context image is complete before we submit it to HW.
504          *
505          * Ostensibly, writes (including the WCB) should be flushed prior to
506          * an uncached write such as our mmio register access, the empirical
507          * evidence (esp. on Braswell) suggests that the WC write into memory
508          * may not be visible to the HW prior to the completion of the UC
509          * register write and that we may begin execution from the context
510          * before its image is complete leading to invalid PD chasing.
511          *
512          * Furthermore, Braswell, at least, wants a full mb to be sure that
513          * the writes are coherent in memory (visible to the GPU) prior to
514          * execution, and not just visible to other CPUs (as is the result of
515          * wmb).
516          */
517         mb();
518         return ce->lrc_desc;
519 }
520
521 static inline void write_desc(struct intel_engine_execlists *execlists, u64 desc, u32 port)
522 {
523         if (execlists->ctrl_reg) {
524                 writel(lower_32_bits(desc), execlists->submit_reg + port * 2);
525                 writel(upper_32_bits(desc), execlists->submit_reg + port * 2 + 1);
526         } else {
527                 writel(upper_32_bits(desc), execlists->submit_reg);
528                 writel(lower_32_bits(desc), execlists->submit_reg);
529         }
530 }
531
532 static void execlists_submit_ports(struct intel_engine_cs *engine)
533 {
534         struct intel_engine_execlists *execlists = &engine->execlists;
535         struct execlist_port *port = execlists->port;
536         unsigned int n;
537
538         /*
539          * We can skip acquiring intel_runtime_pm_get() here as it was taken
540          * on our behalf by the request (see i915_gem_mark_busy()) and it will
541          * not be relinquished until the device is idle (see
542          * i915_gem_idle_work_handler()). As a precaution, we make sure
543          * that all ELSP are drained i.e. we have processed the CSB,
544          * before allowing ourselves to idle and calling intel_runtime_pm_put().
545          */
546         GEM_BUG_ON(!engine->i915->gt.awake);
547
548         /*
549          * ELSQ note: the submit queue is not cleared after being submitted
550          * to the HW so we need to make sure we always clean it up. This is
551          * currently ensured by the fact that we always write the same number
552          * of elsq entries, keep this in mind before changing the loop below.
553          */
554         for (n = execlists_num_ports(execlists); n--; ) {
555                 struct i915_request *rq;
556                 unsigned int count;
557                 u64 desc;
558
559                 rq = port_unpack(&port[n], &count);
560                 if (rq) {
561                         GEM_BUG_ON(count > !n);
562                         if (!count++)
563                                 execlists_context_schedule_in(rq);
564                         port_set(&port[n], port_pack(rq, count));
565                         desc = execlists_update_context(rq);
566                         GEM_DEBUG_EXEC(port[n].context_id = upper_32_bits(desc));
567
568                         GEM_TRACE("%s in[%d]:  ctx=%d.%d, fence %llx:%lld (current %d), prio=%d\n",
569                                   engine->name, n,
570                                   port[n].context_id, count,
571                                   rq->fence.context, rq->fence.seqno,
572                                   hwsp_seqno(rq),
573                                   rq_prio(rq));
574                 } else {
575                         GEM_BUG_ON(!n);
576                         desc = 0;
577                 }
578
579                 write_desc(execlists, desc, n);
580         }
581
582         /* we need to manually load the submit queue */
583         if (execlists->ctrl_reg)
584                 writel(EL_CTRL_LOAD, execlists->ctrl_reg);
585
586         execlists_clear_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_HWACK);
587 }
588
589 static bool ctx_single_port_submission(const struct intel_context *ce)
590 {
591         return (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT) &&
592                 i915_gem_context_force_single_submission(ce->gem_context));
593 }
594
595 static bool can_merge_ctx(const struct intel_context *prev,
596                           const struct intel_context *next)
597 {
598         if (prev != next)
599                 return false;
600
601         if (ctx_single_port_submission(prev))
602                 return false;
603
604         return true;
605 }
606
607 static bool can_merge_rq(const struct i915_request *prev,
608                          const struct i915_request *next)
609 {
610         GEM_BUG_ON(!assert_priority_queue(prev, next));
611
612         if (!can_merge_ctx(prev->hw_context, next->hw_context))
613                 return false;
614
615         return true;
616 }
617
618 static void port_assign(struct execlist_port *port, struct i915_request *rq)
619 {
620         GEM_BUG_ON(rq == port_request(port));
621
622         if (port_isset(port))
623                 i915_request_put(port_request(port));
624
625         port_set(port, port_pack(i915_request_get(rq), port_count(port)));
626 }
627
628 static void inject_preempt_context(struct intel_engine_cs *engine)
629 {
630         struct intel_engine_execlists *execlists = &engine->execlists;
631         struct intel_context *ce =
632                 to_intel_context(engine->i915->preempt_context, engine);
633         unsigned int n;
634
635         GEM_BUG_ON(execlists->preempt_complete_status !=
636                    upper_32_bits(ce->lrc_desc));
637
638         /*
639          * Switch to our empty preempt context so
640          * the state of the GPU is known (idle).
641          */
642         GEM_TRACE("%s\n", engine->name);
643         for (n = execlists_num_ports(execlists); --n; )
644                 write_desc(execlists, 0, n);
645
646         write_desc(execlists, ce->lrc_desc, n);
647
648         /* we need to manually load the submit queue */
649         if (execlists->ctrl_reg)
650                 writel(EL_CTRL_LOAD, execlists->ctrl_reg);
651
652         execlists_clear_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_HWACK);
653         execlists_set_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_PREEMPT);
654
655         (void)I915_SELFTEST_ONLY(execlists->preempt_hang.count++);
656 }
657
658 static void complete_preempt_context(struct intel_engine_execlists *execlists)
659 {
660         GEM_BUG_ON(!execlists_is_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_PREEMPT));
661
662         if (inject_preempt_hang(execlists))
663                 return;
664
665         execlists_cancel_port_requests(execlists);
666         __unwind_incomplete_requests(container_of(execlists,
667                                                   struct intel_engine_cs,
668                                                   execlists));
669 }
670
671 static void execlists_dequeue(struct intel_engine_cs *engine)
672 {
673         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
674         struct execlist_port *port = execlists->port;
675         const struct execlist_port * const last_port =
676                 &execlists->port[execlists->port_mask];
677         struct i915_request *last = port_request(port);
678         struct rb_node *rb;
679         bool submit = false;
680
681         /*
682          * Hardware submission is through 2 ports. Conceptually each port
683          * has a (RING_START, RING_HEAD, RING_TAIL) tuple. RING_START is
684          * static for a context, and unique to each, so we only execute
685          * requests belonging to a single context from each ring. RING_HEAD
686          * is maintained by the CS in the context image, it marks the place
687          * where it got up to last time, and through RING_TAIL we tell the CS
688          * where we want to execute up to this time.
689          *
690          * In this list the requests are in order of execution. Consecutive
691          * requests from the same context are adjacent in the ringbuffer. We
692          * can combine these requests into a single RING_TAIL update:
693          *
694          *              RING_HEAD...req1...req2
695          *                                    ^- RING_TAIL
696          * since to execute req2 the CS must first execute req1.
697          *
698          * Our goal then is to point each port to the end of a consecutive
699          * sequence of requests as being the most optimal (fewest wake ups
700          * and context switches) submission.
701          */
702
703         if (last) {
704                 /*
705                  * Don't resubmit or switch until all outstanding
706                  * preemptions (lite-restore) are seen. Then we
707                  * know the next preemption status we see corresponds
708                  * to this ELSP update.
709                  */
710                 GEM_BUG_ON(!execlists_is_active(execlists,
711                                                 EXECLISTS_ACTIVE_USER));
712                 GEM_BUG_ON(!port_count(&port[0]));
713
714                 /*
715                  * If we write to ELSP a second time before the HW has had
716                  * a chance to respond to the previous write, we can confuse
717                  * the HW and hit "undefined behaviour". After writing to ELSP,
718                  * we must then wait until we see a context-switch event from
719                  * the HW to indicate that it has had a chance to respond.
720                  */
721                 if (!execlists_is_active(execlists, EXECLISTS_ACTIVE_HWACK))
722                         return;
723
724                 if (need_preempt(engine, last)) {
725                         inject_preempt_context(engine);
726                         return;
727                 }
728
729                 /*
730                  * In theory, we could coalesce more requests onto
731                  * the second port (the first port is active, with
732                  * no preemptions pending). However, that means we
733                  * then have to deal with the possible lite-restore
734                  * of the second port (as we submit the ELSP, there
735                  * may be a context-switch) but also we may complete
736                  * the resubmission before the context-switch. Ergo,
737                  * coalescing onto the second port will cause a
738                  * preemption event, but we cannot predict whether
739                  * that will affect port[0] or port[1].
740                  *
741                  * If the second port is already active, we can wait
742                  * until the next context-switch before contemplating
743                  * new requests. The GPU will be busy and we should be
744                  * able to resubmit the new ELSP before it idles,
745                  * avoiding pipeline bubbles (momentary pauses where
746                  * the driver is unable to keep up the supply of new
747                  * work). However, we have to double check that the
748                  * priorities of the ports haven't been switch.
749                  */
750                 if (port_count(&port[1]))
751                         return;
752
753                 /*
754                  * WaIdleLiteRestore:bdw,skl
755                  * Apply the wa NOOPs to prevent
756                  * ring:HEAD == rq:TAIL as we resubmit the
757                  * request. See gen8_emit_fini_breadcrumb() for
758                  * where we prepare the padding after the
759                  * end of the request.
760                  */
761                 last->tail = last->wa_tail;
762         }
763
764         while ((rb = rb_first_cached(&execlists->queue))) {
765                 struct i915_priolist *p = to_priolist(rb);
766                 struct i915_request *rq, *rn;
767                 int i;
768
769                 priolist_for_each_request_consume(rq, rn, p, i) {
770                         /*
771                          * Can we combine this request with the current port?
772                          * It has to be the same context/ringbuffer and not
773                          * have any exceptions (e.g. GVT saying never to
774                          * combine contexts).
775                          *
776                          * If we can combine the requests, we can execute both
777                          * by updating the RING_TAIL to point to the end of the
778                          * second request, and so we never need to tell the
779                          * hardware about the first.
780                          */
781                         if (last && !can_merge_rq(last, rq)) {
782                                 /*
783                                  * If we are on the second port and cannot
784                                  * combine this request with the last, then we
785                                  * are done.
786                                  */
787                                 if (port == last_port)
788                                         goto done;
789
790                                 /*
791                                  * We must not populate both ELSP[] with the
792                                  * same LRCA, i.e. we must submit 2 different
793                                  * contexts if we submit 2 ELSP.
794                                  */
795                                 if (last->hw_context == rq->hw_context)
796                                         goto done;
797
798                                 /*
799                                  * If GVT overrides us we only ever submit
800                                  * port[0], leaving port[1] empty. Note that we
801                                  * also have to be careful that we don't queue
802                                  * the same context (even though a different
803                                  * request) to the second port.
804                                  */
805                                 if (ctx_single_port_submission(last->hw_context) ||
806                                     ctx_single_port_submission(rq->hw_context))
807                                         goto done;
808
809
810                                 if (submit)
811                                         port_assign(port, last);
812                                 port++;
813
814                                 GEM_BUG_ON(port_isset(port));
815                         }
816
817                         list_del_init(&rq->sched.link);
818
819                         __i915_request_submit(rq);
820                         trace_i915_request_in(rq, port_index(port, execlists));
821
822                         last = rq;
823                         submit = true;
824                 }
825
826                 rb_erase_cached(&p->node, &execlists->queue);
827                 i915_priolist_free(p);
828         }
829
830 done:
831         /*
832          * Here be a bit of magic! Or sleight-of-hand, whichever you prefer.
