Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/fsl', 'asoc/topic/hdmi', 'asoc/topic/hisi...
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / i915 / intel_lrc.c
1 /*
2  * Copyright © 2014 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Ben Widawsky <ben@bwidawsk.net>
25  *    Michel Thierry <michel.thierry@intel.com>
26  *    Thomas Daniel <thomas.daniel@intel.com>
27  *    Oscar Mateo <oscar.mateo@intel.com>
28  *
29  */
30
31 /**
32  * DOC: Logical Rings, Logical Ring Contexts and Execlists
33  *
34  * Motivation:
35  * GEN8 brings an expansion of the HW contexts: "Logical Ring Contexts".
36  * These expanded contexts enable a number of new abilities, especially
37  * "Execlists" (also implemented in this file).
38  *
39  * One of the main differences with the legacy HW contexts is that logical
40  * ring contexts incorporate many more things to the context's state, like
41  * PDPs or ringbuffer control registers:
42  *
43  * The reason why PDPs are included in the context is straightforward: as
44  * PPGTTs (per-process GTTs) are actually per-context, having the PDPs
45  * contained there mean you don't need to do a ppgtt->switch_mm yourself,
46  * instead, the GPU will do it for you on the context switch.
47  *
48  * But, what about the ringbuffer control registers (head, tail, etc..)?
49  * shouldn't we just need a set of those per engine command streamer? This is
50  * where the name "Logical Rings" starts to make sense: by virtualizing the
51  * rings, the engine cs shifts to a new "ring buffer" with every context
52  * switch. When you want to submit a workload to the GPU you: A) choose your
53  * context, B) find its appropriate virtualized ring, C) write commands to it
54  * and then, finally, D) tell the GPU to switch to that context.
55  *
56  * Instead of the legacy MI_SET_CONTEXT, the way you tell the GPU to switch
57  * to a contexts is via a context execution list, ergo "Execlists".
58  *
59  * LRC implementation:
60  * Regarding the creation of contexts, we have:
61  *
62  * - One global default context.
63  * - One local default context for each opened fd.
64  * - One local extra context for each context create ioctl call.
65  *
66  * Now that ringbuffers belong per-context (and not per-engine, like before)
67  * and that contexts are uniquely tied to a given engine (and not reusable,
68  * like before) we need:
69  *
70  * - One ringbuffer per-engine inside each context.
71  * - One backing object per-engine inside each context.
72  *
73  * The global default context starts its life with these new objects fully
74  * allocated and populated. The local default context for each opened fd is
75  * more complex, because we don't know at creation time which engine is going
76  * to use them. To handle this, we have implemented a deferred creation of LR
77  * contexts:
78  *
79  * The local context starts its life as a hollow or blank holder, that only
80  * gets populated for a given engine once we receive an execbuffer. If later
81  * on we receive another execbuffer ioctl for the same context but a different
82  * engine, we allocate/populate a new ringbuffer and context backing object and
83  * so on.
84  *
85  * Finally, regarding local contexts created using the ioctl call: as they are
86  * only allowed with the render ring, we can allocate & populate them right
87  * away (no need to defer anything, at least for now).
88  *
89  * Execlists implementation:
90  * Execlists are the new method by which, on gen8+ hardware, workloads are
91  * submitted for execution (as opposed to the legacy, ringbuffer-based, method).
92  * This method works as follows:
93  *
94  * When a request is committed, its commands (the BB start and any leading or
95  * trailing commands, like the seqno breadcrumbs) are placed in the ringbuffer
96  * for the appropriate context. The tail pointer in the hardware context is not
97  * updated at this time, but instead, kept by the driver in the ringbuffer
98  * structure. A structure representing this request is added to a request queue
99  * for the appropriate engine: this structure contains a copy of the context's
100  * tail after the request was written to the ring buffer and a pointer to the
101  * context itself.
102  *
103  * If the engine's request queue was empty before the request was added, the
104  * queue is processed immediately. Otherwise the queue will be processed during
105  * a context switch interrupt. In any case, elements on the queue will get sent
106  * (in pairs) to the GPU's ExecLists Submit Port (ELSP, for short) with a
107  * globally unique 20-bits submission ID.
108  *
109  * When execution of a request completes, the GPU updates the context status
110  * buffer with a context complete event and generates a context switch interrupt.
111  * During the interrupt handling, the driver examines the events in the buffer:
112  * for each context complete event, if the announced ID matches that on the head
113  * of the request queue, then that request is retired and removed from the queue.
114  *
115  * After processing, if any requests were retired and the queue is not empty
116  * then a new execution list can be submitted. The two requests at the front of
117  * the queue are next to be submitted but since a context may not occur twice in
118  * an execution list, if subsequent requests have the same ID as the first then
119  * the two requests must be combined. This is done simply by discarding requests
120  * at the head of the queue until either only one requests is left (in which case
121  * we use a NULL second context) or the first two requests have unique IDs.
122  *
123  * By always executing the first two requests in the queue the driver ensures
124  * that the GPU is kept as busy as possible. In the case where a single context
125  * completes but a second context is still executing, the request for this second
126  * context will be at the head of the queue when we remove the first one. This
127  * request will then be resubmitted along with a new request for a different context,
128  * which will cause the hardware to continue executing the second request and queue
129  * the new request (the GPU detects the condition of a context getting preempted
130  * with the same context and optimizes the context switch flow by not doing
131  * preemption, but just sampling the new tail pointer).
132  *
133  */
134 #include <linux/interrupt.h>
135
136 #include <drm/drmP.h>
137 #include <drm/i915_drm.h>
138 #include "i915_drv.h"
139 #include "intel_mocs.h"
140
141 #define GEN9_LR_CONTEXT_RENDER_SIZE (22 * PAGE_SIZE)
142 #define GEN8_LR_CONTEXT_RENDER_SIZE (20 * PAGE_SIZE)
143 #define GEN8_LR_CONTEXT_OTHER_SIZE (2 * PAGE_SIZE)
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_ACTIVE_IDLE | \
161           GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED | \
162           GEN8_CTX_STATUS_ELEMENT_SWITCH)
163
164 #define CTX_LRI_HEADER_0                0x01
165 #define CTX_CONTEXT_CONTROL             0x02
166 #define CTX_RING_HEAD                   0x04
167 #define CTX_RING_TAIL                   0x06
168 #define CTX_RING_BUFFER_START           0x08
169 #define CTX_RING_BUFFER_CONTROL         0x0a
170 #define CTX_BB_HEAD_U                   0x0c
171 #define CTX_BB_HEAD_L                   0x0e
172 #define CTX_BB_STATE                    0x10
173 #define CTX_SECOND_BB_HEAD_U            0x12
174 #define CTX_SECOND_BB_HEAD_L            0x14
175 #define CTX_SECOND_BB_STATE             0x16
176 #define CTX_BB_PER_CTX_PTR              0x18
177 #define CTX_RCS_INDIRECT_CTX            0x1a
178 #define CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET     0x1c
179 #define CTX_LRI_HEADER_1                0x21
180 #define CTX_CTX_TIMESTAMP               0x22
181 #define CTX_PDP3_UDW                    0x24
182 #define CTX_PDP3_LDW                    0x26
183 #define CTX_PDP2_UDW                    0x28
184 #define CTX_PDP2_LDW                    0x2a
185 #define CTX_PDP1_UDW                    0x2c
186 #define CTX_PDP1_LDW                    0x2e
187 #define CTX_PDP0_UDW                    0x30
188 #define CTX_PDP0_LDW                    0x32
189 #define CTX_LRI_HEADER_2                0x41
190 #define CTX_R_PWR_CLK_STATE             0x42
191 #define CTX_GPGPU_CSR_BASE_ADDRESS      0x44
192
193 #define CTX_REG(reg_state, pos, reg, val) do { \
194         (reg_state)[(pos)+0] = i915_mmio_reg_offset(reg); \
195         (reg_state)[(pos)+1] = (val); \
196 } while (0)
197
198 #define ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, n) do {                \
199         const u64 _addr = i915_page_dir_dma_addr((ppgtt), (n)); \
200         reg_state[CTX_PDP ## n ## _UDW+1] = upper_32_bits(_addr); \
201         reg_state[CTX_PDP ## n ## _LDW+1] = lower_32_bits(_addr); \
202 } while (0)
203
204 #define ASSIGN_CTX_PML4(ppgtt, reg_state) do { \
205         reg_state[CTX_PDP0_UDW + 1] = upper_32_bits(px_dma(&ppgtt->pml4)); \
206         reg_state[CTX_PDP0_LDW + 1] = lower_32_bits(px_dma(&ppgtt->pml4)); \
207 } while (0)
208
209 #define GEN8_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT        0x17
210 #define GEN9_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT        0x26
211
212 /* Typical size of the average request (2 pipecontrols and a MI_BB) */
213 #define EXECLISTS_REQUEST_SIZE 64 /* bytes */
214
215 #define WA_TAIL_DWORDS 2
216
217 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
218                                             struct intel_engine_cs *engine);
219 static void execlists_init_reg_state(u32 *reg_state,
220                                      struct i915_gem_context *ctx,
221                                      struct intel_engine_cs *engine,
222                                      struct intel_ring *ring);
223
224 /**
225  * intel_sanitize_enable_execlists() - sanitize i915.enable_execlists
226  * @dev_priv: i915 device private
227  * @enable_execlists: value of i915.enable_execlists module parameter.
228  *
229  * Only certain platforms support Execlists (the prerequisites being
230  * support for Logical Ring Contexts and Aliasing PPGTT or better).
231  *
232  * Return: 1 if Execlists is supported and has to be enabled.
233  */
234 int intel_sanitize_enable_execlists(struct drm_i915_private *dev_priv, int enable_execlists)
235 {
236         /* On platforms with execlist available, vGPU will only
237          * support execlist mode, no ring buffer mode.
