drivers/gpu/drm/i915/gvt/vgpu.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2011-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   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 FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  21  * SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Eddie Dong <eddie.dong@intel.com>
  25  *    Kevin Tian <kevin.tian@intel.com>
  26  *
  27  * Contributors:
  28  *    Ping Gao <ping.a.gao@intel.com>
  29  *    Zhi Wang <zhi.a.wang@intel.com>
  30  *    Bing Niu <bing.niu@intel.com>
  31  *
  32  */
  33
  34 #include "i915_drv.h"
  35 #include "gvt.h"
  36 #include "i915_pvinfo.h"
  37
  38 void populate_pvinfo_page(struct intel_vgpu *vgpu)
  39 {
  40         /* setup the ballooning information */
  41         vgpu_vreg64(vgpu, vgtif_reg(magic)) = VGT_MAGIC;
  42         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(version_major)) = 1;
  43         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(version_minor)) = 0;
  44         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(display_ready)) = 0;
  45         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(vgt_id)) = vgpu->id;
  46         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(vgt_caps)) = VGT_CAPS_FULL_48BIT_PPGTT;
  47         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.mappable_gmadr.base)) =
  48                 vgpu_aperture_gmadr_base(vgpu);
  49         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.mappable_gmadr.size)) =
  50                 vgpu_aperture_sz(vgpu);
  51         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.nonmappable_gmadr.base)) =
  52                 vgpu_hidden_gmadr_base(vgpu);
  53         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.nonmappable_gmadr.size)) =
  54                 vgpu_hidden_sz(vgpu);
  55
  56         vgpu_vreg(vgpu, vgtif_reg(avail_rs.fence_num)) = vgpu_fence_sz(vgpu);
  57
  58         gvt_dbg_core("Populate PVINFO PAGE for vGPU %d\n", vgpu->id);
  59         gvt_dbg_core("aperture base [GMADR] 0x%llx size 0x%llx\n",
  60                 vgpu_aperture_gmadr_base(vgpu), vgpu_aperture_sz(vgpu));
  61         gvt_dbg_core("hidden base [GMADR] 0x%llx size=0x%llx\n",
  62                 vgpu_hidden_gmadr_base(vgpu), vgpu_hidden_sz(vgpu));
  63         gvt_dbg_core("fence size %d\n", vgpu_fence_sz(vgpu));
  64
  65         WARN_ON(sizeof(struct vgt_if) != VGT_PVINFO_SIZE);
  66 }
  67
  68 #define VGPU_MAX_WEIGHT 16
  69 #define VGPU_WEIGHT(vgpu_num)   \
  70         (VGPU_MAX_WEIGHT / (vgpu_num))
  71
  72 static struct {
  73         unsigned int low_mm;
  74         unsigned int high_mm;
  75         unsigned int fence;
  76
  77         /* A vGPU with a weight of 8 will get twice as much GPU as a vGPU
  78          * with a weight of 4 on a contended host, different vGPU type has
  79          * different weight set. Legal weights range from 1 to 16.
  80          */
  81         unsigned int weight;
  82         enum intel_vgpu_edid edid;
  83         char *name;
  84 } vgpu_types[] = {
  85 /* Fixed vGPU type table */
  86         { MB_TO_BYTES(64), MB_TO_BYTES(384), 4, VGPU_WEIGHT(8), GVT_EDID_1024_768, "8" },
  87         { MB_TO_BYTES(128), MB_TO_BYTES(512), 4, VGPU_WEIGHT(4), GVT_EDID_1920_1200, "4" },
  88         { MB_TO_BYTES(256), MB_TO_BYTES(1024), 4, VGPU_WEIGHT(2), GVT_EDID_1920_1200, "2" },
  89         { MB_TO_BYTES(512), MB_TO_BYTES(2048), 4, VGPU_WEIGHT(1), GVT_EDID_1920_1200, "1" },
  90 };
  91
  92 /**
  93  * intel_gvt_init_vgpu_types - initialize vGPU type list
  94  * @gvt : GVT device
  95  *
  96  * Initialize vGPU type list based on available resource.
  97  *
  98  */
  99 int intel_gvt_init_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
 100 {
 101         unsigned int num_types;
 102         unsigned int i, low_avail, high_avail;
 103         unsigned int min_low;
 104
 105         /* vGPU type name is defined as GVTg_Vx_y which contains
 106          * physical GPU generation type (e.g V4 as BDW server, V5 as
 107          * SKL server).