833          *
834          * We choose the priority hint such that if we add a request of greater
835          * priority than this, we kick the submission tasklet to decide on
836          * the right order of submitting the requests to hardware. We must
837          * also be prepared to reorder requests as they are in-flight on the
838          * HW. We derive the priority hint then as the first "hole" in
839          * the HW submission ports and if there are no available slots,
840          * the priority of the lowest executing request, i.e. last.
841          *
842          * When we do receive a higher priority request ready to run from the
843          * user, see queue_request(), the priority hint is bumped to that
844          * request triggering preemption on the next dequeue (or subsequent
845          * interrupt for secondary ports).
846          */
847         execlists->queue_priority_hint = queue_prio(execlists);
848
849         if (submit) {
850                 port_assign(port, last);
851                 execlists_submit_ports(engine);
852         }
853
854         /* We must always keep the beast fed if we have work piled up */
855         GEM_BUG_ON(rb_first_cached(&execlists->queue) &&
856                    !port_isset(execlists->port));
857
858         /* Re-evaluate the executing context setup after each preemptive kick */
859         if (last)
860                 execlists_user_begin(execlists, execlists->port);
861
862         /* If the engine is now idle, so should be the flag; and vice versa. */
863         GEM_BUG_ON(execlists_is_active(&engine->execlists,
864                                        EXECLISTS_ACTIVE_USER) ==
865                    !port_isset(engine->execlists.port));
866 }
867
868 void
869 execlists_cancel_port_requests(struct intel_engine_execlists * const execlists)
870 {
871         struct execlist_port *port = execlists->port;
872         unsigned int num_ports = execlists_num_ports(execlists);
873
874         while (num_ports-- && port_isset(port)) {
875                 struct i915_request *rq = port_request(port);
876
877                 GEM_TRACE("%s:port%u fence %llx:%lld, (current %d)\n",
878                           rq->engine->name,
879                           (unsigned int)(port - execlists->port),
880                           rq->fence.context, rq->fence.seqno,
881                           hwsp_seqno(rq));
882
883                 GEM_BUG_ON(!execlists->active);
884                 execlists_context_schedule_out(rq,
885                                                i915_request_completed(rq) ?
886                                                INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_OUT :
887                                                INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_PREEMPTED);
888
889                 i915_request_put(rq);
890
891                 memset(port, 0, sizeof(*port));
892                 port++;
893         }
894
895         execlists_clear_all_active(execlists);
896 }
897
898 static inline void
899 invalidate_csb_entries(const u32 *first, const u32 *last)
900 {
901         clflush((void *)first);
902         clflush((void *)last);
903 }
904
905 static void reset_csb_pointers(struct intel_engine_execlists *execlists)
906 {
907         const unsigned int reset_value = GEN8_CSB_ENTRIES - 1;
908
909         /*
910          * After a reset, the HW starts writing into CSB entry [0]. We
911          * therefore have to set our HEAD pointer back one entry so that
912          * the *first* entry we check is entry 0. To complicate this further,
913          * as we don't wait for the first interrupt after reset, we have to
914          * fake the HW write to point back to the last entry so that our
915          * inline comparison of our cached head position against the last HW
916          * write works even before the first interrupt.
917          */
918         execlists->csb_head = reset_value;
919         WRITE_ONCE(*execlists->csb_write, reset_value);
920
921         invalidate_csb_entries(&execlists->csb_status[0],
922                                &execlists->csb_status[GEN8_CSB_ENTRIES - 1]);
923 }
924
925 static void nop_submission_tasklet(unsigned long data)
926 {
927         /* The driver is wedged; don't process any more events. */
928 }
929
930 static void execlists_cancel_requests(struct intel_engine_cs *engine)
931 {
932         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
933         struct i915_request *rq, *rn;
934         struct rb_node *rb;
935         unsigned long flags;
936
937         GEM_TRACE("%s\n", engine->name);
938
939         /*
940          * Before we call engine->cancel_requests(), we should have exclusive
941          * access to the submission state. This is arranged for us by the
942          * caller disabling the interrupt generation, the tasklet and other
943          * threads that may then access the same state, giving us a free hand
944          * to reset state. However, we still need to let lockdep be aware that
945          * we know this state may be accessed in hardirq context, so we
946          * disable the irq around this manipulation and we want to keep
947          * the spinlock focused on its duties and not accidentally conflate
948          * coverage to the submission's irq state. (Similarly, although we
949          * shouldn't need to disable irq around the manipulation of the
950          * submission's irq state, we also wish to remind ourselves that
951          * it is irq state.)
952          */
953         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
954
955         /* Cancel the requests on the HW and clear the ELSP tracker. */
956         execlists_cancel_port_requests(execlists);
957         execlists_user_end(execlists);
958
959         /* Mark all executing requests as skipped. */
960         list_for_each_entry(rq, &engine->timeline.requests, link) {
961                 if (!i915_request_signaled(rq))
962                         dma_fence_set_error(&rq->fence, -EIO);
963
964                 i915_request_mark_complete(rq);
965         }
966
967         /* Flush the queued requests to the timeline list (for retiring). */
968         while ((rb = rb_first_cached(&execlists->queue))) {
969                 struct i915_priolist *p = to_priolist(rb);
970                 int i;
971
972                 priolist_for_each_request_consume(rq, rn, p, i) {
973                         list_del_init(&rq->sched.link);
974                         __i915_request_submit(rq);
975                         dma_fence_set_error(&rq->fence, -EIO);
976                         i915_request_mark_complete(rq);
977                 }
978
979                 rb_erase_cached(&p->node, &execlists->queue);
980                 i915_priolist_free(p);
981         }
982
983         /* Remaining _unready_ requests will be nop'ed when submitted */
984
985         execlists->queue_priority_hint = INT_MIN;
986         execlists->queue = RB_ROOT_CACHED;
987         GEM_BUG_ON(port_isset(execlists->port));
988
989         GEM_BUG_ON(__tasklet_is_enabled(&execlists->tasklet));
990         execlists->tasklet.func = nop_submission_tasklet;
991
992         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
993 }
994
995 static inline bool
996 reset_in_progress(const struct intel_engine_execlists *execlists)
997 {
998         return unlikely(!__tasklet_is_enabled(&execlists->tasklet));
999 }
1000
1001 static void process_csb(struct intel_engine_cs *engine)
1002 {
1003         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
1004         struct execlist_port *port = execlists->port;
1005         const u32 * const buf = execlists->csb_status;
1006         u8 head, tail;
1007
1008         lockdep_assert_held(&engine->timeline.lock);
1009
1010         /*
1011          * Note that csb_write, csb_status may be either in HWSP or mmio.
1012          * When reading from the csb_write mmio register, we have to be
1013          * careful to only use the GEN8_CSB_WRITE_PTR portion, which is
1014          * the low 4bits. As it happens we know the next 4bits are always
1015          * zero and so we can simply masked off the low u8 of the register
1016          * and treat it identically to reading from the HWSP (without having
1017          * to use explicit shifting and masking, and probably bifurcating
1018          * the code to handle the legacy mmio read).
1019          */
1020         head = execlists->csb_head;
1021         tail = READ_ONCE(*execlists->csb_write);
1022         GEM_TRACE("%s cs-irq head=%d, tail=%d\n", engine->name, head, tail);
1023         if (unlikely(head == tail))
1024                 return;
1025
1026         /*
1027          * Hopefully paired with a wmb() in HW!
1028          *
1029          * We must complete the read of the write pointer before any reads
1030          * from the CSB, so that we do not see stale values. Without an rmb
1031          * (lfence) the HW may speculatively perform the CSB[] reads *before*
1032          * we perform the READ_ONCE(*csb_write).
1033          */
1034         rmb();
1035
1036         do {
1037                 struct i915_request *rq;
1038                 unsigned int status;
1039                 unsigned int count;
1040
1041                 if (++head == GEN8_CSB_ENTRIES)
1042                         head = 0;
1043
1044                 /*
1045                  * We are flying near dragons again.
1046                  *
1047                  * We hold a reference to the request in execlist_port[]
1048                  * but no more than that. We are operating in softirq
1049                  * context and so cannot hold any mutex or sleep. That
1050                  * prevents us stopping the requests we are processing
1051                  * in port[] from being retired simultaneously (the
1052                  * breadcrumb will be complete before we see the
1053                  * context-switch). As we only hold the reference to the
1054                  * request, any pointer chasing underneath the request
1055                  * is subject to a potential use-after-free. Thus we
1056                  * store all of the bookkeeping within port[] as
1057                  * required, and avoid using unguarded pointers beneath
1058                  * request itself. The same applies to the atomic
1059                  * status notifier.
1060                  */
1061
1062                 GEM_TRACE("%s csb[%d]: status=0x%08x:0x%08x, active=0x%x\n",
1063                           engine->name, head,
1064                           buf[2 * head + 0], buf[2 * head + 1],
1065                           execlists->active);
1066
1067                 status = buf[2 * head];
1068                 if (status & (GEN8_CTX_STATUS_IDLE_ACTIVE |
1069                               GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED))
1070                         execlists_set_active(execlists,
1071                                              EXECLISTS_ACTIVE_HWACK);
1072                 if (status & GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE)
1073                         execlists_clear_active(execlists,
1074                                                EXECLISTS_ACTIVE_HWACK);
1075
1076                 if (!(status & GEN8_CTX_STATUS_COMPLETED_MASK))
1077                         continue;
1078
1079                 /* We should never get a COMPLETED | IDLE_ACTIVE! */
1080                 GEM_BUG_ON(status & GEN8_CTX_STATUS_IDLE_ACTIVE);
1081
1082                 if (status & GEN8_CTX_STATUS_COMPLETE &&
1083                     buf[2*head + 1] == execlists->preempt_complete_status) {
1084                         GEM_TRACE("%s preempt-idle\n", engine->name);
1085                         complete_preempt_context(execlists);
1086                         continue;
1087                 }
1088
1089                 if (status & GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED &&
1090                     execlists_is_active(execlists,
1091                                         EXECLISTS_ACTIVE_PREEMPT))
1092                         continue;
1093
1094                 GEM_BUG_ON(!execlists_is_active(execlists,
1095                                                 EXECLISTS_ACTIVE_USER));
1096
1097                 rq = port_unpack(port, &count);
1098                 GEM_TRACE("%s out[0]: ctx=%d.%d, fence %llx:%lld (current %d), prio=%d\n",
1099                           engine->name,
1100                           port->context_id, count,
1101                           rq ? rq->fence.context : 0,
1102                           rq ? rq->fence.seqno : 0,
1103                           rq ? hwsp_seqno(rq) : 0,
1104                           rq ? rq_prio(rq) : 0);
1105
1106                 /* Check the context/desc id for this event matches */
1107                 GEM_DEBUG_BUG_ON(buf[2 * head + 1] != port->context_id);
1108
1109                 GEM_BUG_ON(count == 0);
1110                 if (--count == 0) {
1111                         /*
1112                          * On the final event corresponding to the
1113                          * submission of this context, we expect either
1114                          * an element-switch event or a completion
1115                          * event (and on completion, the active-idle
1116                          * marker). No more preemptions, lite-restore
1117                          * or otherwise.
