Merge remote-tracking branch 'airlied/drm-next' into drm-intel-next
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_guc_submission.c
1 /*
2  * Copyright © 2014 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  */
24 #include <linux/firmware.h>
25 #include <linux/circ_buf.h>
26 #include "i915_drv.h"
27 #include "intel_guc.h"
28
29 /**
30  * DOC: GuC Client
31  *
32  * i915_guc_client:
33  * We use the term client to avoid confusion with contexts. A i915_guc_client is
34  * equivalent to GuC object guc_context_desc. This context descriptor is
35  * allocated from a pool of 1024 entries. Kernel driver will allocate doorbell
36  * and workqueue for it. Also the process descriptor (guc_process_desc), which
37  * is mapped to client space. So the client can write Work Item then ring the
38  * doorbell.
39  *
40  * To simplify the implementation, we allocate one gem object that contains all
41  * pages for doorbell, process descriptor and workqueue.
42  *
43  * The Scratch registers:
44  * There are 16 MMIO-based registers start from 0xC180. The kernel driver writes
45  * a value to the action register (SOFT_SCRATCH_0) along with any data. It then
46  * triggers an interrupt on the GuC via another register write (0xC4C8).
47  * Firmware writes a success/fail code back to the action register after
48  * processes the request. The kernel driver polls waiting for this update and
49  * then proceeds.
50  * See host2guc_action()
51  *
52  * Doorbells:
53  * Doorbells are interrupts to uKernel. A doorbell is a single cache line (QW)
54  * mapped into process space.
55  *
56  * Work Items:
57  * There are several types of work items that the host may place into a
58  * workqueue, each with its own requirements and limitations. Currently only
59  * WQ_TYPE_INORDER is needed to support legacy submission via GuC, which
60  * represents in-order queue. The kernel driver packs ring tail pointer and an
61  * ELSP context descriptor dword into Work Item.
62  * See guc_add_workqueue_item()
63  *
64  */
65
66 /*
67  * Read GuC command/status register (SOFT_SCRATCH_0)
68  * Return true if it contains a response rather than a command
69  */
70 static inline bool host2guc_action_response(struct drm_i915_private *dev_priv,
71                                             u32 *status)
72 {
73         u32 val = I915_READ(SOFT_SCRATCH(0));
74         *status = val;
75         return GUC2HOST_IS_RESPONSE(val);
76 }
77
78 static int host2guc_action(struct intel_guc *guc, u32 *data, u32 len)
79 {
80         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
81         u32 status;
82         int i;
83         int ret;
84
85         if (WARN_ON(len < 1 || len > 15))
86                 return -EINVAL;
87
88         intel_uncore_forcewake_get(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
89         spin_lock(&dev_priv->guc.host2guc_lock);
90
91         dev_priv->guc.action_count += 1;
92         dev_priv->guc.action_cmd = data[0];
93
94         for (i = 0; i < len; i++)
95                 I915_WRITE(SOFT_SCRATCH(i), data[i]);
96
97         POSTING_READ(SOFT_SCRATCH(i - 1));
98
99         I915_WRITE(HOST2GUC_INTERRUPT, HOST2GUC_TRIGGER);
100
101         /* No HOST2GUC command should take longer than 10ms */
102         ret = wait_for_atomic(host2guc_action_response(dev_priv, &status), 10);
103         if (status != GUC2HOST_STATUS_SUCCESS) {
104                 /*
105                  * Either the GuC explicitly returned an error (which
106                  * we convert to -EIO here) or no response at all was
107                  * received within the timeout limit (-ETIMEDOUT)
108                  */
109                 if (ret != -ETIMEDOUT)
110                         ret = -EIO;
111
112                 DRM_ERROR("GUC: host2guc action 0x%X failed. ret=%d "
113                                 "status=0x%08X response=0x%08X\n",
114                                 data[0], ret, status,
115                                 I915_READ(SOFT_SCRATCH(15)));
116
117                 dev_priv->guc.action_fail += 1;
118                 dev_priv->guc.action_err = ret;
119         }
120         dev_priv->guc.action_status = status;
121
122         spin_unlock(&dev_priv->guc.host2guc_lock);
123         intel_uncore_forcewake_put(dev_priv, FORCEWAKE_ALL);
124
125         return ret;
126 }
127
128 /*
129  * Tell the GuC to allocate or deallocate a specific doorbell
130  */
131
132 static int host2guc_allocate_doorbell(struct intel_guc *guc,
133                                       struct i915_guc_client *client)
134 {
135         u32 data[2];
136
137         data[0] = HOST2GUC_ACTION_ALLOCATE_DOORBELL;
138         data[1] = client->ctx_index;
139
140         return host2guc_action(guc, data, 2);