 108          *
 109          * Depend on physical SKU resource, might see vGPU types like
 110          * GVTg_V4_8, GVTg_V4_4, GVTg_V4_2, etc. We can create
 111          * different types of vGPU on same physical GPU depending on
 112          * available resource. Each vGPU type will have "avail_instance"
 113          * to indicate how many vGPU instance can be created for this
 114          * type.
 115          *
 116          */
 117         low_avail = gvt_aperture_sz(gvt) - HOST_LOW_GM_SIZE;
 118         high_avail = gvt_hidden_sz(gvt) - HOST_HIGH_GM_SIZE;
 119         num_types = sizeof(vgpu_types) / sizeof(vgpu_types[0]);
 120
 121         gvt->types = kzalloc(num_types * sizeof(struct intel_vgpu_type),
 122                              GFP_KERNEL);
 123         if (!gvt->types)
 124                 return -ENOMEM;
 125
 126         min_low = MB_TO_BYTES(32);
 127         for (i = 0; i < num_types; ++i) {
 128                 if (low_avail / vgpu_types[i].low_mm == 0)
 129                         break;
 130
 131                 gvt->types[i].low_gm_size = vgpu_types[i].low_mm;
 132                 gvt->types[i].high_gm_size = vgpu_types[i].high_mm;
 133                 gvt->types[i].fence = vgpu_types[i].fence;
 134
 135                 if (vgpu_types[i].weight < 1 ||
 136                                         vgpu_types[i].weight > VGPU_MAX_WEIGHT)
 137                         return -EINVAL;
 138
 139                 gvt->types[i].weight = vgpu_types[i].weight;
 140                 gvt->types[i].resolution = vgpu_types[i].edid;
 141                 gvt->types[i].avail_instance = min(low_avail / vgpu_types[i].low_mm,
 142                                                    high_avail / vgpu_types[i].high_mm);
 143
 144                 if (IS_GEN8(gvt->dev_priv))
 145                         sprintf(gvt->types[i].name, "GVTg_V4_%s",
 146                                                 vgpu_types[i].name);
 147                 else if (IS_GEN9(gvt->dev_priv))
 148                         sprintf(gvt->types[i].name, "GVTg_V5_%s",
 149                                                 vgpu_types[i].name);
 150
 151                 gvt_dbg_core("type[%d]: %s avail %u low %u high %u fence %u weight %u res %s\n",
 152                              i, gvt->types[i].name,
 153                              gvt->types[i].avail_instance,
 154                              gvt->types[i].low_gm_size,
 155                              gvt->types[i].high_gm_size, gvt->types[i].fence,
 156                              gvt->types[i].weight,
 157                              vgpu_edid_str(gvt->types[i].resolution));
 158         }
 159
 160         gvt->num_types = i;
 161         return 0;
 162 }
 163
 164 void intel_gvt_clean_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
 165 {
 166         kfree(gvt->types);
 167 }
 168
 169 static void intel_gvt_update_vgpu_types(struct intel_gvt *gvt)
 170 {
 171         int i;
 172         unsigned int low_gm_avail, high_gm_avail, fence_avail;
 173         unsigned int low_gm_min, high_gm_min, fence_min;
 174
 175         /* Need to depend on maxium hw resource size but keep on
 176          * static config for now.
 177          */
 178         low_gm_avail = gvt_aperture_sz(gvt) - HOST_LOW_GM_SIZE -
 179                 gvt->gm.vgpu_allocated_low_gm_size;
 180         high_gm_avail = gvt_hidden_sz(gvt) - HOST_HIGH_GM_SIZE -
 181                 gvt->gm.vgpu_allocated_high_gm_size;
 182         fence_avail = gvt_fence_sz(gvt) - HOST_FENCE -
 183                 gvt->fence.vgpu_allocated_fence_num;
 184
 185         for (i = 0; i < gvt->num_types; i++) {
 186                 low_gm_min = low_gm_avail / gvt->types[i].low_gm_size;
 187                 high_gm_min = high_gm_avail / gvt->types[i].high_gm_size;
 188                 fence_min = fence_avail / gvt->types[i].fence;
 189                 gvt->types[i].avail_instance = min(min(low_gm_min, high_gm_min),
 190                                                    fence_min);
 191
 192                 gvt_dbg_core("update type[%d]: %s avail %u low %u high %u fence %u\n",
 193                        i, gvt->types[i].name,
 194                        gvt->types[i].avail_instance, gvt->types[i].low_gm_size,
 195                        gvt->types[i].high_gm_size, gvt->types[i].fence);
 196         }
 197 }
 198
 199 /**
 200  * intel_gvt_active_vgpu - activate a virtual GPU
 201  * @vgpu: virtual GPU
 202  *
 203  * This function is called when user wants to activate a virtual GPU.