1118                          */
1119                         GEM_BUG_ON(status & GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED);
1120                         GEM_BUG_ON(port_isset(&port[1]) &&
1121                                    !(status & GEN8_CTX_STATUS_ELEMENT_SWITCH));
1122                         GEM_BUG_ON(!port_isset(&port[1]) &&
1123                                    !(status & GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE));
1124
1125                         /*
1126                          * We rely on the hardware being strongly
1127                          * ordered, that the breadcrumb write is
1128                          * coherent (visible from the CPU) before the
1129                          * user interrupt and CSB is processed.
1130                          */
1131                         GEM_BUG_ON(!i915_request_completed(rq));
1132
1133                         execlists_context_schedule_out(rq,
1134                                                        INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_OUT);
1135                         i915_request_put(rq);
1136
1137                         GEM_TRACE("%s completed ctx=%d\n",
1138                                   engine->name, port->context_id);
1139
1140                         port = execlists_port_complete(execlists, port);
1141                         if (port_isset(port))
1142                                 execlists_user_begin(execlists, port);
1143                         else
1144                                 execlists_user_end(execlists);
1145                 } else {
1146                         port_set(port, port_pack(rq, count));
1147                 }
1148         } while (head != tail);
1149
1150         execlists->csb_head = head;
1151
1152         /*
1153          * Gen11 has proven to fail wrt global observation point between
1154          * entry and tail update, failing on the ordering and thus
1155          * we see an old entry in the context status buffer.
1156          *
1157          * Forcibly evict out entries for the next gpu csb update,
1158          * to increase the odds that we get a fresh entries with non
1159          * working hardware. The cost for doing so comes out mostly with
1160          * the wash as hardware, working or not, will need to do the
1161          * invalidation before.
1162          */
1163         invalidate_csb_entries(&buf[0], &buf[GEN8_CSB_ENTRIES - 1]);
1164 }
1165
1166 static void __execlists_submission_tasklet(struct intel_engine_cs *const engine)
1167 {
1168         lockdep_assert_held(&engine->timeline.lock);
1169
1170         process_csb(engine);
1171         if (!execlists_is_active(&engine->execlists, EXECLISTS_ACTIVE_PREEMPT))
1172                 execlists_dequeue(engine);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Check the unread Context Status Buffers and manage the submission of new
1177  * contexts to the ELSP accordingly.
1178  */
1179 static void execlists_submission_tasklet(unsigned long data)
1180 {
1181         struct intel_engine_cs * const engine = (struct intel_engine_cs *)data;
1182         unsigned long flags;
1183
1184         GEM_TRACE("%s awake?=%d, active=%x\n",
1185                   engine->name,
1186                   !!engine->i915->gt.awake,
1187                   engine->execlists.active);
1188
1189         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
1190         __execlists_submission_tasklet(engine);
1191         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
1192 }
1193
1194 static void queue_request(struct intel_engine_cs *engine,
1195                           struct i915_sched_node *node,
1196                           int prio)
1197 {
1198         list_add_tail(&node->link, i915_sched_lookup_priolist(engine, prio));
1199 }
1200
1201 static void __submit_queue_imm(struct intel_engine_cs *engine)
1202 {
1203         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
1204
1205         if (reset_in_progress(execlists))
1206                 return; /* defer until we restart the engine following reset */
1207
1208         if (execlists->tasklet.func == execlists_submission_tasklet)
1209                 __execlists_submission_tasklet(engine);
1210         else
1211                 tasklet_hi_schedule(&execlists->tasklet);
1212 }
1213
1214 static void submit_queue(struct intel_engine_cs *engine, int prio)
1215 {
1216         if (prio > engine->execlists.queue_priority_hint) {
1217                 engine->execlists.queue_priority_hint = prio;
1218                 __submit_queue_imm(engine);
1219         }
1220 }
1221
1222 static void execlists_submit_request(struct i915_request *request)
1223 {
1224         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
1225         unsigned long flags;
1226
1227         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
1228         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
1229
1230         queue_request(engine, &request->sched, rq_prio(request));
1231
1232         GEM_BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&engine->execlists.queue.rb_root));
1233         GEM_BUG_ON(list_empty(&request->sched.link));
1234
1235         submit_queue(engine, rq_prio(request));
1236
1237         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
1238 }
1239
1240 static void execlists_context_destroy(struct intel_context *ce)
1241 {
1242         GEM_BUG_ON(ce->pin_count);
1243
1244         if (!ce->state)
1245                 return;
1246
1247         intel_ring_free(ce->ring);
1248
1249         GEM_BUG_ON(i915_gem_object_is_active(ce->state->obj));
1250         i915_gem_object_put(ce->state->obj);
1251 }
1252
1253 static void execlists_context_unpin(struct intel_context *ce)
1254 {
1255         struct intel_engine_cs *engine;
1256
1257         /*
1258          * The tasklet may still be using a pointer to our state, via an
1259          * old request. However, since we know we only unpin the context
1260          * on retirement of the following request, we know that the last
1261          * request referencing us will have had a completion CS interrupt.
1262          * If we see that it is still active, it means that the tasklet hasn't
1263          * had the chance to run yet; let it run before we teardown the
1264          * reference it may use.
1265          */
1266         engine = READ_ONCE(ce->active);
1267         if (unlikely(engine)) {
1268                 unsigned long flags;
1269
1270                 spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
1271                 process_csb(engine);
1272                 spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
1273
1274                 GEM_BUG_ON(READ_ONCE(ce->active));
1275         }
1276
1277         i915_gem_context_unpin_hw_id(ce->gem_context);
1278
1279         intel_ring_unpin(ce->ring);
1280
1281         ce->state->obj->pin_global--;
1282         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
1283         i915_vma_unpin(ce->state);
1284
1285         i915_gem_context_put(ce->gem_context);
1286 }
1287
1288 static int __context_pin(struct i915_gem_context *ctx, struct i915_vma *vma)
1289 {
1290         unsigned int flags;
1291         int err;
1292
1293         /*
1294          * Clear this page out of any CPU caches for coherent swap-in/out.
1295          * We only want to do this on the first bind so that we do not stall
1296          * on an active context (which by nature is already on the GPU).
1297          */
1298         if (!(vma->flags & I915_VMA_GLOBAL_BIND)) {
1299                 err = i915_gem_object_set_to_wc_domain(vma->obj, true);
1300                 if (err)
1301                         return err;
1302         }
1303
1304         flags = PIN_GLOBAL | PIN_HIGH;
1305         flags |= PIN_OFFSET_BIAS | i915_ggtt_pin_bias(vma);
1306
1307         return i915_vma_pin(vma, 0, 0, flags);
1308 }
1309
1310 static void
1311 __execlists_update_reg_state(struct intel_engine_cs *engine,
1312                              struct intel_context *ce)
1313 {
1314         u32 *regs = ce->lrc_reg_state;
1315         struct intel_ring *ring = ce->ring;
1316
1317         regs[CTX_RING_BUFFER_START + 1] = i915_ggtt_offset(ring->vma);
1318         regs[CTX_RING_HEAD + 1] = ring->head;
1319         regs[CTX_RING_TAIL + 1] = ring->tail;
1320
1321         /* RPCS */
1322         if (engine->class == RENDER_CLASS)
1323                 regs[CTX_R_PWR_CLK_STATE + 1] = gen8_make_rpcs(engine->i915,
1324                                                                &ce->sseu);
1325 }
1326
1327 static struct intel_context *
1328 __execlists_context_pin(struct intel_engine_cs *engine,
1329                         struct i915_gem_context *ctx,
1330                         struct intel_context *ce)
1331 {
1332         void *vaddr;
1333         int ret;
1334
1335         ret = execlists_context_deferred_alloc(ctx, engine, ce);
1336         if (ret)
1337                 goto err;
1338         GEM_BUG_ON(!ce->state);
1339
1340         ret = __context_pin(ctx, ce->state);
1341         if (ret)
1342                 goto err;
1343
1344         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj,
1345                                         i915_coherent_map_type(ctx->i915) |
1346                                         I915_MAP_OVERRIDE);
1347         if (IS_ERR(vaddr)) {
1348                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1349                 goto unpin_vma;
1350         }
1351
1352         ret = intel_ring_pin(ce->ring);
1353         if (ret)
1354                 goto unpin_map;
1355
1356         ret = i915_gem_context_pin_hw_id(ctx);
1357         if (ret)
1358                 goto unpin_ring;
1359
1360         intel_lr_context_descriptor_update(ctx, engine, ce);
1361
1362         GEM_BUG_ON(!intel_ring_offset_valid(ce->ring, ce->ring->head));
1363
1364         ce->lrc_reg_state = vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
1365
1366         __execlists_update_reg_state(engine, ce);
1367
1368         ce->state->obj->pin_global++;
1369         i915_gem_context_get(ctx);
1370         return ce;
1371
1372 unpin_ring:
1373         intel_ring_unpin(ce->ring);
1374 unpin_map:
1375         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
1376 unpin_vma:
1377         __i915_vma_unpin(ce->state);
1378 err:
1379         ce->pin_count = 0;
1380         return ERR_PTR(ret);
1381 }
1382
1383 static const struct intel_context_ops execlists_context_ops = {
1384         .unpin = execlists_context_unpin,
1385         .destroy = execlists_context_destroy,
1386 };
1387
1388 static struct intel_context *
1389 execlists_context_pin(struct intel_engine_cs *engine,
1390                       struct i915_gem_context *ctx)
1391 {
1392         struct intel_context *ce = to_intel_context(ctx, engine);
1393
1394         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
1395         GEM_BUG_ON(!ctx->ppgtt);
1396
1397         if (likely(ce->pin_count++))
1398                 return ce;
1399         GEM_BUG_ON(!ce->pin_count); /* no overflow please! */
1400
1401         ce->ops = &execlists_context_ops;
1402
1403         return __execlists_context_pin(engine, ctx, ce);
1404 }
1405
1406 static int gen8_emit_init_breadcrumb(struct i915_request *rq)
1407 {
1408         u32 *cs;
1409
1410         GEM_BUG_ON(!rq->timeline->has_initial_breadcrumb);
1411
1412         cs = intel_ring_begin(rq, 6);
1413         if (IS_ERR(cs))
1414                 return PTR_ERR(cs);
1415
1416         /*
1417          * Check if we have been preempted before we even get started.
1418          *
1419          * After this point i915_request_started() reports true, even if
1420          * we get preempted and so are no longer running.
1421          */
1422         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
1423         *cs++ = MI_NOOP;
1424
1425         *cs++ = MI_STORE_DWORD_IMM_GEN4 | MI_USE_GGTT;
1426         *cs++ = rq->timeline->hwsp_offset;
1427         *cs++ = 0;
1428         *cs++ = rq->fence.seqno - 1;
1429
1430         intel_ring_advance(rq, cs);
1431
1432         /* Record the updated position of the request's payload */
1433         rq->infix = intel_ring_offset(rq, cs);
1434
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 static int emit_pdps(struct i915_request *rq)
1439 {
1440         const struct intel_engine_cs * const engine = rq->engine;
1441         struct i915_hw_ppgtt * const ppgtt = rq->gem_context->ppgtt;
1442         int err, i;
1443         u32 *cs;
1444
1445         GEM_BUG_ON(intel_vgpu_active(rq->i915));
1446
1447         /*
1448          * Beware ye of the dragons, this sequence is magic!
1449          *
1450          * Small changes to this sequence can cause anything from
1451          * GPU hangs to forcewake errors and machine lockups!