141 }
142
143 static int host2guc_release_doorbell(struct intel_guc *guc,
144                                      struct i915_guc_client *client)
145 {
146         u32 data[2];
147
148         data[0] = HOST2GUC_ACTION_DEALLOCATE_DOORBELL;
149         data[1] = client->ctx_index;
150
151         return host2guc_action(guc, data, 2);
152 }
153
154 static int host2guc_sample_forcewake(struct intel_guc *guc,
155                                      struct i915_guc_client *client)
156 {
157         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
158         u32 data[2];
159
160         data[0] = HOST2GUC_ACTION_SAMPLE_FORCEWAKE;
161         data[1] = (intel_enable_rc6(dev_priv->dev)) ? 1 : 0;
162
163         return host2guc_action(guc, data, 2);
164 }
165
166 /*
167  * Initialise, update, or clear doorbell data shared with the GuC
168  *
169  * These functions modify shared data and so need access to the mapped
170  * client object which contains the page being used for the doorbell
171  */
172
173 static void guc_init_doorbell(struct intel_guc *guc,
174                               struct i915_guc_client *client)
175 {
176         struct guc_doorbell_info *doorbell;
177         void *base;
178
179         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
180         doorbell = base + client->doorbell_offset;
181
182         doorbell->db_status = 1;
183         doorbell->cookie = 0;
184
185         kunmap_atomic(base);
186 }
187
188 static int guc_ring_doorbell(struct i915_guc_client *gc)
189 {
190         struct guc_process_desc *desc;
191         union guc_doorbell_qw db_cmp, db_exc, db_ret;
192         union guc_doorbell_qw *db;
193         void *base;
194         int attempt = 2, ret = -EAGAIN;
195
196         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, 0));
197         desc = base + gc->proc_desc_offset;
198
199         /* Update the tail so it is visible to GuC */
200         desc->tail = gc->wq_tail;
201
202         /* current cookie */
203         db_cmp.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
204         db_cmp.cookie = gc->cookie;
205
206         /* cookie to be updated */
207         db_exc.db_status = GUC_DOORBELL_ENABLED;
208         db_exc.cookie = gc->cookie + 1;
209         if (db_exc.cookie == 0)
210                 db_exc.cookie = 1;
211
212         /* pointer of current doorbell cacheline */
213         db = base + gc->doorbell_offset;
214
215         while (attempt--) {
216                 /* lets ring the doorbell */
217                 db_ret.value_qw = atomic64_cmpxchg((atomic64_t *)db,
218                         db_cmp.value_qw, db_exc.value_qw);
219
220                 /* if the exchange was successfully executed */
221                 if (db_ret.value_qw == db_cmp.value_qw) {
222                         /* db was successfully rung */
223                         gc->cookie = db_exc.cookie;
224                         ret = 0;
225                         break;
226                 }
227
228                 /* XXX: doorbell was lost and need to acquire it again */
229                 if (db_ret.db_status == GUC_DOORBELL_DISABLED)
230                         break;
231
232                 DRM_ERROR("Cookie mismatch. Expected %d, returned %d\n",
233                           db_cmp.cookie, db_ret.cookie);
234
235                 /* update the cookie to newly read cookie from GuC */
236                 db_cmp.cookie = db_ret.cookie;
237                 db_exc.cookie = db_ret.cookie + 1;
238                 if (db_exc.cookie == 0)
239                         db_exc.cookie = 1;
240         }
241
242         kunmap_atomic(base);
243         return ret;
244 }
245
246 static void guc_disable_doorbell(struct intel_guc *guc,
247                                  struct i915_guc_client *client)
248 {
249         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
250         struct guc_doorbell_info *doorbell;
251         void *base;
252         int drbreg = GEN8_DRBREGL(client->doorbell_id);
253         int value;
254
255         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
256         doorbell = base + client->doorbell_offset;
257
258         doorbell->db_status = 0;
259
260         kunmap_atomic(base);
261
262         I915_WRITE(drbreg, I915_READ(drbreg) & ~GEN8_DRB_VALID);
263
264         value = I915_READ(drbreg);
265         WARN_ON((value & GEN8_DRB_VALID) != 0);
266
267         I915_WRITE(GEN8_DRBREGU(client->doorbell_id), 0);
268         I915_WRITE(drbreg, 0);
269
270         /* XXX: wait for any interrupts */
271         /* XXX: wait for workqueue to drain */
272 }
273
274 /*
275  * Select, assign and relase doorbell cachelines
276  *
277  * These functions track which doorbell cachelines are in use.