238          */
239         if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(dev_priv) && intel_vgpu_active(dev_priv))
240                 return 1;
241
242         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 9)
243                 return 1;
244
245         if (enable_execlists == 0)
246                 return 0;
247
248         if (HAS_LOGICAL_RING_CONTEXTS(dev_priv) &&
249             USES_PPGTT(dev_priv) &&
250             i915.use_mmio_flip >= 0)
251                 return 1;
252
253         return 0;
254 }
255
256 /**
257  * intel_lr_context_descriptor_update() - calculate & cache the descriptor
258  *                                        descriptor for a pinned context
259  * @ctx: Context to work on
260  * @engine: Engine the descriptor will be used with
261  *
262  * The context descriptor encodes various attributes of a context,
263  * including its GTT address and some flags. Because it's fairly
264  * expensive to calculate, we'll just do it once and cache the result,
265  * which remains valid until the context is unpinned.
266  *
267  * This is what a descriptor looks like, from LSB to MSB::
268  *
269  *      bits  0-11:    flags, GEN8_CTX_* (cached in ctx->desc_template)
270  *      bits 12-31:    LRCA, GTT address of (the HWSP of) this context
271  *      bits 32-52:    ctx ID, a globally unique tag
272  *      bits 53-54:    mbz, reserved for use by hardware
273  *      bits 55-63:    group ID, currently unused and set to 0
274  */
275 static void
276 intel_lr_context_descriptor_update(struct i915_gem_context *ctx,
277                                    struct intel_engine_cs *engine)
278 {
279         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
280         u64 desc;
281
282         BUILD_BUG_ON(MAX_CONTEXT_HW_ID > (1<<GEN8_CTX_ID_WIDTH));
283
284         desc = ctx->desc_template;                              /* bits  0-11 */
285         desc |= i915_ggtt_offset(ce->state) + LRC_PPHWSP_PN * PAGE_SIZE;
286                                                                 /* bits 12-31 */
287         desc |= (u64)ctx->hw_id << GEN8_CTX_ID_SHIFT;           /* bits 32-52 */
288
289         ce->lrc_desc = desc;
290 }
291
292 uint64_t intel_lr_context_descriptor(struct i915_gem_context *ctx,
293                                      struct intel_engine_cs *engine)
294 {
295         return ctx->engine[engine->id].lrc_desc;
296 }
297
298 static inline void
299 execlists_context_status_change(struct drm_i915_gem_request *rq,
300                                 unsigned long status)
301 {
302         /*
303          * Only used when GVT-g is enabled now. When GVT-g is disabled,
304          * The compiler should eliminate this function as dead-code.
305          */
306         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT))
307                 return;
308
309         atomic_notifier_call_chain(&rq->engine->context_status_notifier,
310                                    status, rq);
311 }
312
313 static void
314 execlists_update_context_pdps(struct i915_hw_ppgtt *ppgtt, u32 *reg_state)
315 {
316         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 3);
317         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 2);
318         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 1);
319         ASSIGN_CTX_PDP(ppgtt, reg_state, 0);
320 }
321
322 static u64 execlists_update_context(struct drm_i915_gem_request *rq)
323 {
324         struct intel_context *ce = &rq->ctx->engine[rq->engine->id];
325         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt =
326                 rq->ctx->ppgtt ?: rq->i915->mm.aliasing_ppgtt;
327         u32 *reg_state = ce->lrc_reg_state;
328
329         reg_state[CTX_RING_TAIL+1] = intel_ring_set_tail(rq->ring, rq->tail);
330
331         /* True 32b PPGTT with dynamic page allocation: update PDP
332          * registers and point the unallocated PDPs to scratch page.
333          * PML4 is allocated during ppgtt init, so this is not needed
334          * in 48-bit mode.
335          */
336         if (ppgtt && !i915_vm_is_48bit(&ppgtt->base))
337                 execlists_update_context_pdps(ppgtt, reg_state);
338
339         return ce->lrc_desc;
340 }
341
342 static void execlists_submit_ports(struct intel_engine_cs *engine)
343 {
344         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
345         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
346         u32 __iomem *elsp =
347                 dev_priv->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_ELSP(engine));
348         u64 desc[2];
349
350         GEM_BUG_ON(port[0].count > 1);
351         if (!port[0].count)
352                 execlists_context_status_change(port[0].request,
353                                                 INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_IN);
354         desc[0] = execlists_update_context(port[0].request);
355         GEM_DEBUG_EXEC(port[0].context_id = upper_32_bits(desc[0]));
356         port[0].count++;
357
358         if (port[1].request) {
359                 GEM_BUG_ON(port[1].count);
360                 execlists_context_status_change(port[1].request,
361                                                 INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_IN);
362                 desc[1] = execlists_update_context(port[1].request);
363                 GEM_DEBUG_EXEC(port[1].context_id = upper_32_bits(desc[1]));
364                 port[1].count = 1;
365         } else {
366                 desc[1] = 0;
367         }
368         GEM_BUG_ON(desc[0] == desc[1]);
369
370         /* You must always write both descriptors in the order below. */
371         writel(upper_32_bits(desc[1]), elsp);
372         writel(lower_32_bits(desc[1]), elsp);
373
374         writel(upper_32_bits(desc[0]), elsp);
375         /* The context is automatically loaded after the following */
376         writel(lower_32_bits(desc[0]), elsp);
377 }
378
379 static bool ctx_single_port_submission(const struct i915_gem_context *ctx)
380 {
381         return (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_GVT) &&
382                 i915_gem_context_force_single_submission(ctx));
383 }
384
385 static bool can_merge_ctx(const struct i915_gem_context *prev,
386                           const struct i915_gem_context *next)
387 {
388         if (prev != next)
389                 return false;
390
391         if (ctx_single_port_submission(prev))
392                 return false;
393
394         return true;
395 }
396
397 static void execlists_dequeue(struct intel_engine_cs *engine)
398 {
399         struct drm_i915_gem_request *last;
400         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
401         struct rb_node *rb;
402         bool submit = false;
403
404         last = port->request;
405         if (last)
406                 /* WaIdleLiteRestore:bdw,skl
407                  * Apply the wa NOOPs to prevent ring:HEAD == req:TAIL
408                  * as we resubmit the request. See gen8_emit_breadcrumb()
409                  * for where we prepare the padding after the end of the
410                  * request.
411                  */
412                 last->tail = last->wa_tail;
413
414         GEM_BUG_ON(port[1].request);
415
416         /* Hardware submission is through 2 ports. Conceptually each port
417          * has a (RING_START, RING_HEAD, RING_TAIL) tuple. RING_START is
418          * static for a context, and unique to each, so we only execute
419          * requests belonging to a single context from each ring. RING_HEAD
420          * is maintained by the CS in the context image, it marks the place
421          * where it got up to last time, and through RING_TAIL we tell the CS
422          * where we want to execute up to this time.
423          *
424          * In this list the requests are in order of execution. Consecutive
425          * requests from the same context are adjacent in the ringbuffer. We
426          * can combine these requests into a single RING_TAIL update:
427          *
428          *              RING_HEAD...req1...req2
429          *                                    ^- RING_TAIL
430          * since to execute req2 the CS must first execute req1.
431          *
432          * Our goal then is to point each port to the end of a consecutive
433          * sequence of requests as being the most optimal (fewest wake ups
434          * and context switches) submission.
435          */
436
437         spin_lock_irq(&engine->timeline->lock);
438         rb = engine->execlist_first;
439         while (rb) {
440                 struct drm_i915_gem_request *cursor =
441                         rb_entry(rb, typeof(*cursor), priotree.node);
442
443                 /* Can we combine this request with the current port? It has to
444                  * be the same context/ringbuffer and not have any exceptions
445                  * (e.g. GVT saying never to combine contexts).
446                  *
447                  * If we can combine the requests, we can execute both by
448                  * updating the RING_TAIL to point to the end of the second
449                  * request, and so we never need to tell the hardware about
450                  * the first.
451                  */
452                 if (last && !can_merge_ctx(cursor->ctx, last->ctx)) {
453                         /* If we are on the second port and cannot combine
454                          * this request with the last, then we are done.
455                          */
456                         if (port != engine->execlist_port)
457                                 break;
458
459                         /* If GVT overrides us we only ever submit port[0],
460                          * leaving port[1] empty. Note that we also have
461                          * to be careful that we don't queue the same
462                          * context (even though a different request) to
463                          * the second port.
464                          */
465                         if (ctx_single_port_submission(last->ctx) ||
466                             ctx_single_port_submission(cursor->ctx))
467                                 break;
468
469                         GEM_BUG_ON(last->ctx == cursor->ctx);
470
471                         i915_gem_request_assign(&port->request, last);
472                         port++;
473                 }
474
475                 rb = rb_next(rb);
476                 rb_erase(&cursor->priotree.node, &engine->execlist_queue);
477                 RB_CLEAR_NODE(&cursor->priotree.node);
478                 cursor->priotree.priority = INT_MAX;
479
480                 __i915_gem_request_submit(cursor);
481                 trace_i915_gem_request_in(cursor, port - engine->execlist_port);
482                 last = cursor;
483                 submit = true;
484         }
485         if (submit) {
486                 i915_gem_request_assign(&port->request, last);
487                 engine->execlist_first = rb;
488         }
489         spin_unlock_irq(&engine->timeline->lock);
490
491         if (submit)
492                 execlists_submit_ports(engine);
493 }
494
495 static bool execlists_elsp_idle(struct intel_engine_cs *engine)
496 {
497         return !engine->execlist_port[0].request;
498 }
499
500 static bool execlists_elsp_ready(const struct intel_engine_cs *engine)
501 {
502         const struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
503
504         return port[0].count + port[1].count < 2;
505 }
506
507 /*
508  * Check the unread Context Status Buffers and manage the submission of new
509  * contexts to the ELSP accordingly.