 204  *
 205  */
 206 void intel_gvt_activate_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 207 {
 208         mutex_lock(&vgpu->gvt->lock);
 209         vgpu->active = true;
 210         mutex_unlock(&vgpu->gvt->lock);
 211 }
 212
 213 /**
 214  * intel_gvt_deactive_vgpu - deactivate a virtual GPU
 215  * @vgpu: virtual GPU
 216  *
 217  * This function is called when user wants to deactivate a virtual GPU.
 218  * All virtual GPU runtime information will be destroyed.
 219  *
 220  */
 221 void intel_gvt_deactivate_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 222 {
 223         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 224
 225         mutex_lock(&gvt->lock);
 226
 227         vgpu->active = false;
 228
 229         if (atomic_read(&vgpu->running_workload_num)) {
 230                 mutex_unlock(&gvt->lock);
 231                 intel_gvt_wait_vgpu_idle(vgpu);
 232                 mutex_lock(&gvt->lock);
 233         }
 234
 235         intel_vgpu_stop_schedule(vgpu);
 236
 237         mutex_unlock(&gvt->lock);
 238 }
 239
 240 /**
 241  * intel_gvt_destroy_vgpu - destroy a virtual GPU
 242  * @vgpu: virtual GPU
 243  *
 244  * This function is called when user wants to destroy a virtual GPU.
 245  *
 246  */
 247 void intel_gvt_destroy_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 248 {
 249         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 250
 251         mutex_lock(&gvt->lock);
 252
 253         WARN(vgpu->active, "vGPU is still active!\n");
 254
 255         idr_remove(&gvt->vgpu_idr, vgpu->id);
 256         intel_vgpu_clean_sched_policy(vgpu);
 257         intel_vgpu_clean_gvt_context(vgpu);
 258         intel_vgpu_clean_execlist(vgpu);
 259         intel_vgpu_clean_display(vgpu);
 260         intel_vgpu_clean_opregion(vgpu);
 261         intel_vgpu_clean_gtt(vgpu);
 262         intel_gvt_hypervisor_detach_vgpu(vgpu);
 263         intel_vgpu_free_resource(vgpu);
 264         intel_vgpu_clean_mmio(vgpu);
 265         vfree(vgpu);
 266
 267         intel_gvt_update_vgpu_types(gvt);
 268         mutex_unlock(&gvt->lock);
 269 }
 270
 271 #define IDLE_VGPU_IDR 0
 272
 273 /**
 274  * intel_gvt_create_idle_vgpu - create an idle virtual GPU
 275  * @gvt: GVT device
 276  *
 277  * This function is called when user wants to create an idle virtual GPU.
 278  *
 279  * Returns:
 280  * pointer to intel_vgpu, error pointer if failed.
 281  */
 282 struct intel_vgpu *intel_gvt_create_idle_vgpu(struct intel_gvt *gvt)
 283 {
 284         struct intel_vgpu *vgpu;
 285         enum intel_engine_id i;
 286         int ret;
 287
 288         vgpu = vzalloc(sizeof(*vgpu));
 289         if (!vgpu)
 290                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 291
 292         vgpu->id = IDLE_VGPU_IDR;
 293         vgpu->gvt = gvt;
 294
 295         for (i = 0; i < I915_NUM_ENGINES; i++)
 296                 INIT_LIST_HEAD(&vgpu->workload_q_head[i]);
 297
 298         ret = intel_vgpu_init_sched_policy(vgpu);
 299         if (ret)
 300                 goto out_free_vgpu;
 301
 302         vgpu->active = false;
 303
 304         return vgpu;
 305
 306 out_free_vgpu:
 307         vfree(vgpu);
 308         return ERR_PTR(ret);
 309 }
 310
 311 /**
 312  * intel_gvt_destroy_vgpu - destroy an idle virtual GPU
 313  * @vgpu: virtual GPU
 314  *
 315  * This function is called when user wants to destroy an idle virtual GPU.