278  * The data they manipulate is protected by the host2guc lock.
279  */
280
281 static uint32_t select_doorbell_cacheline(struct intel_guc *guc)
282 {
283         const uint32_t cacheline_size = cache_line_size();
284         uint32_t offset;
285
286         spin_lock(&guc->host2guc_lock);
287
288         /* Doorbell uses a single cache line within a page */
289         offset = offset_in_page(guc->db_cacheline);
290
291         /* Moving to next cache line to reduce contention */
292         guc->db_cacheline += cacheline_size;
293
294         spin_unlock(&guc->host2guc_lock);
295
296         DRM_DEBUG_DRIVER("selected doorbell cacheline 0x%x, next 0x%x, linesize %u\n",
297                         offset, guc->db_cacheline, cacheline_size);
298
299         return offset;
300 }
301
302 static uint16_t assign_doorbell(struct intel_guc *guc, uint32_t priority)
303 {
304         /*
305          * The bitmap is split into two halves; the first half is used for
306          * normal priority contexts, the second half for high-priority ones.
307          * Note that logically higher priorities are numerically less than
308          * normal ones, so the test below means "is it high-priority?"
309          */
310         const bool hi_pri = (priority <= GUC_CTX_PRIORITY_HIGH);
311         const uint16_t half = GUC_MAX_DOORBELLS / 2;
312         const uint16_t start = hi_pri ? half : 0;
313         const uint16_t end = start + half;
314         uint16_t id;
315
316         spin_lock(&guc->host2guc_lock);
317         id = find_next_zero_bit(guc->doorbell_bitmap, end, start);
318         if (id == end)
319                 id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
320         else
321                 bitmap_set(guc->doorbell_bitmap, id, 1);
322         spin_unlock(&guc->host2guc_lock);
323
324         DRM_DEBUG_DRIVER("assigned %s priority doorbell id 0x%x\n",
325                         hi_pri ? "high" : "normal", id);
326
327         return id;
328 }
329
330 static void release_doorbell(struct intel_guc *guc, uint16_t id)
331 {
332         spin_lock(&guc->host2guc_lock);
333         bitmap_clear(guc->doorbell_bitmap, id, 1);
334         spin_unlock(&guc->host2guc_lock);
335 }
336
337 /*
338  * Initialise the process descriptor shared with the GuC firmware.
339  */
340 static void guc_init_proc_desc(struct intel_guc *guc,
341                                struct i915_guc_client *client)
342 {
343         struct guc_process_desc *desc;
344         void *base;
345
346         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(client->client_obj, 0));
347         desc = base + client->proc_desc_offset;
348
349         memset(desc, 0, sizeof(*desc));
350
351         /*
352          * XXX: pDoorbell and WQVBaseAddress are pointers in process address
353          * space for ring3 clients (set them as in mmap_ioctl) or kernel
354          * space for kernel clients (map on demand instead? May make debug
355          * easier to have it mapped).