510  */
511 static void intel_lrc_irq_handler(unsigned long data)
512 {
513         struct intel_engine_cs *engine = (struct intel_engine_cs *)data;
514         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
515         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
516
517         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, engine->fw_domains);
518
519         /* Prefer doing test_and_clear_bit() as a two stage operation to avoid
520          * imposing the cost of a locked atomic transaction when submitting a
521          * new request (outside of the context-switch interrupt).
522          */
523         while (test_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted)) {
524                 u32 __iomem *csb_mmio =
525                         dev_priv->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_CONTEXT_STATUS_PTR(engine));
526                 u32 __iomem *buf =
527                         dev_priv->regs + i915_mmio_reg_offset(RING_CONTEXT_STATUS_BUF_LO(engine, 0));
528                 unsigned int head, tail;
529
530                 /* The write will be ordered by the uncached read (itself
531                  * a memory barrier), so we do not need another in the form
532                  * of a locked instruction. The race between the interrupt
533                  * handler and the split test/clear is harmless as we order
534                  * our clear before the CSB read. If the interrupt arrived
535                  * first between the test and the clear, we read the updated
536                  * CSB and clear the bit. If the interrupt arrives as we read
537                  * the CSB or later (i.e. after we had cleared the bit) the bit
538                  * is set and we do a new loop.
539                  */
540                 __clear_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted);
541                 head = readl(csb_mmio);
542                 tail = GEN8_CSB_WRITE_PTR(head);
543                 head = GEN8_CSB_READ_PTR(head);
544                 while (head != tail) {
545                         unsigned int status;
546
547                         if (++head == GEN8_CSB_ENTRIES)
548                                 head = 0;
549
550                         /* We are flying near dragons again.
551                          *
552                          * We hold a reference to the request in execlist_port[]
553                          * but no more than that. We are operating in softirq
554                          * context and so cannot hold any mutex or sleep. That
555                          * prevents us stopping the requests we are processing
556                          * in port[] from being retired simultaneously (the
557                          * breadcrumb will be complete before we see the
558                          * context-switch). As we only hold the reference to the
559                          * request, any pointer chasing underneath the request
560                          * is subject to a potential use-after-free. Thus we
561                          * store all of the bookkeeping within port[] as
562                          * required, and avoid using unguarded pointers beneath
563                          * request itself. The same applies to the atomic
564                          * status notifier.
565                          */
566
567                         status = readl(buf + 2 * head);
568                         if (!(status & GEN8_CTX_STATUS_COMPLETED_MASK))
569                                 continue;
570
571                         /* Check the context/desc id for this event matches */
572                         GEM_DEBUG_BUG_ON(readl(buf + 2 * head + 1) !=
573                                          port[0].context_id);
574
575                         GEM_BUG_ON(port[0].count == 0);
576                         if (--port[0].count == 0) {
577                                 GEM_BUG_ON(status & GEN8_CTX_STATUS_PREEMPTED);
578                                 GEM_BUG_ON(!i915_gem_request_completed(port[0].request));
579                                 execlists_context_status_change(port[0].request,
580                                                                 INTEL_CONTEXT_SCHEDULE_OUT);
581
582                                 trace_i915_gem_request_out(port[0].request);
583                                 i915_gem_request_put(port[0].request);
584                                 port[0] = port[1];
585                                 memset(&port[1], 0, sizeof(port[1]));
586                         }
587
588                         GEM_BUG_ON(port[0].count == 0 &&
589                                    !(status & GEN8_CTX_STATUS_ACTIVE_IDLE));
590                 }
591
592                 writel(_MASKED_FIELD(GEN8_CSB_READ_PTR_MASK, head << 8),
593                        csb_mmio);
594         }
595
596         if (execlists_elsp_ready(engine))
597                 execlists_dequeue(engine);
598
599         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, engine->fw_domains);
600 }
601
602 static bool insert_request(struct i915_priotree *pt, struct rb_root *root)
603 {
604         struct rb_node **p, *rb;
605         bool first = true;
606
607         /* most positive priority is scheduled first, equal priorities fifo */
608         rb = NULL;
609         p = &root->rb_node;
610         while (*p) {
611                 struct i915_priotree *pos;
612
613                 rb = *p;
614                 pos = rb_entry(rb, typeof(*pos), node);
615                 if (pt->priority > pos->priority) {
616                         p = &rb->rb_left;
617                 } else {
618                         p = &rb->rb_right;
619                         first = false;
620                 }
621         }
622         rb_link_node(&pt->node, rb, p);
623         rb_insert_color(&pt->node, root);
624
625         return first;
626 }
627
628 static void execlists_submit_request(struct drm_i915_gem_request *request)
629 {
630         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
631         unsigned long flags;
632
633         /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
634         spin_lock_irqsave(&engine->timeline->lock, flags);
635
636         if (insert_request(&request->priotree, &engine->execlist_queue)) {
637                 engine->execlist_first = &request->priotree.node;
638                 if (execlists_elsp_ready(engine))
639                         tasklet_hi_schedule(&engine->irq_tasklet);
640         }
641
642         spin_unlock_irqrestore(&engine->timeline->lock, flags);
643 }
644
645 static struct intel_engine_cs *
646 pt_lock_engine(struct i915_priotree *pt, struct intel_engine_cs *locked)
647 {
648         struct intel_engine_cs *engine =
649                 container_of(pt, struct drm_i915_gem_request, priotree)->engine;
650
651         GEM_BUG_ON(!locked);
652
653         if (engine != locked) {
654                 spin_unlock(&locked->timeline->lock);
655                 spin_lock(&engine->timeline->lock);
656         }
657
658         return engine;
659 }
660
661 static void execlists_schedule(struct drm_i915_gem_request *request, int prio)
662 {
663         struct intel_engine_cs *engine;
664         struct i915_dependency *dep, *p;
665         struct i915_dependency stack;
666         LIST_HEAD(dfs);
667
668         if (prio <= READ_ONCE(request->priotree.priority))
669                 return;
670
671         /* Need BKL in order to use the temporary link inside i915_dependency */
672         lockdep_assert_held(&request->i915->drm.struct_mutex);
673
674         stack.signaler = &request->priotree;
675         list_add(&stack.dfs_link, &dfs);
676
677         /* Recursively bump all dependent priorities to match the new request.
678          *
679          * A naive approach would be to use recursion:
680          * static void update_priorities(struct i915_priotree *pt, prio) {
681          *      list_for_each_entry(dep, &pt->signalers_list, signal_link)
682          *              update_priorities(dep->signal, prio)
683          *      insert_request(pt);
684          * }
685          * but that may have unlimited recursion depth and so runs a very
686          * real risk of overunning the kernel stack. Instead, we build
687          * a flat list of all dependencies starting with the current request.
688          * As we walk the list of dependencies, we add all of its dependencies
689          * to the end of the list (this may include an already visited
690          * request) and continue to walk onwards onto the new dependencies. The
691          * end result is a topological list of requests in reverse order, the
692          * last element in the list is the request we must execute first.
693          */
694         list_for_each_entry_safe(dep, p, &dfs, dfs_link) {
695                 struct i915_priotree *pt = dep->signaler;
696
697                 /* Within an engine, there can be no cycle, but we may
698                  * refer to the same dependency chain multiple times
699                  * (redundant dependencies are not eliminated) and across
700                  * engines.
701                  */
702                 list_for_each_entry(p, &pt->signalers_list, signal_link) {
703                         GEM_BUG_ON(p->signaler->priority < pt->priority);
704                         if (prio > READ_ONCE(p->signaler->priority))
705                                 list_move_tail(&p->dfs_link, &dfs);
706                 }
707
708                 list_safe_reset_next(dep, p, dfs_link);
709         }
710
711         engine = request->engine;
712         spin_lock_irq(&engine->timeline->lock);
713
714         /* Fifo and depth-first replacement ensure our deps execute before us */
715         list_for_each_entry_safe_reverse(dep, p, &dfs, dfs_link) {
716                 struct i915_priotree *pt = dep->signaler;
717
718                 INIT_LIST_HEAD(&dep->dfs_link);
719
720                 engine = pt_lock_engine(pt, engine);
721
722                 if (prio <= pt->priority)
723                         continue;
724
725                 pt->priority = prio;
726                 if (!RB_EMPTY_NODE(&pt->node)) {
727                         rb_erase(&pt->node, &engine->execlist_queue);
728                         if (insert_request(pt, &engine->execlist_queue))
729                                 engine->execlist_first = &pt->node;
730                 }
731         }
732
733         spin_unlock_irq(&engine->timeline->lock);
734
735         /* XXX Do we need to preempt to make room for us and our deps? */
736 }
737
738 static int execlists_context_pin(struct intel_engine_cs *engine,
739                                  struct i915_gem_context *ctx)
740 {
741         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
742         unsigned int flags;
743         void *vaddr;
744         int ret;
745
746         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
747
748         if (ce->pin_count++)
749                 return 0;
750         GEM_BUG_ON(!ce->pin_count); /* no overflow please! */
751
752         if (!ce->state) {
753                 ret = execlists_context_deferred_alloc(ctx, engine);
754                 if (ret)
755                         goto err;
756         }
757         GEM_BUG_ON(!ce->state);
758
759         flags = PIN_GLOBAL | PIN_HIGH;
760         if (ctx->ggtt_offset_bias)
761                 flags |= PIN_OFFSET_BIAS | ctx->ggtt_offset_bias;
762
763         ret = i915_vma_pin(ce->state, 0, GEN8_LR_CONTEXT_ALIGN, flags);
764         if (ret)
765                 goto err;
766
767         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj, I915_MAP_WB);
768         if (IS_ERR(vaddr)) {
769                 ret = PTR_ERR(vaddr);
770                 goto unpin_vma;
771         }
772
773         ret = intel_ring_pin(ce->ring, ctx->ggtt_offset_bias);
774         if (ret)
775                 goto unpin_map;
776
777         intel_lr_context_descriptor_update(ctx, engine);
778
779         ce->lrc_reg_state = vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
780         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] =
781                 i915_ggtt_offset(ce->ring->vma);
782
783         ce->state->obj->mm.dirty = true;
784
785         i915_gem_context_get(ctx);
786         return 0;
787
788 unpin_map:
789         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
790 unpin_vma:
791         __i915_vma_unpin(ce->state);
792 err:
793         ce->pin_count = 0;
794         return ret;
795 }
796
797 static void execlists_context_unpin(struct intel_engine_cs *engine,
798                                     struct i915_gem_context *ctx)
799 {
800         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
801
802         lockdep_assert_held(&ctx->i915->drm.struct_mutex);
803         GEM_BUG_ON(ce->pin_count == 0);
804
805         if (--ce->pin_count)
806                 return;
807
808         intel_ring_unpin(ce->ring);
809
810         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
811         i915_vma_unpin(ce->state);
812
813         i915_gem_context_put(ctx);
814 }
815
816 static int execlists_request_alloc(struct drm_i915_gem_request *request)
817 {
818         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
819         struct intel_context *ce = &request->ctx->engine[engine->id];
820         u32 *cs;
821         int ret;
822
823         GEM_BUG_ON(!ce->pin_count);
824
825         /* Flush enough space to reduce the likelihood of waiting after
826          * we start building the request - in which case we will just
827          * have to repeat work.