 316  *
 317  */
 318 void intel_gvt_destroy_idle_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 319 {
 320         intel_vgpu_clean_sched_policy(vgpu);
 321         vfree(vgpu);
 322 }
 323
 324 static struct intel_vgpu *__intel_gvt_create_vgpu(struct intel_gvt *gvt,
 325                 struct intel_vgpu_creation_params *param)
 326 {
 327         struct intel_vgpu *vgpu;
 328         int ret;
 329
 330         gvt_dbg_core("handle %llu low %llu MB high %llu MB fence %llu\n",
 331                         param->handle, param->low_gm_sz, param->high_gm_sz,
 332                         param->fence_sz);
 333
 334         vgpu = vzalloc(sizeof(*vgpu));
 335         if (!vgpu)
 336                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 337
 338         mutex_lock(&gvt->lock);
 339
 340         ret = idr_alloc(&gvt->vgpu_idr, vgpu, IDLE_VGPU_IDR + 1, GVT_MAX_VGPU,
 341                 GFP_KERNEL);
 342         if (ret < 0)
 343                 goto out_free_vgpu;
 344
 345         vgpu->id = ret;
 346         vgpu->handle = param->handle;
 347         vgpu->gvt = gvt;
 348         vgpu->sched_ctl.weight = param->weight;
 349         bitmap_zero(vgpu->tlb_handle_pending, I915_NUM_ENGINES);
 350
 351         intel_vgpu_init_cfg_space(vgpu, param->primary);
 352
 353         ret = intel_vgpu_init_mmio(vgpu);
 354         if (ret)
 355                 goto out_clean_idr;
 356
 357         ret = intel_vgpu_alloc_resource(vgpu, param);
 358         if (ret)
 359                 goto out_clean_vgpu_mmio;
 360
 361         populate_pvinfo_page(vgpu);
 362
 363         ret = intel_gvt_hypervisor_attach_vgpu(vgpu);
 364         if (ret)
 365                 goto out_clean_vgpu_resource;
 366
 367         ret = intel_vgpu_init_gtt(vgpu);
 368         if (ret)
 369                 goto out_detach_hypervisor_vgpu;
 370
 371         ret = intel_vgpu_init_display(vgpu, param->resolution);
 372         if (ret)
 373                 goto out_clean_gtt;
 374
 375         ret = intel_vgpu_init_execlist(vgpu);
 376         if (ret)
 377                 goto out_clean_display;
 378
 379         ret = intel_vgpu_init_gvt_context(vgpu);
 380         if (ret)
 381                 goto out_clean_execlist;
 382
 383         ret = intel_vgpu_init_sched_policy(vgpu);
 384         if (ret)
 385                 goto out_clean_shadow_ctx;
 386
 387         mutex_unlock(&gvt->lock);
 388
 389         return vgpu;
 390
 391 out_clean_shadow_ctx:
 392         intel_vgpu_clean_gvt_context(vgpu);
 393 out_clean_execlist:
 394         intel_vgpu_clean_execlist(vgpu);
 395 out_clean_display:
 396         intel_vgpu_clean_display(vgpu);
 397 out_clean_gtt:
 398         intel_vgpu_clean_gtt(vgpu);
 399 out_detach_hypervisor_vgpu:
 400         intel_gvt_hypervisor_detach_vgpu(vgpu);
 401 out_clean_vgpu_resource:
 402         intel_vgpu_free_resource(vgpu);
 403 out_clean_vgpu_mmio:
 404         intel_vgpu_clean_mmio(vgpu);
 405 out_clean_idr:
 406         idr_remove(&gvt->vgpu_idr, vgpu->id);
 407 out_free_vgpu:
 408         vfree(vgpu);
 409         mutex_unlock(&gvt->lock);
 410         return ERR_PTR(ret);
 411 }
 412
 413 /**
 414  * intel_gvt_create_vgpu - create a virtual GPU
 415  * @gvt: GVT device
 416  * @type: type of the vGPU to create
 417  *
 418  * This function is called when user wants to create a virtual GPU.
 419  *
 420  * Returns:
 421  * pointer to intel_vgpu, error pointer if failed.
 422  */
 423 struct intel_vgpu *intel_gvt_create_vgpu(struct intel_gvt *gvt,
 424                                 struct intel_vgpu_type *type)
 425 {
 426         struct intel_vgpu_creation_params param;
 427         struct intel_vgpu *vgpu;
 428
 429         param.handle = 0;
 430         param.primary = 1;
 431         param.low_gm_sz = type->low_gm_size;
 432         param.high_gm_sz = type->high_gm_size;
 433         param.fence_sz = type->fence;
 434         param.weight = type->weight;
 435         param.resolution = type->resolution;
 436
 437         /* XXX current param based on MB */
 438         param.low_gm_sz = BYTES_TO_MB(param.low_gm_sz);
 439         param.high_gm_sz = BYTES_TO_MB(param.high_gm_sz);
 440
 441         vgpu = __intel_gvt_create_vgpu(gvt, &param);
 442         if (IS_ERR(vgpu))
 443                 return vgpu;
 444
 445         /* calculate left instance change for types */
 446         intel_gvt_update_vgpu_types(gvt);
 447
 448         return vgpu;
 449 }
 450
 451 /**
 452  * intel_gvt_reset_vgpu_locked - reset a virtual GPU by DMLR or GT reset
 453  * @vgpu: virtual GPU
 454  * @dmlr: vGPU Device Model Level Reset or GT Reset
 455  * @engine_mask: engines to reset for GT reset
 456  *
 457  * This function is called when user wants to reset a virtual GPU through
 458  * device model reset or GT reset. The caller should hold the gvt lock.