356          */
357         desc->wq_base_addr = 0;
358         desc->db_base_addr = 0;
359
360         desc->context_id = client->ctx_index;
361         desc->wq_size_bytes = client->wq_size;
362         desc->wq_status = WQ_STATUS_ACTIVE;
363         desc->priority = client->priority;
364
365         kunmap_atomic(base);
366 }
367
368 /*
369  * Initialise/clear the context descriptor shared with the GuC firmware.
370  *
371  * This descriptor tells the GuC where (in GGTT space) to find the important
372  * data structures relating to this client (doorbell, process descriptor,
373  * write queue, etc).
374  */
375
376 static void guc_init_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
377                               struct i915_guc_client *client)
378 {
379         struct intel_context *ctx = client->owner;
380         struct guc_context_desc desc;
381         struct sg_table *sg;
382         int i;
383
384         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
385
386         desc.attribute = GUC_CTX_DESC_ATTR_ACTIVE | GUC_CTX_DESC_ATTR_KERNEL;
387         desc.context_id = client->ctx_index;
388         desc.priority = client->priority;
389         desc.db_id = client->doorbell_id;
390
391         for (i = 0; i < I915_NUM_RINGS; i++) {
392                 struct guc_execlist_context *lrc = &desc.lrc[i];
393                 struct intel_ringbuffer *ringbuf = ctx->engine[i].ringbuf;
394                 struct intel_engine_cs *ring;
395                 struct drm_i915_gem_object *obj;
396                 uint64_t ctx_desc;
397
398                 /* TODO: We have a design issue to be solved here. Only when we
399                  * receive the first batch, we know which engine is used by the
400                  * user. But here GuC expects the lrc and ring to be pinned. It
401                  * is not an issue for default context, which is the only one
402                  * for now who owns a GuC client. But for future owner of GuC
403                  * client, need to make sure lrc is pinned prior to enter here.
404                  */
405                 obj = ctx->engine[i].state;
406                 if (!obj)
407                         break;  /* XXX: continue? */
408
409                 ring = ringbuf->ring;
410                 ctx_desc = intel_lr_context_descriptor(ctx, ring);
411                 lrc->context_desc = (u32)ctx_desc;
412
413                 /* The state page is after PPHWSP */
414                 lrc->ring_lcra = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) +
415                                 LRC_STATE_PN * PAGE_SIZE;
416                 lrc->context_id = (client->ctx_index << GUC_ELC_CTXID_OFFSET) |
417                                 (ring->id << GUC_ELC_ENGINE_OFFSET);
418
419                 obj = ringbuf->obj;
420
421                 lrc->ring_begin = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj);
422                 lrc->ring_end = lrc->ring_begin + obj->base.size - 1;
423                 lrc->ring_next_free_location = lrc->ring_begin;
424                 lrc->ring_current_tail_pointer_value = 0;
425
426                 desc.engines_used |= (1 << ring->id);
427         }
428
429         WARN_ON(desc.engines_used == 0);
430
431         /*
432          * The CPU address is only needed at certain points, so kmap_atomic on
433          * demand instead of storing it in the ctx descriptor.