828          */
829         request->reserved_space += EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
830
831         GEM_BUG_ON(!ce->ring);
832         request->ring = ce->ring;
833
834         if (i915.enable_guc_submission) {
835                 /*
836                  * Check that the GuC has space for the request before
837                  * going any further, as the i915_add_request() call
838                  * later on mustn't fail ...
839                  */
840                 ret = i915_guc_wq_reserve(request);
841                 if (ret)
842                         goto err;
843         }
844
845         cs = intel_ring_begin(request, 0);
846         if (IS_ERR(cs)) {
847                 ret = PTR_ERR(cs);
848                 goto err_unreserve;
849         }
850
851         if (!ce->initialised) {
852                 ret = engine->init_context(request);
853                 if (ret)
854                         goto err_unreserve;
855
856                 ce->initialised = true;
857         }
858
859         /* Note that after this point, we have committed to using
860          * this request as it is being used to both track the
861          * state of engine initialisation and liveness of the
862          * golden renderstate above. Think twice before you try
863          * to cancel/unwind this request now.
864          */
865
866         request->reserved_space -= EXECLISTS_REQUEST_SIZE;
867         return 0;
868
869 err_unreserve:
870         if (i915.enable_guc_submission)
871                 i915_guc_wq_unreserve(request);
872 err:
873         return ret;
874 }
875
876 /*
877  * In this WA we need to set GEN8_L3SQCREG4[21:21] and reset it after
878  * PIPE_CONTROL instruction. This is required for the flush to happen correctly
879  * but there is a slight complication as this is applied in WA batch where the
880  * values are only initialized once so we cannot take register value at the
881  * beginning and reuse it further; hence we save its value to memory, upload a
882  * constant value with bit21 set and then we restore it back with the saved value.
883  * To simplify the WA, a constant value is formed by using the default value
884  * of this register. This shouldn't be a problem because we are only modifying
885  * it for a short period and this batch in non-premptible. We can ofcourse
886  * use additional instructions that read the actual value of the register
887  * at that time and set our bit of interest but it makes the WA complicated.
888  *
889  * This WA is also required for Gen9 so extracting as a function avoids
890  * code duplication.
891  */
892 static u32 *
893 gen8_emit_flush_coherentl3_wa(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
894 {
895         *batch++ = MI_STORE_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
896         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
897         *batch++ = i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 256;
898         *batch++ = 0;
899
900         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
901         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
902         *batch++ = 0x40400000 | GEN8_LQSC_FLUSH_COHERENT_LINES;
903
904         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
905                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
906                                        PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
907                                        0);
908
909         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_MEM_GEN8 | MI_SRM_LRM_GLOBAL_GTT;
910         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_L3SQCREG4);
911         *batch++ = i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 256;
912         *batch++ = 0;
913
914         return batch;
915 }
916
917 /*
918  * Typically we only have one indirect_ctx and per_ctx batch buffer which are
919  * initialized at the beginning and shared across all contexts but this field
920  * helps us to have multiple batches at different offsets and select them based
921  * on a criteria. At the moment this batch always start at the beginning of the page
922  * and at this point we don't have multiple wa_ctx batch buffers.
923  *
924  * The number of WA applied are not known at the beginning; we use this field
925  * to return the no of DWORDS written.
926  *
927  * It is to be noted that this batch does not contain MI_BATCH_BUFFER_END
928  * so it adds NOOPs as padding to make it cacheline aligned.
929  * MI_BATCH_BUFFER_END will be added to perctx batch and both of them together
930  * makes a complete batch buffer.
931  */
932 static u32 *gen8_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
933 {
934         /* WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv */
935         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_DISABLE;
936
937         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:bdw */
938         if (IS_BROADWELL(engine->i915))
939                 batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
940
941         /* WaClearSlmSpaceAtContextSwitch:bdw,chv */
942         /* Actual scratch location is at 128 bytes offset */
943         batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
944                                        PIPE_CONTROL_FLUSH_L3 |
945                                        PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB |
946                                        PIPE_CONTROL_CS_STALL |
947                                        PIPE_CONTROL_QW_WRITE,
948                                        i915_ggtt_offset(engine->scratch) +
949                                        2 * CACHELINE_BYTES);
950
951         /* Pad to end of cacheline */
952         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
953                 *batch++ = MI_NOOP;
954
955         /*
956          * MI_BATCH_BUFFER_END is not required in Indirect ctx BB because
957          * execution depends on the length specified in terms of cache lines
958          * in the register CTX_RCS_INDIRECT_CTX
959          */
960
961         return batch;
962 }
963
964 /*
965  *  This batch is started immediately after indirect_ctx batch. Since we ensure
966  *  that indirect_ctx ends on a cacheline this batch is aligned automatically.
967  *
968  *  The number of DWORDS written are returned using this field.
969  *
970  *  This batch is terminated with MI_BATCH_BUFFER_END and so we need not add padding
971  *  to align it with cacheline as padding after MI_BATCH_BUFFER_END is redundant.
972  */
973 static u32 *gen8_init_perctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
974 {
975         /* WaDisableCtxRestoreArbitration:bdw,chv */
976         *batch++ = MI_ARB_ON_OFF | MI_ARB_ENABLE;
977         *batch++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
978
979         return batch;
980 }
981
982 static u32 *gen9_init_indirectctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
983 {
984         /* WaFlushCoherentL3CacheLinesAtContextSwitch:skl,bxt,glk */
985         batch = gen8_emit_flush_coherentl3_wa(engine, batch);
986
987         /* WaDisableGatherAtSetShaderCommonSlice:skl,bxt,kbl,glk */
988         *batch++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
989         *batch++ = i915_mmio_reg_offset(COMMON_SLICE_CHICKEN2);
990         *batch++ = _MASKED_BIT_DISABLE(
991                         GEN9_DISABLE_GATHER_AT_SET_SHADER_COMMON_SLICE);
992         *batch++ = MI_NOOP;
993
994         /* WaClearSlmSpaceAtContextSwitch:kbl */
995         /* Actual scratch location is at 128 bytes offset */
996         if (IS_KBL_REVID(engine->i915, 0, KBL_REVID_A0)) {
997                 batch = gen8_emit_pipe_control(batch,
998                                                PIPE_CONTROL_FLUSH_L3 |
999                                                PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB |
1000                                                PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1001                                                PIPE_CONTROL_QW_WRITE,
1002                                                i915_ggtt_offset(engine->scratch)
1003                                                + 2 * CACHELINE_BYTES);
1004         }
1005
1006         /* WaMediaPoolStateCmdInWABB:bxt,glk */
1007         if (HAS_POOLED_EU(engine->i915)) {
1008                 /*
1009                  * EU pool configuration is setup along with golden context
1010                  * during context initialization. This value depends on
1011                  * device type (2x6 or 3x6) and needs to be updated based
1012                  * on which subslice is disabled especially for 2x6
1013                  * devices, however it is safe to load default
1014                  * configuration of 3x6 device instead of masking off
1015                  * corresponding bits because HW ignores bits of a disabled
1016                  * subslice and drops down to appropriate config. Please
1017                  * see render_state_setup() in i915_gem_render_state.c for
1018                  * possible configurations, to avoid duplication they are
1019                  * not shown here again.