1452          */
1453
1454         /* Flush any residual operations from the context load */
1455         err = engine->emit_flush(rq, EMIT_FLUSH);
1456         if (err)
1457                 return err;
1458
1459         /* Magic required to prevent forcewake errors! */
1460         err = engine->emit_flush(rq, EMIT_INVALIDATE);
1461         if (err)
1462                 return err;
1463
1464         cs = intel_ring_begin(rq, 4 * GEN8_3LVL_PDPES + 2);
1465         if (IS_ERR(cs))
1466                 return PTR_ERR(cs);
1467
1468         /* Ensure the LRI have landed before we invalidate & continue */
1469         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(2 * GEN8_3LVL_PDPES) | MI_LRI_FORCE_POSTED;
1470         for (i = GEN8_3LVL_PDPES; i--; ) {
1471                 const dma_addr_t pd_daddr = i915_page_dir_dma_addr(ppgtt, i);
1472
1473                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_UDW(engine, i));
1474                 *cs++ = upper_32_bits(pd_daddr);
1475                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_LDW(engine, i));
1476                 *cs++ = lower_32_bits(pd_daddr);
1477         }
1478         *cs++ = MI_NOOP;
1479
1480         intel_ring_advance(rq, cs);
1481
1482         /* Be doubly sure the LRI have landed before proceeding */
1483         err = engine->emit_flush(rq, EMIT_FLUSH);
1484         if (err)
1485                 return err;
1486
1487         /* Re-invalidate the TLB for luck */
1488         return engine->emit_flush(rq, EMIT_INVALIDATE);
1489 }
1490
1491 static int execlists_request_alloc(struct i915_request *request)
1492 {
1493         int ret;
1494
1495         GEM_BUG_ON(!request->hw_context->pin_count);
1496
1497         /*
1498          * Flush enough space to reduce the likelihood of waiting after
1499          * we start building the request - in which case we will just
1500          * have to repeat work.
1501          */
1502         request->reserved_space += EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
1503
1504         /*
1505          * Note that after this point, we have committed to using
1506          * this request as it is being used to both track the
1507          * state of engine initialisation and liveness of the
1508          * golden renderstate above. Think twice before you try
1509          * to cancel/unwind this request now.
1510          */
1511
1512         /* Unconditionally invalidate GPU caches and TLBs. */
1513         if (i915_vm_is_48bit(&request->gem_context->ppgtt->vm))
1514                 ret = request->engine->emit_flush(request, EMIT_INVALIDATE);
1515         else
1516                 ret = emit_pdps(request);
1517         if (ret)
1518                 return ret;
1519
1520         request->reserved_space -= EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
1521         return 0;
1522 }
1523
1524 /*
1525  * In this WA we need to set GEN8_L3SQCREG4[21:21] and reset it after
1526  * PIPE_CONTROL instruction. This is required for the flush to happen correctly
1527  * but there is a slight complication as this is applied in WA batch where the
1528  * values are only initialized once so we cannot take register value at the
1529  * beginning and reuse it further; hence we save its value to memory, upload a
1530  * constant value with bit21 set and then we restore it back with the saved value.
1531  * To simplify the WA, a constant value is formed by using the default value
1532  * of this register. This shouldn't be a problem because we are only modifying
1533  * it for a short period and this batch in non-premptible. We can ofcourse
1534  * use additional instructions that read the actual value of the register
1535  * at that time and set our bit of interest but it makes the WA complicated.
1536  *
1537  * This WA is also required for Gen9 so extracting as a function avoids
1538  * code duplication.
1539  */
1540 static u32 *
1541 gen8_emit_flush_coherentl3_wa(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1542 {
1543         /* NB no one else is allowed to scribble over scratch + 256! */
1544         *batch++ = MI_STORE_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1545         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
1546         *batch++ = i915_scratch_offset(engine->i915) + 256;
1547         *batch++ = 0;
1548
1549         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1550         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
1551         *batch++ = 0x40400000 | GEN8_LQSC_FLUSH_COHERENT_LINES;
1552
1553         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1554                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1555                                        PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
1556                                        0);
1557
1558         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
1559         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
1560         *batch++ = i915_scratch_offset(engine->i915) + 256;
1561         *batch++ = 0;
1562
1563         return batch;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Typically we only have one indirect_ctx and per_ctx batch buffer which are
1568  * initialized at the beginning and shared across all contexts but this field
1569  * helps us to have multiple batches at different offsets and select them based
1570  * on a criteria. At the moment this batch always start at the beginning of the page
1571  * and at this point we don't have multiple wa_ctx batch buffers.
1572  *
1573  * The number of WA applied are not known at the beginning; we use this field
1574  * to return the no of DWORDS written.
1575  *
1576  * It is to be noted that this batch does not contain MI_BATCH_BUFFER_END
1577  * so it adds NOOPs as padding to make it cacheline aligned.
1578  * MI_BATCH_BUFFER_END will be added to perctx batch and both of them together
1579  * makes a complete batch buffer.
1580  */
1581 static u32 *gen8_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1582 {
1583         /* WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv */
1584         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE;
1585
1586         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:bdw */
1587         if (IS_BROADWELL(engine->i915))
1588                 batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
1589
1590         /* WaClearSlmSpaceAtContextSwitch:bdw,chv */
1591         /* Actual scratch location is at 128 bytes offset */
1592         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1593                                        PIPE_CONTROL_FLUSH_L3 |
1594                                        PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB |
1595                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1596                                        PIPE_CONTROL_QW_WRITE,
1597                                        i915_scratch_offset(engine->i915) +
1598                                        2 * CACHELINE_BYTES);
1599
1600         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
1601
1602         /* Pad to end of cacheline */
1603         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1604                 *batch++ = MI_NOOP;
1605
1606         /*
1607          * MI_BATCH_BUFFER_END is not required in Indirect ctx BB because
1608          * execution depends on the length specified in terms of cache lines
1609          * in the register CTX_RCS_INDIRECT_CTX
1610          */
1611
1612         return batch;
1613 }
1614
1615 struct lri {
1616         i915_reg_t reg;
1617         u32 value;
1618 };
1619
1620 static u32 *emit_lri(u32 *batch, const struct lri *lri, unsigned int count)
1621 {
1622         GEM_BUG_ON(!count || count > 63);
1623
1624         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(count);
1625         do {
1626                 *batch++ = i915_mmio_reg_offset(lri->reg);
1627                 *batch++ = lri->value;
1628         } while (lri++, --count);
1629         *batch++ = MI_NOOP;
1630
1631         return batch;
1632 }
1633
1634 static u32 *gen9_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1635 {
1636         static const struct lri lri[] = {
1637                 /* WaDisableGatherAtSetShaderCommonSlice:skl,bxt,kbl,glk */
1638                 {
1639                         COMMON_SLICE_CHICKEN2,
1640                         __MASKED_FIELD(GEN9_DISABLE_GATHER_AT_SET_SHADER_COMMON_SLICE,
1641                                        0),
1642                 },
1643
1644                 /* BSpec: 11391 */
1645                 {
1646                         FF_SLICE_CHICKEN,
1647                         __MASKED_FIELD(FF_SLICE_CHICKEN_CL_PROVOKING_VERTEX_FIX,
1648                                        FF_SLICE_CHICKEN_CL_PROVOKING_VERTEX_FIX),
1649                 },
1650
1651                 /* BSpec: 11299 */
1652                 {
1653                         _3D_CHICKEN3,
1654                         __MASKED_FIELD(_3D_CHICKEN_SF_PROVOKING_VERTEX_FIX,
1655                                        _3D_CHICKEN_SF_PROVOKING_VERTEX_FIX),
1656                 }
1657         };
1658
1659         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE;
1660
1661         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:skl,bxt,glk */
1662         batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
1663
1664         batch = emit_lri(batch, lri, ARRAY_SIZE(lri));
1665
1666         /* WaMediaPoolStateCmdInWABB:bxt,glk */
1667         if (HAS_POOLED_EU(engine->i915)) {
1668                 /*
1669                  * EU pool configuration is setup along with golden context
1670                  * during context initialization. This value depends on
1671                  * device type (2x6 or 3x6) and needs to be updated based
1672                  * on which subslice is disabled especially for 2x6
1673                  * devices, however it is safe to load default
1674                  * configuration of 3x6 device instead of masking off
1675                  * corresponding bits because HW ignores bits of a disabled
1676                  * subslice and drops down to appropriate config. Please
1677                  * see render_state_setup() in i915_gem_render_state.c for
1678                  * possible configurations, to avoid duplication they are
1679                  * not shown here again.
1680                  */
1681                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_STATE;
1682                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_ENABLE;
1683                 *batch++ = 0x00777000;
1684                 *batch++ = 0;
1685                 *batch++ = 0;
1686                 *batch++ = 0;
1687         }
1688
1689         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
1690
1691         /* Pad to end of cacheline */
1692         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1693                 *batch++ = MI_NOOP;
1694
1695         return batch;
1696 }
1697
1698 static u32 *
1699 gen10_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1700 {
1701         int i;
1702
1703         /*
1704          * WaPipeControlBefore3DStateSamplePattern: cnl
1705          *
1706          * Ensure the engine is idle prior to programming a
1707          * 3DSTATE_SAMPLE_PATTERN during a context restore.
1708          */
1709         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
1710                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL,
1711                                        0);
1712         /*
1713          * WaPipeControlBefore3DStateSamplePattern says we need 4 dwords for
1714          * the PIPE_CONTROL followed by 12 dwords of 0x0, so 16 dwords in
1715          * total. However, a PIPE_CONTROL is 6 dwords long, not 4, which is
1716          * confusing. Since gen8_emit_pipe_control() already advances the
1717          * batch by 6 dwords, we advance the other 10 here, completing a
1718          * cacheline. It's not clear if the workaround requires this padding
1719          * before other commands, or if it's just the regular padding we would
1720          * already have for the workaround bb, so leave it here for now.
1721          */
1722         for (i = 0; i < 10; i++)
1723                 *batch++ = MI_NOOP;
1724
1725         /* Pad to end of cacheline */
1726         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1727                 *batch++ = MI_NOOP;
1728
1729         return batch;
1730 }
1731
1732 #define CTX_WA_BB_OBJ_SIZE (PAGE_SIZE)
1733
1734 static int lrc_setup_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1735 {
1736         struct drm_i915_gem_object *obj;
1737         struct i915_vma *vma;
1738         int err;
1739
1740         obj = i915_gem_object_create(engine->i915, CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1741         if (IS_ERR(obj))
1742                 return PTR_ERR(obj);
1743
1744         vma = i915_vma_instance(obj, &engine->i915->ggtt.vm, NULL);
1745         if (IS_ERR(vma)) {
1746                 err = PTR_ERR(vma);
1747                 goto err;
1748         }
1749
1750         err = i915_vma_pin(vma, 0, 0, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1751         if (err)
1752                 goto err;
1753
1754         engine->wa_ctx.vma = vma;
1755         return 0;
1756
1757 err:
1758         i915_gem_object_put(obj);
1759         return err;
1760 }
1761
1762 static void lrc_destroy_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1763 {
1764         i915_vma_unpin_and_release(&engine->wa_ctx.vma, 0);
1765 }
1766
1767 typedef u32 *(*wa_bb_func_t)(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch);
1768
1769 static int intel_init_workaround_bb(struct intel_engine_cs *engine)
1770 {
1771         struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
1772         struct i915_wa_ctx_bb *wa_bb[2] = { &wa_ctx->indirect_ctx,
1773                                             &wa_ctx->per_ctx };
1774         wa_bb_func_t wa_bb_fn[2];
1775         struct page *page;
1776         void *batch, *batch_ptr;
1777         unsigned int i;
1778         int ret;
1779
1780         if (GEM_DEBUG_WARN_ON(engine->id != RCS0))
1781                 return -EINVAL;
1782
1783         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
1784         case 11:
1785                 return 0;
1786         case 10:
1787                 wa_bb_fn[0] = gen10_init_indirectctx_bb;
1788                 wa_bb_fn[1] = NULL;
1789                 break;
1790         case 9:
1791                 wa_bb_fn[0] = gen9_init_indirectctx_bb;
1792                 wa_bb_fn[1] = NULL;
1793                 break;
1794         case 8:
1795                 wa_bb_fn[0] = gen8_init_indirectctx_bb;
1796                 wa_bb_fn[1] = NULL;
1797                 break;
1798         default:
1799                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
1800                 return 0;
1801         }
1802
1803         ret = lrc_setup_wa_ctx(engine);
1804         if (ret) {
1805                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to setup context WA page: %d\n", ret);
1806                 return ret;
1807         }
1808
1809         page = i915_gem_object_get_dirty_page(wa_ctx->vma->obj, 0);
1810         batch = batch_ptr = kmap_atomic(page);
1811
1812         /*
1813          * Emit the two workaround batch buffers, recording the offset from the
1814          * start of the workaround batch buffer object for each and their
1815          * respective sizes.