434          * XXX: May make debug easier to have it mapped
435          */
436         desc.db_trigger_cpu = 0;
437         desc.db_trigger_uk = client->doorbell_offset +
438                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
439         desc.db_trigger_phy = client->doorbell_offset +
440                 sg_dma_address(client->client_obj->pages->sgl);
441
442         desc.process_desc = client->proc_desc_offset +
443                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
444
445         desc.wq_addr = client->wq_offset +
446                 i915_gem_obj_ggtt_offset(client->client_obj);
447
448         desc.wq_size = client->wq_size;
449
450         /*
451          * XXX: Take LRCs from an existing intel_context if this is not an
452          * IsKMDCreatedContext client
453          */
454         desc.desc_private = (uintptr_t)client;
455
456         /* Pool context is pinned already */
457         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
458         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
459                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
460 }
461
462 static void guc_fini_ctx_desc(struct intel_guc *guc,
463                               struct i915_guc_client *client)
464 {
465         struct guc_context_desc desc;
466         struct sg_table *sg;
467
468         memset(&desc, 0, sizeof(desc));
469
470         sg = guc->ctx_pool_obj->pages;
471         sg_pcopy_from_buffer(sg->sgl, sg->nents, &desc, sizeof(desc),
472                              sizeof(desc) * client->ctx_index);
473 }
474
475 /* Get valid workqueue item and return it back to offset */
476 static int guc_get_workqueue_space(struct i915_guc_client *gc, u32 *offset)
477 {
478         struct guc_process_desc *desc;
479         void *base;
480         u32 size = sizeof(struct guc_wq_item);
481         int ret = 0, timeout_counter = 200;
482
483         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj, 0));
484         desc = base + gc->proc_desc_offset;
485
486         while (timeout_counter-- > 0) {
487                 ret = wait_for_atomic(CIRC_SPACE(gc->wq_tail, desc->head,
488                                 gc->wq_size) >= size, 1);
489
490                 if (!ret) {
491                         *offset = gc->wq_tail;
492
493                         /* advance the tail for next workqueue item */
494                         gc->wq_tail += size;
495                         gc->wq_tail &= gc->wq_size - 1;
496
497                         /* this will break the loop */
498                         timeout_counter = 0;
499                 }
500         };
501
502         kunmap_atomic(base);
503
504         return ret;
505 }
506
507 static int guc_add_workqueue_item(struct i915_guc_client *gc,
508                                   struct drm_i915_gem_request *rq)
509 {
510         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
511         struct guc_wq_item *wqi;
512         void *base;
513         u32 tail, wq_len, wq_off = 0;
514         int ret;
515
516         ret = guc_get_workqueue_space(gc, &wq_off);
517         if (ret)
518                 return ret;
519
520         /* For now workqueue item is 4 DWs; workqueue buffer is 2 pages. So we
521          * should not have the case where structure wqi is across page, neither
522          * wrapped to the beginning. This simplifies the implementation below.
523          *
524          * XXX: if not the case, we need save data to a temp wqi and copy it to
525          * workqueue buffer dw by dw.
526          */
527         WARN_ON(sizeof(struct guc_wq_item) != 16);
528         WARN_ON(wq_off & 3);
529
530         /* wq starts from the page after doorbell / process_desc */
531         base = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(gc->client_obj,
532                         (wq_off + GUC_DB_SIZE) >> PAGE_SHIFT));
533         wq_off &= PAGE_SIZE - 1;
534         wqi = (struct guc_wq_item *)((char *)base + wq_off);
535
536         /* len does not include the header */
537         wq_len = sizeof(struct guc_wq_item) / sizeof(u32) - 1;
538         wqi->header = WQ_TYPE_INORDER |
539                         (wq_len << WQ_LEN_SHIFT) |
540                         (ring_id << WQ_TARGET_SHIFT) |
541                         WQ_NO_WCFLUSH_WAIT;
542
543         /* The GuC wants only the low-order word of the context descriptor */
544         wqi->context_desc = (u32)intel_lr_context_descriptor(rq->ctx, rq->ring);
545
546         /* The GuC firmware wants the tail index in QWords, not bytes */
547         tail = rq->ringbuf->tail >> 3;