1020                  */
1021                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_STATE;
1022                 *batch++ = GEN9_MEDIA_POOL_ENABLE;
1023                 *batch++ = 0x00777000;
1024                 *batch++ = 0;
1025                 *batch++ = 0;
1026                 *batch++ = 0;
1027         }
1028
1029         /* Pad to end of cacheline */
1030         while ((unsigned long)batch % CACHELINE_BYTES)
1031                 *batch++ = MI_NOOP;
1032
1033         return batch;
1034 }
1035
1036 static u32 *gen9_init_perctx_bb(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch)
1037 {
1038         *batch++ = MI_BATCH_BUFFER_END;
1039
1040         return batch;
1041 }
1042
1043 #define CTX_WA_BB_OBJ_SIZE (PAGE_SIZE)
1044
1045 static int lrc_setup_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1046 {
1047         struct drm_i915_gem_object *obj;
1048         struct i915_vma *vma;
1049         int err;
1050
1051         obj = i915_gem_object_create(engine->i915, CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1052         if (IS_ERR(obj))
1053                 return PTR_ERR(obj);
1054
1055         vma = i915_vma_instance(obj, &engine->i915->ggtt.base, NULL);
1056         if (IS_ERR(vma)) {
1057                 err = PTR_ERR(vma);
1058                 goto err;
1059         }
1060
1061         err = i915_vma_pin(vma, 0, PAGE_SIZE, PIN_GLOBAL | PIN_HIGH);
1062         if (err)
1063                 goto err;
1064
1065         engine->wa_ctx.vma = vma;
1066         return 0;
1067
1068 err:
1069         i915_gem_object_put(obj);
1070         return err;
1071 }
1072
1073 static void lrc_destroy_wa_ctx(struct intel_engine_cs *engine)
1074 {
1075         i915_vma_unpin_and_release(&engine->wa_ctx.vma);
1076 }
1077
1078 typedef u32 *(*wa_bb_func_t)(struct intel_engine_cs *engine, u32 *batch);
1079
1080 static int intel_init_workaround_bb(struct intel_engine_cs *engine)
1081 {
1082         struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
1083         struct i915_wa_ctx_bb *wa_bb[2] = { &wa_ctx->indirect_ctx,
1084                                             &wa_ctx->per_ctx };
1085         wa_bb_func_t wa_bb_fn[2];
1086         struct page *page;
1087         void *batch, *batch_ptr;
1088         unsigned int i;
1089         int ret;
1090
1091         if (WARN_ON(engine->id != RCS || !engine->scratch))
1092                 return -EINVAL;
1093
1094         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
1095         case 9:
1096                 wa_bb_fn[0] = gen9_init_indirectctx_bb;
1097                 wa_bb_fn[1] = gen9_init_perctx_bb;
1098                 break;
1099         case 8:
1100                 wa_bb_fn[0] = gen8_init_indirectctx_bb;
1101                 wa_bb_fn[1] = gen8_init_perctx_bb;
1102                 break;
1103         default:
1104                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
1105                 return 0;
1106         }
1107
1108         ret = lrc_setup_wa_ctx(engine);
1109         if (ret) {
1110                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to setup context WA page: %d\n", ret);
1111                 return ret;
1112         }
1113
1114         page = i915_gem_object_get_dirty_page(wa_ctx->vma->obj, 0);
1115         batch = batch_ptr = kmap_atomic(page);
1116
1117         /*
1118          * Emit the two workaround batch buffers, recording the offset from the
1119          * start of the workaround batch buffer object for each and their
1120          * respective sizes.
1121          */
1122         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(wa_bb_fn); i++) {
1123                 wa_bb[i]->offset = batch_ptr - batch;
1124                 if (WARN_ON(!IS_ALIGNED(wa_bb[i]->offset, CACHELINE_BYTES))) {
1125                         ret = -EINVAL;
1126                         break;
1127                 }
1128                 batch_ptr = wa_bb_fn[i](engine, batch_ptr);
1129                 wa_bb[i]->size = batch_ptr - (batch + wa_bb[i]->offset);
1130         }
1131
1132         BUG_ON(batch_ptr - batch > CTX_WA_BB_OBJ_SIZE);
1133
1134         kunmap_atomic(batch);
1135         if (ret)
1136                 lrc_destroy_wa_ctx(engine);
1137
1138         return ret;
1139 }
1140
1141 static u32 port_seqno(struct execlist_port *port)
1142 {
1143         return port->request ? port->request->global_seqno : 0;
1144 }
1145
1146 static int gen8_init_common_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1147 {
1148         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1149         int ret;
1150
1151         ret = intel_mocs_init_engine(engine);
1152         if (ret)
1153                 return ret;
1154
1155         intel_engine_reset_breadcrumbs(engine);
1156         intel_engine_init_hangcheck(engine);
1157
1158         I915_WRITE(RING_HWSTAM(engine->mmio_base), 0xffffffff);
1159         I915_WRITE(RING_MODE_GEN7(engine),
1160                    _MASKED_BIT_ENABLE(GFX_RUN_LIST_ENABLE));
1161         I915_WRITE(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base),
1162                    engine->status_page.ggtt_offset);
1163         POSTING_READ(RING_HWS_PGA(engine->mmio_base));
1164
1165         DRM_DEBUG_DRIVER("Execlists enabled for %s\n", engine->name);
1166
1167         /* After a GPU reset, we may have requests to replay */
1168         clear_bit(ENGINE_IRQ_EXECLIST, &engine->irq_posted);
1169         if (!i915.enable_guc_submission && !execlists_elsp_idle(engine)) {
1170                 DRM_DEBUG_DRIVER("Restarting %s from requests [0x%x, 0x%x]\n",
1171                                  engine->name,
1172                                  port_seqno(&engine->execlist_port[0]),
1173                                  port_seqno(&engine->execlist_port[1]));
1174                 engine->execlist_port[0].count = 0;
1175                 engine->execlist_port[1].count = 0;
1176                 execlists_submit_ports(engine);
1177         }
1178
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 static int gen8_init_render_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1183 {
1184         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1185         int ret;
1186
1187         ret = gen8_init_common_ring(engine);
1188         if (ret)
1189                 return ret;
1190
1191         /* We need to disable the AsyncFlip performance optimisations in order
1192          * to use MI_WAIT_FOR_EVENT within the CS. It should already be
1193          * programmed to '1' on all products.
1194          *
1195          * WaDisableAsyncFlipPerfMode:snb,ivb,hsw,vlv,bdw,chv
1196          */
1197         I915_WRITE(MI_MODE, _MASKED_BIT_ENABLE(ASYNC_FLIP_PERF_DISABLE));
1198
1199         I915_WRITE(INSTPM, _MASKED_BIT_ENABLE(INSTPM_FORCE_ORDERING));
1200
1201         return init_workarounds_ring(engine);
1202 }
1203
1204 static int gen9_init_render_ring(struct intel_engine_cs *engine)
1205 {
1206         int ret;
1207
1208         ret = gen8_init_common_ring(engine);
1209         if (ret)
1210                 return ret;
1211
1212         return init_workarounds_ring(engine);
1213 }
1214
1215 static void reset_common_ring(struct intel_engine_cs *engine,
1216                               struct drm_i915_gem_request *request)
1217 {
1218         struct execlist_port *port = engine->execlist_port;
1219         struct intel_context *ce;
1220
1221         /* If the request was innocent, we leave the request in the ELSP
1222          * and will try to replay it on restarting. The context image may
1223          * have been corrupted by the reset, in which case we may have
1224          * to service a new GPU hang, but more likely we can continue on
1225          * without impact.
1226          *
1227          * If the request was guilty, we presume the context is corrupt
1228          * and have to at least restore the RING register in the context
1229          * image back to the expected values to skip over the guilty request.
1230          */
1231         if (!request || request->fence.error != -EIO)
1232                 return;
1233
1234         /* We want a simple context + ring to execute the breadcrumb update.
1235          * We cannot rely on the context being intact across the GPU hang,
1236          * so clear it and rebuild just what we need for the breadcrumb.
1237          * All pending requests for this context will be zapped, and any
1238          * future request will be after userspace has had the opportunity
1239          * to recreate its own state.
1240          */
1241         ce = &request->ctx->engine[engine->id];
1242         execlists_init_reg_state(ce->lrc_reg_state,
1243                                  request->ctx, engine, ce->ring);
1244
1245         /* Move the RING_HEAD onto the breadcrumb, past the hanging batch */
1246         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] =
1247                 i915_ggtt_offset(ce->ring->vma);
1248         ce->lrc_reg_state[CTX_RING_HEAD+1] = request->postfix;
1249
1250         request->ring->head = request->postfix;
1251         intel_ring_update_space(request->ring);
1252
1253         /* Catch up with any missed context-switch interrupts */
1254         if (request->ctx != port[0].request->ctx) {
1255                 i915_gem_request_put(port[0].request);
1256                 port[0] = port[1];
1257                 memset(&port[1], 0, sizeof(port[1]));
1258         }
1259
1260         GEM_BUG_ON(request->ctx != port[0].request->ctx);
1261
1262         /* Reset WaIdleLiteRestore:bdw,skl as well */
1263         request->tail =
1264                 intel_ring_wrap(request->ring,
1265                                 request->wa_tail - WA_TAIL_DWORDS*sizeof(u32));
1266         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1267 }
1268
1269 static int intel_logical_ring_emit_pdps(struct drm_i915_gem_request *req)
1270 {
1271         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt = req->ctx->ppgtt;
1272         struct intel_engine_cs *engine = req->engine;
1273         const int num_lri_cmds = GEN8_3LVL_PDPES * 2;
1274         u32 *cs;
1275         int i;
1276
1277         cs = intel_ring_begin(req, num_lri_cmds * 2 + 2);
1278         if (IS_ERR(cs))
1279                 return PTR_ERR(cs);
1280
1281         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(num_lri_cmds);
1282         for (i = GEN8_3LVL_PDPES - 1; i >= 0; i--) {
1283                 const dma_addr_t pd_daddr = i915_page_dir_dma_addr(ppgtt, i);
1284
1285                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_UDW(engine, i));
1286                 *cs++ = upper_32_bits(pd_daddr);
1287                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN8_RING_PDP_LDW(engine, i));
1288                 *cs++ = lower_32_bits(pd_daddr);
1289         }
1290
1291         *cs++ = MI_NOOP;
1292         intel_ring_advance(req, cs);
1293
1294         return 0;
1295 }
1296
1297 static int gen8_emit_bb_start(struct drm_i915_gem_request *req,
1298                               u64 offset, u32 len,
1299                               const unsigned int flags)
1300 {
1301         u32 *cs;
1302         int ret;
1303
1304         /* Don't rely in hw updating PDPs, specially in lite-restore.