 459  *
 460  * vGPU Device Model Level Reset (DMLR) simulates the PCI level reset to reset
 461  * the whole vGPU to default state as when it is created. This vGPU function
 462  * is required both for functionary and security concerns.The ultimate goal
 463  * of vGPU FLR is that reuse a vGPU instance by virtual machines. When we
 464  * assign a vGPU to a virtual machine we must isse such reset first.
 465  *
 466  * Full GT Reset and Per-Engine GT Reset are soft reset flow for GPU engines
 467  * (Render, Blitter, Video, Video Enhancement). It is defined by GPU Spec.
 468  * Unlike the FLR, GT reset only reset particular resource of a vGPU per
 469  * the reset request. Guest driver can issue a GT reset by programming the
 470  * virtual GDRST register to reset specific virtual GPU engine or all
 471  * engines.
 472  *
 473  * The parameter dev_level is to identify if we will do DMLR or GT reset.
 474  * The parameter engine_mask is to specific the engines that need to be
 475  * resetted. If value ALL_ENGINES is given for engine_mask, it means
 476  * the caller requests a full GT reset that we will reset all virtual
 477  * GPU engines. For FLR, engine_mask is ignored.
 478  */
 479 void intel_gvt_reset_vgpu_locked(struct intel_vgpu *vgpu, bool dmlr,
 480                                  unsigned int engine_mask)
 481 {
 482         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 483         struct intel_gvt_workload_scheduler *scheduler = &gvt->scheduler;
 484         unsigned int resetting_eng = dmlr ? ALL_ENGINES : engine_mask;
 485
 486         gvt_dbg_core("------------------------------------------\n");
 487         gvt_dbg_core("resseting vgpu%d, dmlr %d, engine_mask %08x\n",
 488                      vgpu->id, dmlr, engine_mask);
 489
 490         vgpu->resetting_eng = resetting_eng;
 491
 492         intel_vgpu_stop_schedule(vgpu);
 493         /*
 494          * The current_vgpu will set to NULL after stopping the
 495          * scheduler when the reset is triggered by current vgpu.
 496          */
 497         if (scheduler->current_vgpu == NULL) {
 498                 mutex_unlock(&gvt->lock);
 499                 intel_gvt_wait_vgpu_idle(vgpu);
 500                 mutex_lock(&gvt->lock);
 501         }
 502
 503         intel_vgpu_reset_execlist(vgpu, resetting_eng);
 504
 505         /* full GPU reset or device model level reset */
 506         if (engine_mask == ALL_ENGINES || dmlr) {
 507
 508                 /*fence will not be reset during virtual reset */
 509                 if (dmlr) {
 510                         intel_vgpu_reset_gtt(vgpu);
 511                         intel_vgpu_reset_resource(vgpu);
 512                 }
 513
 514                 intel_vgpu_reset_mmio(vgpu, dmlr);
 515                 populate_pvinfo_page(vgpu);
 516                 intel_vgpu_reset_display(vgpu);
 517
 518                 if (dmlr) {
 519                         intel_vgpu_reset_cfg_space(vgpu);
 520                         /* only reset the failsafe mode when dmlr reset */
 521                         vgpu->failsafe = false;
 522                         vgpu->pv_notified = false;
 523                 }
 524         }
 525
 526         vgpu->resetting_eng = 0;
 527         gvt_dbg_core("reset vgpu%d done\n", vgpu->id);
 528         gvt_dbg_core("------------------------------------------\n");
 529 }
 530
 531 /**
 532  * intel_gvt_reset_vgpu - reset a virtual GPU (Function Level)
 533  * @vgpu: virtual GPU
 534  *
 535  * This function is called when user wants to reset a virtual GPU.
 536  *
 537  */
 538 void intel_gvt_reset_vgpu(struct intel_vgpu *vgpu)
 539 {
 540         mutex_lock(&vgpu->gvt->lock);
 541         intel_gvt_reset_vgpu_locked(vgpu, true, 0);
 542         mutex_unlock(&vgpu->gvt->lock);
 543 }