1816          */
1817         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(wa_bb_fn); i++) {
1818                 wa_bb[i]->offset = batch_ptr - batch;
1819                 if (GEM_DEBUG_WARN_ON(!IS_ALIGNED(wa_bb[i]->offset,
1820                                                   CACHELINE_BYTES))) {
1821                         ret = -EINVAL;
1822                         break;
1823                 }
1824                 if (wa_bb_fn[i])
1825                         batch_ptr = wa_bb_fn[i](engine, batch_ptr);
1826                 wa_bb[i]->size = batch_ptr - (batch + wa_bb[i]->offset);
1827         }
1828
1829         BUG_ON(batch_ptr - batch > CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1830
1831         kunmap_atomic(batch);
1832         if (ret)
1833                 lrc_destroy_wa_ctx(engine);
1834
1835         return ret;
1836 }
1837
1838 static void enable_execlists(struct intel_engine_cs *engine)
1839 {
1840         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1841
1842         intel_engine_set_hwsp_writemask(engine, ~0u); /* HWSTAM */
1843
1844         /*
1845          * Make sure we're not enabling the new 12-deep CSB
1846          * FIFO as that requires a slightly updated handling
1847          * in the ctx switch irq. Since we're currently only
1848          * using only 2 elements of the enhanced execlists the
1849          * deeper FIFO it's not needed and it's not worth adding
1850          * more statements to the irq handler to support it.
1851          */
1852         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 11)
1853                 I915_WRITE(RING_MODE_GEN7(engine),
1854                            _MASKED_BIT_DISABLE(GEN11_GFX_DISABLE_LEGACY_MODE));
1855         else
1856                 I915_WRITE(RING_MODE_GEN7(engine),
1857                            _MASKED_BIT_ENABLE(GFX_RUN_LIST_ENABLE));
1858
1859         I915_WRITE(RING_MI_MODE(engine->mmio_base),
1860                    _MASKED_BIT_DISABLE(STOP_RING));
1861
1862         I915_WRITE(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base),
1863                    i915_ggtt_offset(engine->status_page.vma));
1864         POSTING_READ(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base));
1865 }
1866
1867 static bool unexpected_starting_state(struct intel_engine_cs *engine)
1868 {
1869         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1870         bool unexpected = false;
1871
1872         if (I915_READ(RING_MI_MODE(engine->mmio_base)) & STOP_RING) {
1873                 DRM_DEBUG_DRIVER("STOP_RING still set in RING_MI_MODE\n");
1874                 unexpected = true;
1875         }
1876
1877         return unexpected;
1878 }
1879
1880 static int gen8_init_common_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1881 {
1882         intel_engine_apply_workarounds(engine);
1883         intel_engine_apply_whitelist(engine);
1884
1885         intel_mocs_init_engine(engine);
1886
1887         intel_engine_reset_breadcrumbs(engine);
1888
1889         if (GEM_SHOW_DEBUG() && unexpected_starting_state(engine)) {
1890                 struct drm_printer p = drm_debug_printer(__func__);
1891
1892                 intel_engine_dump(engine, &p, NULL);
1893         }
1894
1895         enable_execlists(engine);
1896
1897         return 0;
1898 }
1899
1900 static void execlists_reset_prepare(struct intel_engine_cs *engine)
1901 {
1902         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
1903         unsigned long flags;
1904
1905         GEM_TRACE("%s: depth<-%d\n", engine->name,
1906                   atomic_read(&execlists->tasklet.count));
1907
1908         /*
1909          * Prevent request submission to the hardware until we have
1910          * completed the reset in i915_gem_reset_finish(). If a request
1911          * is completed by one engine, it may then queue a request
1912          * to a second via its execlists->tasklet *just* as we are
1913          * calling engine->init_hw() and also writing the ELSP.
1914          * Turning off the execlists->tasklet until the reset is over
1915          * prevents the race.
1916          */
1917         __tasklet_disable_sync_once(&execlists->tasklet);
1918         GEM_BUG_ON(!reset_in_progress(execlists));
1919
1920         intel_engine_stop_cs(engine);
1921
1922         /* And flush any current direct submission. */
1923         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
1924         process_csb(engine); /* drain preemption events */
1925         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
1926 }
1927
1928 static bool lrc_regs_ok(const struct i915_request *rq)
1929 {
1930         const struct intel_ring *ring = rq->ring;
1931         const u32 *regs = rq->hw_context->lrc_reg_state;
1932
1933         /* Quick spot check for the common signs of context corruption */
1934
1935         if (regs[CTX_RING_BUFFER_CONTROL + 1] !=
1936             (RING_CTL_SIZE(ring->size) | RING_VALID))
1937                 return false;
1938
1939         if (regs[CTX_RING_BUFFER_START + 1] != i915_ggtt_offset(ring->vma))
1940                 return false;
1941
1942         return true;
1943 }
1944
1945 static void execlists_reset(struct intel_engine_cs *engine, bool stalled)
1946 {
1947         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
1948         struct i915_request *rq;
1949         unsigned long flags;
1950         u32 *regs;
1951
1952         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
1953
1954         /*
1955          * Catch up with any missed context-switch interrupts.
1956          *
1957          * Ideally we would just read the remaining CSB entries now that we
1958          * know the gpu is idle. However, the CSB registers are sometimes^W
1959          * often trashed across a GPU reset! Instead we have to rely on
1960          * guessing the missed context-switch events by looking at what
1961          * requests were completed.
1962          */
1963         execlists_cancel_port_requests(execlists);
1964
1965         /* Push back any incomplete requests for replay after the reset. */
1966         rq = __unwind_incomplete_requests(engine);
1967
1968         /* Following the reset, we need to reload the CSB read/write pointers */
1969         reset_csb_pointers(&engine->execlists);
1970
1971         GEM_TRACE("%s stalled? %s\n", engine->name, yesno(stalled));
1972         if (!rq)
1973                 goto out_unlock;
1974
1975         /*
1976          * If this request hasn't started yet, e.g. it is waiting on a
1977          * semaphore, we need to avoid skipping the request or else we
1978          * break the signaling chain. However, if the context is corrupt
1979          * the request will not restart and we will be stuck with a wedged
1980          * device. It is quite often the case that if we issue a reset
1981          * while the GPU is loading the context image, that the context
1982          * image becomes corrupt.
1983          *
1984          * Otherwise, if we have not started yet, the request should replay
1985          * perfectly and we do not need to flag the result as being erroneous.
1986          */
1987         if (!i915_request_started(rq) && lrc_regs_ok(rq))
1988                 goto out_unlock;
1989
1990         /*
1991          * If the request was innocent, we leave the request in the ELSP
1992          * and will try to replay it on restarting. The context image may
1993          * have been corrupted by the reset, in which case we may have
1994          * to service a new GPU hang, but more likely we can continue on
1995          * without impact.
1996          *
1997          * If the request was guilty, we presume the context is corrupt
1998          * and have to at least restore the RING register in the context
1999          * image back to the expected values to skip over the guilty request.
2000          */
2001         i915_reset_request(rq, stalled);
2002         if (!stalled && lrc_regs_ok(rq))
2003                 goto out_unlock;
2004
2005         /*
2006          * We want a simple context + ring to execute the breadcrumb update.
2007          * We cannot rely on the context being intact across the GPU hang,
2008          * so clear it and rebuild just what we need for the breadcrumb.
2009          * All pending requests for this context will be zapped, and any
2010          * future request will be after userspace has had the opportunity
2011          * to recreate its own state.
2012          */
2013         regs = rq->hw_context->lrc_reg_state;
2014         if (engine->pinned_default_state) {
2015                 memcpy(regs, /* skip restoring the vanilla PPHWSP */
2016                        engine->pinned_default_state + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE,
2017                        engine->context_size - PAGE_SIZE);
2018         }
2019
2020         /* Rerun the request; its payload has been neutered (if guilty). */
2021         rq->ring->head = intel_ring_wrap(rq->ring, rq->head);
2022         intel_ring_update_space(rq->ring);
2023
2024         execlists_init_reg_state(regs, rq->gem_context, engine, rq->ring);
2025         __execlists_update_reg_state(engine, rq->hw_context);
2026
2027 out_unlock:
2028         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
2029 }
2030
2031 static void execlists_reset_finish(struct intel_engine_cs *engine)
2032 {
2033         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
2034
2035         /*
2036          * After a GPU reset, we may have requests to replay. Do so now while
2037          * we still have the forcewake to be sure that the GPU is not allowed
2038          * to sleep before we restart and reload a context.
2039          *
2040          */
2041         GEM_BUG_ON(!reset_in_progress(execlists));
2042         if (!RB_EMPTY_ROOT(&execlists->queue.rb_root))
2043                 execlists->tasklet.func(execlists->tasklet.data);
2044
2045         tasklet_enable(&execlists->tasklet);
2046         GEM_TRACE("%s: depth->%d\n", engine->name,
2047                   atomic_read(&execlists->tasklet.count));
2048 }
2049
2050 static int gen8_emit_bb_start(struct i915_request *rq,
2051                               u64 offset, u32 len,
2052                               const unsigned int flags)
2053 {
2054         u32 *cs;
2055
2056         cs = intel_ring_begin(rq, 6);
2057         if (IS_ERR(cs))
2058                 return PTR_ERR(cs);
2059
2060         /*
2061          * WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv
2062          *
2063          * We don't need to perform MI_ARB_ENABLE as often as we do (in
2064          * particular all the gen that do not need the w/a at all!), if we
2065          * took care to make sure that on every switch into this context
2066          * (both ordinary and for preemption) that arbitrartion was enabled
2067          * we would be fine. However, there doesn't seem to be a downside to
2068          * being paranoid and making sure it is set before each batch and
2069          * every context-switch.
2070          *
2071          * Note that if we fail to enable arbitration before the request
2072          * is complete, then we do not see the context-switch interrupt and
2073          * the engine hangs (with RING_HEAD == RING_TAIL).
2074          *
2075          * That satisfies both the GPGPU w/a and our heavy-handed paranoia.