1305          * Ideally, we should set Force PD Restore in ctx descriptor,
1306          * but we can't. Force Restore would be a second option, but
1307          * it is unsafe in case of lite-restore (because the ctx is
1308          * not idle). PML4 is allocated during ppgtt init so this is
1309          * not needed in 48-bit.*/
1310         if (req->ctx->ppgtt &&
1311             (intel_engine_flag(req->engine) & req->ctx->ppgtt->pd_dirty_rings) &&
1312             !i915_vm_is_48bit(&req->ctx->ppgtt->base) &&
1313             !intel_vgpu_active(req->i915)) {
1314                 ret = intel_logical_ring_emit_pdps(req);
1315                 if (ret)
1316                         return ret;
1317
1318                 req->ctx->ppgtt->pd_dirty_rings &= ~intel_engine_flag(req->engine);
1319         }
1320
1321         cs = intel_ring_begin(req, 4);
1322         if (IS_ERR(cs))
1323                 return PTR_ERR(cs);
1324
1325         /* FIXME(BDW): Address space and security selectors. */
1326         *cs++ = MI_BATCH_BUFFER_START_GEN8 |
1327                 (flags & I915_DISPATCH_SECURE ? 0 : BIT(8)) |
1328                 (flags & I915_DISPATCH_RS ? MI_BATCH_RESOURCE_STREAMER : 0);
1329         *cs++ = lower_32_bits(offset);
1330         *cs++ = upper_32_bits(offset);
1331         *cs++ = MI_NOOP;
1332         intel_ring_advance(req, cs);
1333
1334         return 0;
1335 }
1336
1337 static void gen8_logical_ring_enable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
1338 {
1339         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1340         I915_WRITE_IMR(engine,
1341                        ~(engine->irq_enable_mask | engine->irq_keep_mask));
1342         POSTING_READ_FW(RING_IMR(engine->mmio_base));
1343 }
1344
1345 static void gen8_logical_ring_disable_irq(struct intel_engine_cs *engine)
1346 {
1347         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1348         I915_WRITE_IMR(engine, ~engine->irq_keep_mask);
1349 }
1350
1351 static int gen8_emit_flush(struct drm_i915_gem_request *request, u32 mode)
1352 {
1353         u32 cmd, *cs;
1354
1355         cs = intel_ring_begin(request, 4);
1356         if (IS_ERR(cs))
1357                 return PTR_ERR(cs);
1358
1359         cmd = MI_FLUSH_DW + 1;
1360
1361         /* We always require a command barrier so that subsequent
1362          * commands, such as breadcrumb interrupts, are strictly ordered
1363          * wrt the contents of the write cache being flushed to memory
1364          * (and thus being coherent from the CPU).
1365          */
1366         cmd |= MI_FLUSH_DW_STORE_INDEX | MI_FLUSH_DW_OP_STOREDW;
1367
1368         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
1369                 cmd |= MI_INVALIDATE_TLB;
1370                 if (request->engine->id == VCS)
1371                         cmd |= MI_INVALIDATE_BSD;
1372         }
1373
1374         *cs++ = cmd;
1375         *cs++ = I915_GEM_HWS_SCRATCH_ADDR | MI_FLUSH_DW_USE_GTT;
1376         *cs++ = 0; /* upper addr */
1377         *cs++ = 0; /* value */
1378         intel_ring_advance(request, cs);
1379
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 static int gen8_emit_flush_render(struct drm_i915_gem_request *request,
1384                                   u32 mode)
1385 {
1386         struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
1387         u32 scratch_addr =
1388                 i915_ggtt_offset(engine->scratch) + 2 * CACHELINE_BYTES;
1389         bool vf_flush_wa = false, dc_flush_wa = false;
1390         u32 *cs, flags = 0;
1391         int len;
1392
1393         flags |= PIPE_CONTROL_CS_STALL;
1394
1395         if (mode & EMIT_FLUSH) {
1396                 flags |= PIPE_CONTROL_RENDER_TARGET_CACHE_FLUSH;
1397                 flags |= PIPE_CONTROL_DEPTH_CACHE_FLUSH;
1398                 flags |= PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE;
1399                 flags |= PIPE_CONTROL_FLUSH_ENABLE;
1400         }
1401
1402         if (mode & EMIT_INVALIDATE) {
1403                 flags |= PIPE_CONTROL_TLB_INVALIDATE;
1404                 flags |= PIPE_CONTROL_INSTRUCTION_CACHE_INVALIDATE;
1405                 flags |= PIPE_CONTROL_TEXTURE_CACHE_INVALIDATE;
1406                 flags |= PIPE_CONTROL_VF_CACHE_INVALIDATE;
1407                 flags |= PIPE_CONTROL_CONST_CACHE_INVALIDATE;
1408                 flags |= PIPE_CONTROL_STATE_CACHE_INVALIDATE;
1409                 flags |= PIPE_CONTROL_QW_WRITE;
1410                 flags |= PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB;
1411
1412                 /*
1413                  * On GEN9: before VF_CACHE_INVALIDATE we need to emit a NULL
1414                  * pipe control.
1415                  */
1416                 if (IS_GEN9(request->i915))
1417                         vf_flush_wa = true;
1418
1419                 /* WaForGAMHang:kbl */
1420                 if (IS_KBL_REVID(request->i915, 0, KBL_REVID_B0))
1421                         dc_flush_wa = true;
1422         }
1423
1424         len = 6;
1425
1426         if (vf_flush_wa)
1427                 len += 6;
1428
1429         if (dc_flush_wa)
1430                 len += 12;
1431
1432         cs = intel_ring_begin(request, len);
1433         if (IS_ERR(cs))
1434                 return PTR_ERR(cs);
1435
1436         if (vf_flush_wa)
1437                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, 0, 0);
1438
1439         if (dc_flush_wa)
1440                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_DC_FLUSH_ENABLE,
1441                                             0);
1442
1443         cs = gen8_emit_pipe_control(cs, flags, scratch_addr);
1444
1445         if (dc_flush_wa)
1446                 cs = gen8_emit_pipe_control(cs, PIPE_CONTROL_CS_STALL, 0);
1447
1448         intel_ring_advance(request, cs);
1449
1450         return 0;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Reserve space for 2 NOOPs at the end of each request to be
1455  * used as a workaround for not being allowed to do lite
1456  * restore with HEAD==TAIL (WaIdleLiteRestore).
1457  */
1458 static void gen8_emit_wa_tail(struct drm_i915_gem_request *request, u32 *cs)
1459 {
1460         *cs++ = MI_NOOP;
1461         *cs++ = MI_NOOP;
1462         request->wa_tail = intel_ring_offset(request, cs);
1463 }
1464
1465 static void gen8_emit_breadcrumb(struct drm_i915_gem_request *request, u32 *cs)
1466 {
1467         /* w/a: bit 5 needs to be zero for MI_FLUSH_DW address. */
1468         BUILD_BUG_ON(I915_GEM_HWS_INDEX_ADDR & (1 << 5));
1469
1470         *cs++ = (MI_FLUSH_DW + 1) | MI_FLUSH_DW_OP_STOREDW;
1471         *cs++ = intel_hws_seqno_address(request->engine) | MI_FLUSH_DW_USE_GTT;
1472         *cs++ = 0;
1473         *cs++ = request->global_seqno;
1474         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
1475         *cs++ = MI_NOOP;
1476         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
1477         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1478
1479         gen8_emit_wa_tail(request, cs);
1480 }
1481
1482 static const int gen8_emit_breadcrumb_sz = 6 + WA_TAIL_DWORDS;
1483
1484 static void gen8_emit_breadcrumb_render(struct drm_i915_gem_request *request,
1485                                         u32 *cs)
1486 {
1487         /* We're using qword write, seqno should be aligned to 8 bytes. */
1488         BUILD_BUG_ON(I915_GEM_HWS_INDEX & 1);
1489
1490         /* w/a for post sync ops following a GPGPU operation we
1491          * need a prior CS_STALL, which is emitted by the flush
1492          * following the batch.
1493          */
1494         *cs++ = GFX_OP_PIPE_CONTROL(6);
1495         *cs++ = PIPE_CONTROL_GLOBAL_GTT_IVB | PIPE_CONTROL_CS_STALL |
1496                 PIPE_CONTROL_QW_WRITE;
1497         *cs++ = intel_hws_seqno_address(request->engine);
1498         *cs++ = 0;
1499         *cs++ = request->global_seqno;
1500         /* We're thrashing one dword of HWS. */
1501         *cs++ = 0;
1502         *cs++ = MI_USER_INTERRUPT;
1503         *cs++ = MI_NOOP;
1504         request->tail = intel_ring_offset(request, cs);
1505         assert_ring_tail_valid(request->ring, request->tail);
1506
1507         gen8_emit_wa_tail(request, cs);
1508 }
1509
1510 static const int gen8_emit_breadcrumb_render_sz = 8 + WA_TAIL_DWORDS;
1511
1512 static int gen8_init_rcs_context(struct drm_i915_gem_request *req)
1513 {
1514         int ret;
1515
1516         ret = intel_ring_workarounds_emit(req);
1517         if (ret)
1518                 return ret;
1519
1520         ret = intel_rcs_context_init_mocs(req);
1521         /*
1522          * Failing to program the MOCS is non-fatal.The system will not
1523          * run at peak performance. So generate an error and carry on.
1524          */
1525         if (ret)
1526                 DRM_ERROR("MOCS failed to program: expect performance issues.\n");
1527
1528         return i915_gem_render_state_emit(req);
1529 }
1530
1531 /**
1532  * intel_logical_ring_cleanup() - deallocate the Engine Command Streamer
1533  * @engine: Engine Command Streamer.
1534  */
1535 void intel_logical_ring_cleanup(struct intel_engine_cs *engine)
1536 {
1537         struct drm_i915_private *dev_priv;
1538
1539         /*
1540          * Tasklet cannot be active at this point due intel_mark_active/idle
1541          * so this is just for documentation.