2076          */
2077         *cs++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
2078
2079         /* FIXME(BDW): Address space and security selectors. */
2080         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8 |
2081                 (flags & I915_DISPATCH_SECURE ? 0 : BIT(8));
2082         *cs++ = lower_32_bits(offset);
2083         *cs++ = upper_32_bits(offset);
2084
2085         *cs++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE;
2086         *cs++ = MI_NOOP;
2087
2088         intel_ring_advance(rq, cs);
2089
2090         return 0;
2091 }
2092
2093 static void gen8_logical_ring_enable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
2094 {
2095         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
2096         I915_WRITE_IMR(engine,
2097                        ~(engine->irq_enable_mask | engine->irq_keep_mask));
2098         POSTING_READ_FW(RING_IMR(engine->mmio_base));
2099 }
2100
2101 static void gen8_logical_ring_disable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
2102 {
2103         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
2104         I915_WRITE_IMR(engine, ~engine->irq_keep_mask);
2105 }
2106
2107 static int gen8_emit_flush(struct i915_request *request, u32 mode)
2108 {
2109         u32 cmd, *cs;
2110
2111         cs = intel_ring_begin(request, 4);
2112         if (IS_ERR(cs))
2113                 return PTR_ERR(cs);
2114
2115         cmd = MI_FLUSH_DW + 1;
2116
2117         /* We always require a command barrier so that subsequent
2118          * commands, such as breadcrumb interrupts, are strictly ordered
2119          * wrt the contents of the write cache being flushed to memory
2120          * (and thus being coherent from the CPU).
2121          */
2122         cmd |= MI_FLUSH_DW_STORE_INDEX | MI_FLUSH_DW_OP_STOREDW;
2123
2124         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
2125                 cmd |= MI_INVALIDATE_TLB;
2126                 if (request->engine->class == VIDEO_DECODE_CLASS)
2127                         cmd |= MI_INVALIDATE_BSD;
2128         }
2129
2130         *cs++ = cmd;
2131         *cs++ = I915_GEM_HWS_SCRATCH_ADDR | MI_FLUSH_DW_USE_GTT;
2132         *cs++ = 0; /* upper addr */
2133         *cs++ = 0; /* value */
2134         intel_ring_advance(request, cs);
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 static int gen8_emit_flush_render(struct i915_request *request,
2140                                   u32 mode)
2141 {
2142         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
2143         u32 scratch_addr =
2144                 i915_scratch_offset(engine->i915) + 2 * CACHELINE_BYTES;
2145         bool vf_flush_wa = false, dc_flush_wa = false;
2146         u32 *cs, flags = 0;
2147         int len;
2148
2149         flags |= PIPE_CONTROL_CS_STALL;
2150
2151         if (mode & EMIT_FLUSH) {
2152                 flags |= PIPE_CONTROL_RENDER_TARGET_CACHE_FLUSH;
2153                 flags |= PIPE_CONTROL_DEPTH_CACHE_FLUSH;
2154                 flags |= PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE;
2155                 flags |= PIPE_CONTROL_FLUSH_ENABLE;
2156         }
2157
2158         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
2159                 flags |= PIPE_CONTROL_TLB_INVALIDATE;
2160                 flags |= PIPE_CONTROL_INSTRUCTION_CACHE_INVALIDATE;
2161                 flags |= PIPE_CONTROL_TEXTURE_CACHE_INVALIDATE;
2162                 flags |= PIPE_CONTROL_VF_CACHE_INVALIDATE;
2163                 flags |= PIPE_CONTROL_CONST_CACHE_INVALIDATE;
2164                 flags |= PIPE_CONTROL_STATE_CACHE_INVALIDATE;
2165                 flags |= PIPE_CONTROL_QW_WRITE;
2166                 flags |= PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB;
2167
2168                 /*
2169                  * On GEN9: before VF_CACHE_INVALIDATE we need to emit a NULL
2170                  * pipe control.
2171                  */
2172                 if (IS_GEN(request->i915, 9))
2173                         vf_flush_wa = true;
2174
2175                 /* WaForGAMHang:kbl */
2176                 if (IS_KBL_REVID(request->i915, 0, KBL_REVID_B0))
2177                         dc_flush_wa = true;
2178         }
2179
2180         len = 6;
2181
2182         if (vf_flush_wa)
2183                 len += 6;
2184
2185         if (dc_flush_wa)
2186                 len += 12;
2187
2188         cs = intel_ring_begin(request, len);
2189         if (IS_ERR(cs))
2190                 return PTR_ERR(cs);
2191
2192         if (vf_flush_wa)
2193                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, 0, 0);
2194
2195         if (dc_flush_wa)
2196                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
2197                                             0);
2198
2199         cs = gen8_emit_pipe_control(cs, flags, scratch_addr);
2200
2201         if (dc_flush_wa)
2202                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_CS_STALL, 0);
2203
2204         intel_ring_advance(request, cs);
2205
2206         return 0;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Reserve space for 2 NOOPs at the end of each request to be
2211  * used as a workaround for not being allowed to do lite
2212  * restore with HEAD==TAIL (WaIdleLiteRestore).
2213  */
2214 static u32 *gen8_emit_wa_tail(struct i915_request *request, u32 *cs)
2215 {
2216         /* Ensure there's always at least one preemption point per-request. */
2217         *cs++ = MI_ARB_CHECK;
2218         *cs++ = MI_NOOP;
2219         request->wa_tail = intel_ring_offset(request, cs);
2220
2221         return cs;
2222 }
2223
2224 static u32 *gen8_emit_fini_breadcrumb(struct i915_request *request, u32 *cs)
2225 {
2226         cs = gen8_emit_ggtt_write(cs,
2227                                   request->fence.seqno,
2228                                   request->timeline->hwsp_offset);
2229
2230         cs = gen8_emit_ggtt_write(cs,
2231                                   intel_engine_next_hangcheck_seqno(request->engine),
2232                                   intel_hws_hangcheck_address(request->engine));
2233
2234         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
2235         *cs++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
2236
2237         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
2238         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
2239
2240         return gen8_emit_wa_tail(request, cs);
2241 }
2242
2243 static u32 *gen8_emit_fini_breadcrumb_rcs(struct i915_request *request, u32 *cs)
2244 {
2245         cs = gen8_emit_ggtt_write_rcs(cs,
2246                                       request->fence.seqno,
2247                                       request->timeline->hwsp_offset,
2248                                       PIPE_CONTROL_RENDER_TARGET_CACHE_FLUSH |
2249                                       PIPE_CONTROL_DEPTH_CACHE_FLUSH |
2250                                       PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE |
2251                                       PIPE_CONTROL_FLUSH_ENABLE |
2252                                       PIPE_CONTROL_CS_STALL);
2253
2254         cs = gen8_emit_ggtt_write_rcs(cs,
2255                                       intel_engine_next_hangcheck_seqno(request->engine),
2256                                       intel_hws_hangcheck_address(request->engine),
2257                                       0);
2258
2259         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
2260         *cs++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
2261
2262         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
2263         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
2264
2265         return gen8_emit_wa_tail(request, cs);
2266 }
2267
2268 static int gen8_init_rcs_context(struct i915_request *rq)
2269 {
2270         int ret;
2271
2272         ret = intel_engine_emit_ctx_wa(rq);
2273         if (ret)
2274                 return ret;
2275
2276         ret = intel_rcs_context_init_mocs(rq);
2277         /*
2278          * Failing to program the MOCS is non-fatal.The system will not
2279          * run at peak performance. So generate an error and carry on.
2280          */
2281         if (ret)
2282                 DRM_ERROR("MOCS failed to program: expect performance issues.\n");
2283
2284         return i915_gem_render_state_emit(rq);
2285 }
2286
2287 /**
2288  * intel_logical_ring_cleanup() - deallocate the Engine Command Streamer
2289  * @engine: Engine Command Streamer.
2290  */
2291 void intel_logical_ring_cleanup(struct intel_engine_cs *engine)
2292 {
2293         struct drm_i915_private *dev_priv;
2294
2295         /*
2296          * Tasklet cannot be active at this point due intel_mark_active/idle
2297          * so this is just for documentation.
2298          */
2299         if (WARN_ON(test_bit(TASKLET_STATE_SCHED,
2300                              &engine->execlists.tasklet.state)))
2301                 tasklet_kill(&engine->execlists.tasklet);
2302
2303         dev_priv = engine->i915;
2304
2305         if (engine->buffer) {
2306                 WARN_ON((I915_READ_MODE(engine) & MODE_IDLE) == 0);
2307         }
2308
2309         if (engine->cleanup)
2310                 engine->cleanup(engine);
2311
2312         intel_engine_cleanup_common(engine);
2313
2314         lrc_destroy_wa_ctx(engine);
2315
2316         engine->i915 = NULL;
2317         dev_priv->engine[engine->id] = NULL;
2318         kfree(engine);
2319 }
2320
2321 void intel_execlists_set_default_submission(struct intel_engine_cs *engine)
2322 {
2323         engine->submit_request = execlists_submit_request;
2324         engine->cancel_requests = execlists_cancel_requests;
2325         engine->schedule = i915_schedule;
2326         engine->execlists.tasklet.func = execlists_submission_tasklet;
2327
2328         engine->reset.prepare = execlists_reset_prepare;
2329
2330         engine->park = NULL;
2331         engine->unpark = NULL;
2332
2333         engine->flags |= I915_ENGINE_HAS_SEMAPHORES;
2334         engine->flags |= I915_ENGINE_SUPPORTS_STATS;
2335         if (engine->i915->preempt_context)
2336                 engine->flags |= I915_ENGINE_HAS_PREEMPTION;
2337 }
2338
2339 static void
2340 logical_ring_default_vfuncs(struct intel_engine_cs *engine)
2341 {
2342         /* Default vfuncs which can be overriden by each engine. */
2343         engine->init_hw = gen8_init_common_ring;
2344
2345         engine->reset.prepare = execlists_reset_prepare;
2346         engine->reset.reset = execlists_reset;
2347         engine->reset.finish = execlists_reset_finish;
2348
2349         engine->context_pin = execlists_context_pin;
2350         engine->request_alloc = execlists_request_alloc;
2351
2352         engine->emit_flush = gen8_emit_flush;
2353         engine->emit_init_breadcrumb = gen8_emit_init_breadcrumb;
2354         engine->emit_fini_breadcrumb = gen8_emit_fini_breadcrumb;
2355
2356         engine->set_default_submission = intel_execlists_set_default_submission;
2357
2358         if (INTEL_GEN(engine->i915) < 11) {
2359                 engine->irq_enable = gen8_logical_ring_enable_irq;
2360                 engine->irq_disable = gen8_logical_ring_disable_irq;
2361         } else {
2362                 /*
2363                  * TODO: On Gen11 interrupt masks need to be clear
2364                  * to allow C6 entry. Keep interrupts enabled at
2365                  * and take the hit of generating extra interrupts
2366                  * until a more refined solution exists.
2367                  */
2368         }
2369         engine->emit_bb_start = gen8_emit_bb_start;
2370 }
2371
2372 static inline void
2373 logical_ring_default_irqs(struct intel_engine_cs *engine)
2374 {
2375         unsigned int shift = 0;
2376
2377         if (INTEL_GEN(engine->i915) < 11) {
2378                 const u8 irq_shifts[] = {
2379                         [RCS0]  = GEN8_RCS_IRQ_SHIFT,
2380                         [BCS0]  = GEN8_BCS_IRQ_SHIFT,
2381                         [VCS0]  = GEN8_VCS0_IRQ_SHIFT,
2382                         [VCS1]  = GEN8_VCS1_IRQ_SHIFT,
2383                         [VECS0] = GEN8_VECS_IRQ_SHIFT,
2384                 };
2385
2386                 shift = irq_shifts[engine->id];
2387         }
2388
2389         engine->irq_enable_mask = GT_RENDER_USER_INTERRUPT << shift;
2390         engine->irq_keep_mask = GT_CONTEXT_SWITCH_INTERRUPT << shift;
2391 }
2392
2393 static int
2394 logical_ring_setup(struct intel_engine_cs *engine)
2395 {
2396         int err;
2397
2398         err = intel_engine_setup_common(engine);
2399         if (err)
2400                 return err;
2401
2402         /* Intentionally left blank. */
2403         engine->buffer = NULL;
2404
2405         tasklet_init(&engine->execlists.tasklet,
2406                      execlists_submission_tasklet, (unsigned long)engine);
2407
2408         logical_ring_default_vfuncs(engine);
2409         logical_ring_default_irqs(engine);
2410
2411         return 0;
2412 }
2413
2414 static int logical_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
2415 {
2416         struct drm_i915_private *i915 = engine->i915;
2417         struct intel_engine_execlists * const execlists = &engine->execlists;
2418         int ret;
2419
2420         ret = intel_engine_init_common(engine);
2421         if (ret)
2422                 return ret;
2423
2424         intel_engine_init_workarounds(engine);
2425
2426         if (HAS_LOGICAL_RING_ELSQ(i915)) {
2427                 execlists->submit_reg = i915->regs +
2428                         i915_mmio_reg_offset(RING_EXECLIST_SQ_CONTENTS(engine));
2429                 execlists->ctrl_reg = i915->regs +
2430                         i915_mmio_reg_offset(RING_EXECLIST_CONTROL(engine));
2431         } else {
2432                 execlists->submit_reg = i915->regs +
2433                         i915_mmio_reg_offset(RING_ELSP(engine));
2434         }
2435
2436         execlists->preempt_complete_status = ~0u;
2437         if (i915->preempt_context) {
2438                 struct intel_context *ce =
2439                         to_intel_context(i915->preempt_context, engine);
2440
2441                 execlists->preempt_complete_status =
2442                         upper_32_bits(ce->lrc_desc);
2443         }
2444
2445         execlists->csb_status =
2446                 &engine->status_page.addr[I915_HWS_CSB_BUF0_INDEX];
2447
2448         execlists->csb_write =
2449                 &engine->status_page.addr[intel_hws_csb_write_index(i915)];
2450
2451         reset_csb_pointers(execlists);
2452
2453         return 0;
2454 }
2455
2456 int logical_render_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
2457 {
2458         int ret;
2459
2460         ret = logical_ring_setup(engine);
2461         if (ret)
2462                 return ret;
2463
2464         /* Override some for render ring. */
2465         engine->init_context = gen8_init_rcs_context;
2466         engine->emit_flush = gen8_emit_flush_render;
2467         engine->emit_fini_breadcrumb = gen8_emit_fini_breadcrumb_rcs;
2468
2469         ret = logical_ring_init(engine);
2470         if (ret)
2471                 return ret;
2472
2473         ret = intel_init_workaround_bb(engine);
2474         if (ret) {
2475                 /*
2476                  * We continue even if we fail to initialize WA batch
2477                  * because we only expect rare glitches but nothing
2478                  * critical to prevent us from using GPU
2479                  */
2480                 DRM_ERROR("WA batch buffer initialization failed: %d\n",
2481                           ret);
2482         }
2483
2484         intel_engine_init_whitelist(engine);
2485
2486         return 0;
2487 }
2488
2489 int logical_xcs_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
2490 {
2491         int err;
2492
2493         err = logical_ring_setup(engine);
2494         if (err)
2495                 return err;
2496
2497         return logical_ring_init(engine);
2498 }
2499
2500 u32 gen8_make_rpcs(struct drm_i915_private *i915, struct intel_sseu *req_sseu)
2501 {
2502         const struct sseu_dev_info *sseu = &RUNTIME_INFO(i915)->sseu;
2503         bool subslice_pg = sseu->has_subslice_pg;
2504         struct intel_sseu ctx_sseu;
2505         u8 slices, subslices;
2506         u32 rpcs = 0;
2507
2508         /*
2509          * No explicit RPCS request is needed to ensure full
2510          * slice/subslice/EU enablement prior to Gen9.
2511         */
2512         if (INTEL_GEN(i915) < 9)
2513                 return 0;
2514
2515         /*
2516          * If i915/perf is active, we want a stable powergating configuration
2517          * on the system.
2518          *
2519          * We could choose full enablement, but on ICL we know there are use
2520          * cases which disable slices for functional, apart for performance
2521          * reasons. So in this case we select a known stable subset.
2522          */
2523         if (!i915->perf.oa.exclusive_stream) {
2524                 ctx_sseu = *req_sseu;
2525         } else {
2526                 ctx_sseu = intel_device_default_sseu(i915);
2527
2528                 if (IS_GEN(i915, 11)) {
2529                         /*
2530                          * We only need subslice count so it doesn't matter
2531                          * which ones we select - just turn off low bits in the
2532                          * amount of half of all available subslices per slice.
2533                          */
2534                         ctx_sseu.subslice_mask =
2535                                 ~(~0 << (hweight8(ctx_sseu.subslice_mask) / 2));
2536                         ctx_sseu.slice_mask = 0x1;
2537                 }
2538         }
2539
2540         slices = hweight8(ctx_sseu.slice_mask);
2541         subslices = hweight8(ctx_sseu.subslice_mask);
2542
2543         /*
2544          * Since the SScount bitfield in GEN8_R_PWR_CLK_STATE is only three bits
2545          * wide and Icelake has up to eight subslices, specfial programming is
2546          * needed in order to correctly enable all subslices.
2547          *
2548          * According to documentation software must consider the configuration
2549          * as 2x4x8 and hardware will translate this to 1x8x8.
2550          *
2551          * Furthemore, even though SScount is three bits, maximum documented
2552          * value for it is four. From this some rules/restrictions follow:
2553          *
2554          * 1.
2555          * If enabled subslice count is greater than four, two whole slices must
2556          * be enabled instead.
2557          *
2558          * 2.
2559          * When more than one slice is enabled, hardware ignores the subslice
2560          * count altogether.
2561          *
2562          * From these restrictions it follows that it is not possible to enable
2563          * a count of subslices between the SScount maximum of four restriction,
2564          * and the maximum available number on a particular SKU. Either all
2565          * subslices are enabled, or a count between one and four on the first
2566          * slice.
2567          */
2568         if (IS_GEN(i915, 11) &&
2569             slices == 1 &&
2570             subslices > min_t(u8, 4, hweight8(sseu->subslice_mask[0]) / 2)) {
2571                 GEM_BUG_ON(subslices & 1);
2572
2573                 subslice_pg = false;
2574                 slices *= 2;
2575         }
2576
2577         /*
2578          * Starting in Gen9, render power gating can leave
2579          * slice/subslice/EU in a partially enabled state. We
2580          * must make an explicit request through RPCS for full
2581          * enablement.
2582         */
2583         if (sseu->has_slice_pg) {
2584                 u32 mask, val = slices;
2585
2586                 if (INTEL_GEN(i915) >= 11) {
2587                         mask = GEN11_RPCS_S_CNT_MASK;
2588                         val <<= GEN11_RPCS_S_CNT_SHIFT;
2589                 } else {
2590                         mask = GEN8_RPCS_S_CNT_MASK;
2591                         val <<= GEN8_RPCS_S_CNT_SHIFT;
2592                 }
2593
2594                 GEM_BUG_ON(val & ~mask);
2595                 val &= mask;
2596
2597                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE | GEN8_RPCS_S_CNT_ENABLE | val;
2598         }
2599
2600         if (subslice_pg) {
2601                 u32 val = subslices;
2602
2603                 val <<= GEN8_RPCS_SS_CNT_SHIFT;
2604
2605                 GEM_BUG_ON(val & ~GEN8_RPCS_SS_CNT_MASK);
2606                 val &= GEN8_RPCS_SS_CNT_MASK;
2607
2608                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE | GEN8_RPCS_SS_CNT_ENABLE | val;
2609         }
2610
2611         if (sseu->has_eu_pg) {
2612                 u32 val;
2613
2614                 val = ctx_sseu.min_eus_per_subslice << GEN8_RPCS_EU_MIN_SHIFT;
2615                 GEM_BUG_ON(val & ~GEN8_RPCS_EU_MIN_MASK);
2616                 val &= GEN8_RPCS_EU_MIN_MASK;
2617
2618                 rpcs |= val;
2619
2620                 val = ctx_sseu.max_eus_per_subslice << GEN8_RPCS_EU_MAX_SHIFT;
2621                 GEM_BUG_ON(val & ~GEN8_RPCS_EU_MAX_MASK);
2622                 val &= GEN8_RPCS_EU_MAX_MASK;
2623
2624                 rpcs |= val;
2625
2626                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
2627         }
2628
2629         return rpcs;
2630 }
2631
2632 static u32 intel_lr_indirect_ctx_offset(struct intel_engine_cs *engine)
2633 {
2634         u32 indirect_ctx_offset;
2635
2636         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
2637         default:
2638                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
2639                 /* fall through */
2640         case 11:
2641                 indirect_ctx_offset =
2642                         GEN11_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
2643                 break;
2644         case 10:
2645                 indirect_ctx_offset =
2646                         GEN10_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
2647                 break;
2648         case 9:
2649                 indirect_ctx_offset =
2650                         GEN9_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
2651                 break;
2652         case 8:
2653                 indirect_ctx_offset =
2654                         GEN8_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
2655                 break;
2656         }
2657
2658         return indirect_ctx_offset;
2659 }
2660
2661 static void execlists_init_reg_state(u32 *regs,
2662                                      struct i915_gem_context *ctx,
2663                                      struct intel_engine_cs *engine,
2664                                      struct intel_ring *ring)
2665 {
2666         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
2667         u32 base = engine->mmio_base;
2668         bool rcs = engine->class == RENDER_CLASS;
2669
2670         /* A context is actually a big batch buffer with several
2671          * MI_LOAD_REGISTER_IMM commands followed by (reg, value) pairs. The
2672          * values we are setting here are only for the first context restore:
2673          * on a subsequent save, the GPU will recreate this batchbuffer with new
2674          * values (including all the missing MI_LOAD_REGISTER_IMM commands that
2675          * we are not initializing here).