1542          */
1543         if (WARN_ON(test_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &engine->irq_tasklet.state)))
1544                 tasklet_kill(&engine->irq_tasklet);
1545
1546         dev_priv = engine->i915;
1547
1548         if (engine->buffer) {
1549                 WARN_ON((I915_READ_MODE(engine) & MODE_IDLE) == 0);
1550         }
1551
1552         if (engine->cleanup)
1553                 engine->cleanup(engine);
1554
1555         if (engine->status_page.vma) {
1556                 i915_gem_object_unpin_map(engine->status_page.vma->obj);
1557                 engine->status_page.vma = NULL;
1558         }
1559
1560         intel_engine_cleanup_common(engine);
1561
1562         lrc_destroy_wa_ctx(engine);
1563         engine->i915 = NULL;
1564         dev_priv->engine[engine->id] = NULL;
1565         kfree(engine);
1566 }
1567
1568 static void execlists_set_default_submission(struct intel_engine_cs *engine)
1569 {
1570         engine->submit_request = execlists_submit_request;
1571         engine->schedule = execlists_schedule;
1572         engine->irq_tasklet.func = intel_lrc_irq_handler;
1573 }
1574
1575 static void
1576 logical_ring_default_vfuncs(struct intel_engine_cs *engine)
1577 {
1578         /* Default vfuncs which can be overriden by each engine. */
1579         engine->init_hw = gen8_init_common_ring;
1580         engine->reset_hw = reset_common_ring;
1581
1582         engine->context_pin = execlists_context_pin;
1583         engine->context_unpin = execlists_context_unpin;
1584
1585         engine->request_alloc = execlists_request_alloc;
1586
1587         engine->emit_flush = gen8_emit_flush;
1588         engine->emit_breadcrumb = gen8_emit_breadcrumb;
1589         engine->emit_breadcrumb_sz = gen8_emit_breadcrumb_sz;
1590
1591         engine->set_default_submission = execlists_set_default_submission;
1592
1593         engine->irq_enable = gen8_logical_ring_enable_irq;
1594         engine->irq_disable = gen8_logical_ring_disable_irq;
1595         engine->emit_bb_start = gen8_emit_bb_start;
1596 }
1597
1598 static inline void
1599 logical_ring_default_irqs(struct intel_engine_cs *engine)
1600 {
1601         unsigned shift = engine->irq_shift;
1602         engine->irq_enable_mask = GT_RENDER_USER_INTERRUPT << shift;
1603         engine->irq_keep_mask = GT_CONTEXT_SWITCH_INTERRUPT << shift;
1604 }
1605
1606 static int
1607 lrc_setup_hws(struct intel_engine_cs *engine, struct i915_vma *vma)
1608 {
1609         const int hws_offset = LRC_PPHWSP_PN * PAGE_SIZE;
1610         void *hws;
1611
1612         /* The HWSP is part of the default context object in LRC mode. */
1613         hws = i915_gem_object_pin_map(vma->obj, I915_MAP_WB);
1614         if (IS_ERR(hws))
1615                 return PTR_ERR(hws);
1616
1617         engine->status_page.page_addr = hws + hws_offset;
1618         engine->status_page.ggtt_offset = i915_ggtt_offset(vma) + hws_offset;
1619         engine->status_page.vma = vma;
1620
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static void
1625 logical_ring_setup(struct intel_engine_cs *engine)
1626 {
1627         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1628         enum forcewake_domains fw_domains;
1629
1630         intel_engine_setup_common(engine);
1631
1632         /* Intentionally left blank. */
1633         engine->buffer = NULL;
1634
1635         fw_domains = intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1636                                                     RING_ELSP(engine),
1637                                                     FW_REG_WRITE);
1638
1639         fw_domains |= intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1640                                                      RING_CONTEXT_STATUS_PTR(engine),
1641                                                      FW_REG_READ | FW_REG_WRITE);
1642
1643         fw_domains |= intel_uncore_forcewake_for_reg(dev_priv,
1644                                                      RING_CONTEXT_STATUS_BUF_BASE(engine),
1645                                                      FW_REG_READ);
1646
1647         engine->fw_domains = fw_domains;
1648
1649         tasklet_init(&engine->irq_tasklet,
1650                      intel_lrc_irq_handler, (unsigned long)engine);
1651
1652         logical_ring_default_vfuncs(engine);
1653         logical_ring_default_irqs(engine);
1654 }
1655
1656 static int
1657 logical_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1658 {
1659         struct i915_gem_context *dctx = engine->i915->kernel_context;
1660         int ret;
1661
1662         ret = intel_engine_init_common(engine);
1663         if (ret)
1664                 goto error;
1665
1666         /* And setup the hardware status page. */
1667         ret = lrc_setup_hws(engine, dctx->engine[engine->id].state);
1668         if (ret) {
1669                 DRM_ERROR("Failed to set up hws %s: %d\n", engine->name, ret);
1670                 goto error;
1671         }
1672
1673         return 0;
1674
1675 error:
1676         intel_logical_ring_cleanup(engine);
1677         return ret;
1678 }
1679
1680 int logical_render_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1681 {
1682         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1683         int ret;
1684
1685         logical_ring_setup(engine);
1686
1687         if (HAS_L3_DPF(dev_priv))
1688                 engine->irq_keep_mask |= GT_RENDER_L3_PARITY_ERROR_INTERRUPT;
1689
1690         /* Override some for render ring. */
1691         if (INTEL_GEN(dev_priv) >= 9)
1692                 engine->init_hw = gen9_init_render_ring;
1693         else
1694                 engine->init_hw = gen8_init_render_ring;
1695         engine->init_context = gen8_init_rcs_context;
1696         engine->emit_flush = gen8_emit_flush_render;
1697         engine->emit_breadcrumb = gen8_emit_breadcrumb_render;
1698         engine->emit_breadcrumb_sz = gen8_emit_breadcrumb_render_sz;
1699
1700         ret = intel_engine_create_scratch(engine, PAGE_SIZE);
1701         if (ret)
1702                 return ret;
1703
1704         ret = intel_init_workaround_bb(engine);
1705         if (ret) {
1706                 /*
1707                  * We continue even if we fail to initialize WA batch
1708                  * because we only expect rare glitches but nothing
1709                  * critical to prevent us from using GPU
1710                  */
1711                 DRM_ERROR("WA batch buffer initialization failed: %d\n",
1712                           ret);
1713         }
1714
1715         return logical_ring_init(engine);
1716 }
1717
1718 int logical_xcs_ring_init(struct intel_engine_cs *engine)
1719 {
1720         logical_ring_setup(engine);
1721
1722         return logical_ring_init(engine);
1723 }
1724
1725 static u32
1726 make_rpcs(struct drm_i915_private *dev_priv)
1727 {
1728         u32 rpcs = 0;
1729
1730         /*
1731          * No explicit RPCS request is needed to ensure full
1732          * slice/subslice/EU enablement prior to Gen9.
1733         */
1734         if (INTEL_GEN(dev_priv) < 9)
1735                 return 0;
1736
1737         /*
1738          * Starting in Gen9, render power gating can leave
1739          * slice/subslice/EU in a partially enabled state. We
1740          * must make an explicit request through RPCS for full
1741          * enablement.
1742         */
1743         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_slice_pg) {
1744                 rpcs |= GEN8_RPCS_S_CNT_ENABLE;
1745                 rpcs |= hweight8(INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.slice_mask) <<
1746                         GEN8_RPCS_S_CNT_SHIFT;
1747                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1748         }
1749
1750         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_subslice_pg) {
1751                 rpcs |= GEN8_RPCS_SS_CNT_ENABLE;
1752                 rpcs |= hweight8(INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.subslice_mask) <<
1753                         GEN8_RPCS_SS_CNT_SHIFT;
1754                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1755         }
1756
1757         if (INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.has_eu_pg) {
1758                 rpcs |= INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.eu_per_subslice <<
1759                         GEN8_RPCS_EU_MIN_SHIFT;
1760                 rpcs |= INTEL_INFO(dev_priv)->sseu.eu_per_subslice <<
1761                         GEN8_RPCS_EU_MAX_SHIFT;
1762                 rpcs |= GEN8_RPCS_ENABLE;
1763         }
1764
1765         return rpcs;
1766 }
1767
1768 static u32 intel_lr_indirect_ctx_offset(struct intel_engine_cs *engine)
1769 {
1770         u32 indirect_ctx_offset;
1771
1772         switch (INTEL_GEN(engine->i915)) {
1773         default:
1774                 MISSING_CASE(INTEL_GEN(engine->i915));
1775                 /* fall through */
1776         case 9:
1777                 indirect_ctx_offset =
1778                         GEN9_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
1779                 break;
1780         case 8:
1781                 indirect_ctx_offset =
1782                         GEN8_CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET_DEFAULT;
1783                 break;
1784         }
1785
1786         return indirect_ctx_offset;
1787 }
1788
1789 static void execlists_init_reg_state(u32 *regs,
1790                                      struct i915_gem_context *ctx,
1791                                      struct intel_engine_cs *engine,
1792                                      struct intel_ring *ring)
1793 {
1794         struct drm_i915_private *dev_priv = engine->i915;
1795         struct i915_hw_ppgtt *ppgtt = ctx->ppgtt ?: dev_priv->mm.aliasing_ppgtt;
1796         u32 base = engine->mmio_base;
1797         bool rcs = engine->id == RCS;
1798
1799         /* A context is actually a big batch buffer with several
1800          * MI_LOAD_REGISTER_IMM commands followed by (reg, value) pairs. The
1801          * values we are setting here are only for the first context restore:
1802          * on a subsequent save, the GPU will recreate this batchbuffer with new
1803          * values (including all the missing MI_LOAD_REGISTER_IMM commands that
1804          * we are not initializing here).
1805          */
1806         regs[CTX_LRI_HEADER_0] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(rcs ? 14 : 11) |
1807                                  MI_LRI_FORCE_POSTED;
1808
1809         CTX_REG(regs, CTX_CONTEXT_CONTROL, RING_CONTEXT_CONTROL(engine),
1810                 _MASKED_BIT_ENABLE(CTX_CTRL_INHIBIT_SYN_CTX_SWITCH |
1811                                    CTX_CTRL_ENGINE_CTX_RESTORE_INHIBIT |
1812                                    (HAS_RESOURCE_STREAMER(dev_priv) ?