2676          */
2677         regs[CTX_LRI_HEADER_0] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(rcs ? 14 : 11) |
2678                                  MI_LRI_FORCE_POSTED;
2679
2680         CTX_REG(regs, CTX_CONTEXT_CONTROL, RING_CONTEXT_CONTROL(engine),
2681                 _MASKED_BIT_DISABLE(CTX_CTRL_ENGINE_CTX_RESTORE_INHIBIT) |
2682                 _MASKED_BIT_ENABLE(CTX_CTRL_INHIBIT_SYN_CTX_SWITCH));
2683         if (INTEL_GEN(dev_priv) < 11) {
2684                 regs[CTX_CONTEXT_CONTROL + 1] |=
2685                         _MASKED_BIT_DISABLE(CTX_CTRL_ENGINE_CTX_SAVE_INHIBIT |
2686                                             CTX_CTRL_RS_CTX_ENABLE);
2687         }
2688         CTX_REG(regs, CTX_RING_HEAD, RING_HEAD(base), 0);
2689         CTX_REG(regs, CTX_RING_TAIL, RING_TAIL(base), 0);
2690         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_START, RING_START(base), 0);
2691         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_CONTROL, RING_CTL(base),
2692                 RING_CTL_SIZE(ring->size) | RING_VALID);
2693         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_U, RING_BBADDR_UDW(base), 0);
2694         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_L, RING_BBADDR(base), 0);
2695         CTX_REG(regs, CTX_BB_STATE, RING_BBSTATE(base), RING_BB_PPGTT);
2696         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_U, RING_SBBADDR_UDW(base), 0);
2697         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_L, RING_SBBADDR(base), 0);
2698         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_STATE, RING_SBBSTATE(base), 0);
2699         if (rcs) {
2700                 struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
2701
2702                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX, RING_INDIRECT_CTX(base), 0);
2703                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET,
2704                         RING_INDIRECT_CTX_OFFSET(base), 0);
2705                 if (wa_ctx->indirect_ctx.size) {
2706                         u32 ggtt_offset = i915_ggtt_offset(wa_ctx->vma);
2707
2708                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX + 1] =
2709                                 (ggtt_offset + wa_ctx->indirect_ctx.offset) |
2710                                 (wa_ctx->indirect_ctx.size / CACHELINE_BYTES);
2711
2712                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET + 1] =
2713                                 intel_lr_indirect_ctx_offset(engine) << 6;
2714                 }
2715
2716                 CTX_REG(regs, CTX_BB_PER_CTX_PTR, RING_BB_PER_CTX_PTR(base), 0);
2717                 if (wa_ctx->per_ctx.size) {
2718                         u32 ggtt_offset = i915_ggtt_offset(wa_ctx->vma);
2719
2720                         regs[CTX_BB_PER_CTX_PTR + 1] =
2721                                 (ggtt_offset + wa_ctx->per_ctx.offset) | 0x01;
2722                 }
2723         }
2724
2725         regs[CTX_LRI_HEADER_1] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(9) | MI_LRI_FORCE_POSTED;
2726
2727         CTX_REG(regs, CTX_CTX_TIMESTAMP, RING_CTX_TIMESTAMP(base), 0);
2728         /* PDP values well be assigned later if needed */
2729         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 3), 0);
2730         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 3), 0);
2731         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 2), 0);
2732         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 2), 0);
2733         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 1), 0);
2734         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 1), 0);
2735         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 0), 0);
2736         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 0), 0);
2737
2738         if (i915_vm_is_48bit(&ctx->ppgtt->vm)) {
2739                 /* 64b PPGTT (48bit canonical)
2740                  * PDP0_DESCRIPTOR contains the base address to PML4 and
2741                  * other PDP Descriptors are ignored.
2742                  */
2743                 ASSIGN_CTX_PML4(ctx->ppgtt, regs);
2744         } else {
2745                 ASSIGN_CTX_PDP(ctx->ppgtt, regs, 3);
2746                 ASSIGN_CTX_PDP(ctx->ppgtt, regs, 2);
2747                 ASSIGN_CTX_PDP(ctx->ppgtt, regs, 1);
2748                 ASSIGN_CTX_PDP(ctx->ppgtt, regs, 0);
2749         }
2750
2751         if (rcs) {
2752                 regs[CTX_LRI_HEADER_2] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
2753                 CTX_REG(regs, CTX_R_PWR_CLK_STATE, GEN8_R_PWR_CLK_STATE, 0);
2754
2755                 i915_oa_init_reg_state(engine, ctx, regs);
2756         }
2757
2758         regs[CTX_END] = MI_BATCH_BUFFER_END;
2759         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 10)
2760                 regs[CTX_END] |= BIT(0);
2761 }
2762
2763 static int
2764 populate_lr_context(struct i915_gem_context *ctx,
2765                     struct drm_i915_gem_object *ctx_obj,
2766                     struct intel_engine_cs *engine,
2767                     struct intel_ring *ring)
2768 {
2769         void *vaddr;
2770         u32 *regs;
2771         int ret;
2772
2773         ret = i915_gem_object_set_to_cpu_domain(ctx_obj, true);
2774         if (ret) {
2775                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not set to CPU domain\n");
2776                 return ret;
2777         }
2778
2779         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ctx_obj, I915_MAP_WB);
2780         if (IS_ERR(vaddr)) {
2781                 ret = PTR_ERR(vaddr);
2782                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not map object pages! (%d)\n", ret);
2783                 return ret;
2784         }
2785         ctx_obj->mm.dirty = true;
2786
2787         if (engine->default_state) {
2788                 /*
2789                  * We only want to copy over the template context state;
2790                  * skipping over the headers reserved for GuC communication,
2791                  * leaving those as zero.
2792                  */
2793                 const unsigned long start = LRC_HEADER_PAGES * PAGE_SIZE;
2794                 void *defaults;
2795
2796                 defaults = i915_gem_object_pin_map(engine->default_state,
2797                                                    I915_MAP_WB);
2798                 if (IS_ERR(defaults)) {
2799                         ret = PTR_ERR(defaults);
2800                         goto err_unpin_ctx;
2801                 }
2802
2803                 memcpy(vaddr + start, defaults + start, engine->context_size);
2804                 i915_gem_object_unpin_map(engine->default_state);
2805         }
2806
2807         /* The second page of the context object contains some fields which must
2808          * be set up prior to the first execution. */
2809         regs = vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
2810         execlists_init_reg_state(regs, ctx, engine, ring);
2811         if (!engine->default_state)
2812                 regs[CTX_CONTEXT_CONTROL + 1] |=
2813                         _MASKED_BIT_ENABLE(CTX_CTRL_ENGINE_CTX_RESTORE_INHIBIT);
2814         if (ctx == ctx->i915->preempt_context && INTEL_GEN(engine->i915) < 11)
2815                 regs[CTX_CONTEXT_CONTROL + 1] |=
2816                         _MASKED_BIT_ENABLE(CTX_CTRL_ENGINE_CTX_RESTORE_INHIBIT |
2817                                            CTX_CTRL_ENGINE_CTX_SAVE_INHIBIT);
2818
2819 err_unpin_ctx:
2820         i915_gem_object_unpin_map(ctx_obj);
2821         return ret;
2822 }
2823
2824 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
2825                                             struct intel_engine_cs *engine,
2826                                             struct intel_context *ce)
2827 {
2828         struct drm_i915_gem_object *ctx_obj;
2829         struct i915_vma *vma;
2830         u32 context_size;
2831         struct intel_ring *ring;
2832         struct i915_timeline *timeline;
2833         int ret;
2834
2835         if (ce->state)
2836                 return 0;
2837
2838         context_size = round_up(engine->context_size, I915_GTT_PAGE_SIZE);
2839
2840         /*
2841          * Before the actual start of the context image, we insert a few pages
2842          * for our own use and for sharing with the GuC.
2843          */
2844         context_size += LRC_HEADER_PAGES * PAGE_SIZE;
2845
2846         ctx_obj = i915_gem_object_create(ctx->i915, context_size);
2847         if (IS_ERR(ctx_obj))
2848                 return PTR_ERR(ctx_obj);
2849
2850         vma = i915_vma_instance(ctx_obj, &ctx->i915->ggtt.vm, NULL);
2851         if (IS_ERR(vma)) {
2852                 ret = PTR_ERR(vma);
2853                 goto error_deref_obj;
2854         }
2855
2856         timeline = i915_timeline_create(ctx->i915, ctx->name, NULL);
2857         if (IS_ERR(timeline)) {
2858                 ret = PTR_ERR(timeline);
2859                 goto error_deref_obj;
2860         }
2861
2862         ring = intel_engine_create_ring(engine, timeline, ctx->ring_size);
2863         i915_timeline_put(timeline);
2864         if (IS_ERR(ring)) {
2865                 ret = PTR_ERR(ring);
2866                 goto error_deref_obj;
2867         }
2868
2869         ret = populate_lr_context(ctx, ctx_obj, engine, ring);
2870         if (ret) {
2871                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to populate LRC: %d\n", ret);
2872                 goto error_ring_free;
2873         }
2874
2875         ce->ring = ring;
2876         ce->state = vma;
2877
2878         return 0;
2879
2880 error_ring_free:
2881         intel_ring_free(ring);
2882 error_deref_obj:
2883         i915_gem_object_put(ctx_obj);
2884         return ret;
2885 }
2886
2887 void intel_lr_context_resume(struct drm_i915_private *i915)
2888 {
2889         struct intel_engine_cs *engine;
2890         struct i915_gem_context *ctx;
2891         enum intel_engine_id id;
2892
2893         /*
2894          * Because we emit WA_TAIL_DWORDS there may be a disparity
2895          * between our bookkeeping in ce->ring->head and ce->ring->tail and
2896          * that stored in context. As we only write new commands from
2897          * ce->ring->tail onwards, everything before that is junk. If the GPU
2898          * starts reading from its RING_HEAD from the context, it may try to
2899          * execute that junk and die.
2900          *
2901          * So to avoid that we reset the context images upon resume. For
2902          * simplicity, we just zero everything out.
2903          */
2904         list_for_each_entry(ctx, &i915->contexts.list, link) {
2905                 for_each_engine(engine, i915, id) {
2906                         struct intel_context *ce =
2907                                 to_intel_context(ctx, engine);
2908
2909                         if (!ce->state)
2910                                 continue;
2911
2912                         intel_ring_reset(ce->ring, 0);
2913
2914                         if (ce->pin_count) /* otherwise done in context_pin */
2915                                 __execlists_update_reg_state(engine, ce);
2916                 }
2917         }
2918 }
2919
2920 void intel_execlists_show_requests(struct intel_engine_cs *engine,
2921                                    struct drm_printer *m,
2922                                    void (*show_request)(struct drm_printer *m,
2923                                                         struct i915_request *rq,
2924                                                         const char *prefix),
2925                                    unsigned int max)
2926 {
2927         const struct intel_engine_execlists *execlists = &engine->execlists;
2928         struct i915_request *rq, *last;
2929         unsigned long flags;
2930         unsigned int count;
2931         struct rb_node *rb;
2932
2933         spin_lock_irqsave(&engine->timeline.lock, flags);
2934
2935         last = NULL;
2936         count = 0;
2937         list_for_each_entry(rq, &engine->timeline.requests, link) {
2938                 if (count++ < max - 1)
2939                         show_request(m, rq, "\t\tE ");
2940                 else
2941                         last = rq;
2942         }
2943         if (last) {
2944                 if (count > max) {
2945                         drm_printf(m,
2946                                    "\t\t...skipping %d executing requests...\n",
2947                                    count - max);
2948                 }
2949                 show_request(m, last, "\t\tE ");
2950         }
2951
2952         last = NULL;
2953         count = 0;
2954         if (execlists->queue_priority_hint != INT_MIN)
2955                 drm_printf(m, "\t\tQueue priority hint: %d\n",
2956                            execlists->queue_priority_hint);
2957         for (rb = rb_first_cached(&execlists->queue); rb; rb = rb_next(rb)) {
2958                 struct i915_priolist *p = rb_entry(rb, typeof(*p), node);
2959                 int i;
2960
2961                 priolist_for_each_request(rq, p, i) {
2962                         if (count++ < max - 1)
2963                                 show_request(m, rq, "\t\tQ ");
2964                         else
2965                                 last = rq;
2966                 }
2967         }
2968         if (last) {
2969                 if (count > max) {
2970                         drm_printf(m,
2971                                    "\t\t...skipping %d queued requests...\n",
2972                                    count - max);
2973                 }
2974                 show_request(m, last, "\t\tQ ");
2975         }
2976
2977         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline.lock, flags);
2978 }
2979
2980 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
2981 #include "selftests/intel_lrc.c"
2982 #endif