1813                                    CTX_CTRL_RS_CTX_ENABLE : 0)));
1814         CTX_REG(regs, CTX_RING_HEAD, RING_HEAD(base), 0);
1815         CTX_REG(regs, CTX_RING_TAIL, RING_TAIL(base), 0);
1816         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_START, RING_START(base), 0);
1817         CTX_REG(regs, CTX_RING_BUFFER_CONTROL, RING_CTL(base),
1818                 RING_CTL_SIZE(ring->size) | RING_VALID);
1819         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_U, RING_BBADDR_UDW(base), 0);
1820         CTX_REG(regs, CTX_BB_HEAD_L, RING_BBADDR(base), 0);
1821         CTX_REG(regs, CTX_BB_STATE, RING_BBSTATE(base), RING_BB_PPGTT);
1822         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_U, RING_SBBADDR_UDW(base), 0);
1823         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_HEAD_L, RING_SBBADDR(base), 0);
1824         CTX_REG(regs, CTX_SECOND_BB_STATE, RING_SBBSTATE(base), 0);
1825         if (rcs) {
1826                 CTX_REG(regs, CTX_BB_PER_CTX_PTR, RING_BB_PER_CTX_PTR(base), 0);
1827                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX, RING_INDIRECT_CTX(base), 0);
1828                 CTX_REG(regs, CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET,
1829                         RING_INDIRECT_CTX_OFFSET(base), 0);
1830
1831                 if (engine->wa_ctx.vma) {
1832                         struct i915_ctx_workarounds *wa_ctx = &engine->wa_ctx;
1833                         u32 ggtt_offset = i915_ggtt_offset(wa_ctx->vma);
1834
1835                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX + 1] =
1836                                 (ggtt_offset + wa_ctx->indirect_ctx.offset) |
1837                                 (wa_ctx->indirect_ctx.size / CACHELINE_BYTES);
1838
1839                         regs[CTX_RCS_INDIRECT_CTX_OFFSET + 1] =
1840                                 intel_lr_indirect_ctx_offset(engine) << 6;
1841
1842                         regs[CTX_BB_PER_CTX_PTR + 1] =
1843                                 (ggtt_offset + wa_ctx->per_ctx.offset) | 0x01;
1844                 }
1845         }
1846
1847         regs[CTX_LRI_HEADER_1] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(9) | MI_LRI_FORCE_POSTED;
1848
1849         CTX_REG(regs, CTX_CTX_TIMESTAMP, RING_CTX_TIMESTAMP(base), 0);
1850         /* PDP values well be assigned later if needed */
1851         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 3), 0);
1852         CTX_REG(regs, CTX_PDP3_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 3), 0);
1853         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 2), 0);
1854         CTX_REG(regs, CTX_PDP2_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 2), 0);
1855         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 1), 0);
1856         CTX_REG(regs, CTX_PDP1_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 1), 0);
1857         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_UDW, GEN8_RING_PDP_UDW(engine, 0), 0);
1858         CTX_REG(regs, CTX_PDP0_LDW, GEN8_RING_PDP_LDW(engine, 0), 0);
1859
1860         if (ppgtt && i915_vm_is_48bit(&ppgtt->base)) {
1861                 /* 64b PPGTT (48bit canonical)
1862                  * PDP0_DESCRIPTOR contains the base address to PML4 and
1863                  * other PDP Descriptors are ignored.
1864                  */
1865                 ASSIGN_CTX_PML4(ppgtt, regs);
1866         }
1867
1868         if (rcs) {
1869                 regs[CTX_LRI_HEADER_2] = MI_LOAD_REGISTER_IMM(1);
1870                 CTX_REG(regs, CTX_R_PWR_CLK_STATE, GEN8_R_PWR_CLK_STATE,
1871                         make_rpcs(dev_priv));
1872         }
1873 }
1874
1875 static int
1876 populate_lr_context(struct i915_gem_context *ctx,
1877                     struct drm_i915_gem_object *ctx_obj,
1878                     struct intel_engine_cs *engine,
1879                     struct intel_ring *ring)
1880 {
1881         void *vaddr;
1882         int ret;
1883
1884         ret = i915_gem_object_set_to_cpu_domain(ctx_obj, true);
1885         if (ret) {
1886                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not set to CPU domain\n");
1887                 return ret;
1888         }
1889
1890         vaddr = i915_gem_object_pin_map(ctx_obj, I915_MAP_WB);
1891         if (IS_ERR(vaddr)) {
1892                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1893                 DRM_DEBUG_DRIVER("Could not map object pages! (%d)\n", ret);
1894                 return ret;
1895         }
1896         ctx_obj->mm.dirty = true;
1897
1898         /* The second page of the context object contains some fields which must
1899          * be set up prior to the first execution. */
1900
1901         execlists_init_reg_state(vaddr + LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE,
1902                                  ctx, engine, ring);
1903
1904         i915_gem_object_unpin_map(ctx_obj);
1905
1906         return 0;
1907 }
1908
1909 /**
1910  * intel_lr_context_size() - return the size of the context for an engine
1911  * @engine: which engine to find the context size for
1912  *
1913  * Each engine may require a different amount of space for a context image,
1914  * so when allocating (or copying) an image, this function can be used to
1915  * find the right size for the specific engine.
1916  *
1917  * Return: size (in bytes) of an engine-specific context image
1918  *
1919  * Note: this size includes the HWSP, which is part of the context image
1920  * in LRC mode, but does not include the "shared data page" used with
1921  * GuC submission. The caller should account for this if using the GuC.
1922  */
1923 uint32_t intel_lr_context_size(struct intel_engine_cs *engine)
1924 {
1925         int ret = 0;
1926
1927         WARN_ON(INTEL_GEN(engine->i915) < 8);
1928
1929         switch (engine->id) {
1930         case RCS:
1931                 if (INTEL_GEN(engine->i915) >= 9)
1932                         ret = GEN9_LR_CONTEXT_RENDER_SIZE;
1933                 else
1934                         ret = GEN8_LR_CONTEXT_RENDER_SIZE;
1935                 break;
1936         case VCS:
1937         case BCS:
1938         case VECS:
1939         case VCS2:
1940                 ret = GEN8_LR_CONTEXT_OTHER_SIZE;
1941                 break;
1942         }
1943
1944         return ret;
1945 }
1946
1947 static int execlists_context_deferred_alloc(struct i915_gem_context *ctx,
1948                                             struct intel_engine_cs *engine)
1949 {
1950         struct drm_i915_gem_object *ctx_obj;
1951         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
1952         struct i915_vma *vma;
1953         uint32_t context_size;
1954         struct intel_ring *ring;
1955         int ret;
1956
1957         WARN_ON(ce->state);
1958
1959         context_size = round_up(intel_lr_context_size(engine),
1960                                 I915_GTT_PAGE_SIZE);
1961
1962         /* One extra page as the sharing data between driver and GuC */
1963         context_size += PAGE_SIZE * LRC_PPHWSP_PN;
1964
1965         ctx_obj = i915_gem_object_create(ctx->i915, context_size);
1966         if (IS_ERR(ctx_obj)) {
1967                 DRM_DEBUG_DRIVER("Alloc LRC backing obj failed.\n");
1968                 return PTR_ERR(ctx_obj);
1969         }
1970
1971         vma = i915_vma_instance(ctx_obj, &ctx->i915->ggtt.base, NULL);
1972         if (IS_ERR(vma)) {
1973                 ret = PTR_ERR(vma);
1974                 goto error_deref_obj;
1975         }
1976
1977         ring = intel_engine_create_ring(engine, ctx->ring_size);
1978         if (IS_ERR(ring)) {
1979                 ret = PTR_ERR(ring);
1980                 goto error_deref_obj;
1981         }
1982
1983         ret = populate_lr_context(ctx, ctx_obj, engine, ring);
1984         if (ret) {
1985                 DRM_DEBUG_DRIVER("Failed to populate LRC: %d\n", ret);
1986                 goto error_ring_free;
1987         }
1988
1989         ce->ring = ring;
1990         ce->state = vma;
1991         ce->initialised |= engine->init_context == NULL;
1992
1993         return 0;
1994
1995 error_ring_free:
1996         intel_ring_free(ring);
1997 error_deref_obj:
1998         i915_gem_object_put(ctx_obj);
1999         return ret;
2000 }
2001
2002 void intel_lr_context_resume(struct drm_i915_private *dev_priv)
2003 {
2004         struct intel_engine_cs *engine;
2005         struct i915_gem_context *ctx;
2006         enum intel_engine_id id;
2007
2008         /* Because we emit WA_TAIL_DWORDS there may be a disparity
2009          * between our bookkeeping in ce->ring->head and ce->ring->tail and
2010          * that stored in context. As we only write new commands from
2011          * ce->ring->tail onwards, everything before that is junk. If the GPU
2012          * starts reading from its RING_HEAD from the context, it may try to
2013          * execute that junk and die.
2014          *
2015          * So to avoid that we reset the context images upon resume. For
2016          * simplicity, we just zero everything out.
2017          */
2018         list_for_each_entry(ctx, &dev_priv->context_list, link) {
2019                 for_each_engine(engine, dev_priv, id) {
2020                         struct intel_context *ce = &ctx->engine[engine->id];
2021                         u32 *reg;
2022
2023                         if (!ce->state)
2024                                 continue;
2025
2026                         reg = i915_gem_object_pin_map(ce->state->obj,
2027                                                       I915_MAP_WB);
2028                         if (WARN_ON(IS_ERR(reg)))
2029                                 continue;
2030
2031                         reg += LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE / sizeof(*reg);
2032                         reg[CTX_RING_HEAD+1] = 0;
2033                         reg[CTX_RING_TAIL+1] = 0;
2034
2035                         ce->state->obj->mm.dirty = true;
2036                         i915_gem_object_unpin_map(ce->state->obj);
2037
2038                         intel_ring_reset(ce->ring, 0);
2039                 }
2040         }
2041 }