548         wqi->ring_tail = tail << WQ_RING_TAIL_SHIFT;
549         wqi->fence_id = 0; /*XXX: what fence to be here */
550
551         kunmap_atomic(base);
552
553         return 0;
554 }
555
556 #define CTX_RING_BUFFER_START           0x08
557
558 /* Update the ringbuffer pointer in a saved context image */
559 static void lr_context_update(struct drm_i915_gem_request *rq)
560 {
561         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
562         struct drm_i915_gem_object *ctx_obj = rq->ctx->engine[ring_id].state;
563         struct drm_i915_gem_object *rb_obj = rq->ringbuf->obj;
564         struct page *page;
565         uint32_t *reg_state;
566
567         BUG_ON(!ctx_obj);
568         WARN_ON(!i915_gem_obj_is_pinned(ctx_obj));
569         WARN_ON(!i915_gem_obj_is_pinned(rb_obj));
570
571         page = i915_gem_object_get_page(ctx_obj, LRC_STATE_PN);
572         reg_state = kmap_atomic(page);
573
574         reg_state[CTX_RING_BUFFER_START+1] = i915_gem_obj_ggtt_offset(rb_obj);
575
576         kunmap_atomic(reg_state);
577 }
578
579 /**
580  * i915_guc_submit() - Submit commands through GuC
581  * @client:     the guc client where commands will go through
582  * @ctx:        LRC where commands come from
583  * @ring:       HW engine that will excute the commands
584  *
585  * Return:      0 if succeed
586  */
587 int i915_guc_submit(struct i915_guc_client *client,
588                     struct drm_i915_gem_request *rq)
589 {
590         struct intel_guc *guc = client->guc;
591         enum intel_ring_id ring_id = rq->ring->id;
592         unsigned long flags;
593         int q_ret, b_ret;
594
595         /* Need this because of the deferred pin ctx and ring */
596         /* Shall we move this right after ring is pinned? */
597         lr_context_update(rq);
598
599         spin_lock_irqsave(&client->wq_lock, flags);
600
601         q_ret = guc_add_workqueue_item(client, rq);
602         if (q_ret == 0)
603                 b_ret = guc_ring_doorbell(client);
604
605         client->submissions[ring_id] += 1;
606         if (q_ret) {
607                 client->q_fail += 1;
608                 client->retcode = q_ret;
609         } else if (b_ret) {
610                 client->b_fail += 1;
611                 client->retcode = q_ret = b_ret;
612         } else {
613                 client->retcode = 0;
614         }
615         spin_unlock_irqrestore(&client->wq_lock, flags);
616
617         spin_lock(&guc->host2guc_lock);
618         guc->submissions[ring_id] += 1;
619         guc->last_seqno[ring_id] = rq->seqno;
620         spin_unlock(&guc->host2guc_lock);
621
622         return q_ret;
623 }
624
625 /*
626  * Everything below here is concerned with setup & teardown, and is
627  * therefore not part of the somewhat time-critical batch-submission
628  * path of i915_guc_submit() above.
629  */
630
631 /**
632  * gem_allocate_guc_obj() - Allocate gem object for GuC usage
633  * @dev:        drm device
634  * @size:       size of object
635  *
636  * This is a wrapper to create a gem obj. In order to use it inside GuC, the
637  * object needs to be pinned lifetime. Also we must pin it to gtt space other
638  * than [0, GUC_WOPCM_TOP) because this range is reserved inside GuC.
639  *
640  * Return:      A drm_i915_gem_object if successful, otherwise NULL.
641  */
642 static struct drm_i915_gem_object *gem_allocate_guc_obj(struct drm_device *dev,
643                                                         u32 size)
644 {
645         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
646         struct drm_i915_gem_object *obj;
647
648         obj = i915_gem_alloc_object(dev, size);
649         if (!obj)
650                 return NULL;
651
652         if (i915_gem_object_get_pages(obj)) {
653                 drm_gem_object_unreference(&obj->base);
654                 return NULL;
655         }
656
657         if (i915_gem_obj_ggtt_pin(obj, PAGE_SIZE,
658                         PIN_OFFSET_BIAS | GUC_WOPCM_TOP)) {
659                 drm_gem_object_unreference(&obj->base);
660                 return NULL;
661         }
662
663         /* Invalidate GuC TLB to let GuC take the latest updates to GTT. */
664         I915_WRITE(GEN8_GTCR, GEN8_GTCR_INVALIDATE);
665
666         return obj;
667 }
668
669 /**
670  * gem_release_guc_obj() - Release gem object allocated for GuC usage
671  * @obj:        gem obj to be released
672   */
673 static void gem_release_guc_obj(struct drm_i915_gem_object *obj)
674 {
675         if (!obj)
676                 return;
677
678         if (i915_gem_obj_is_pinned(obj))
679                 i915_gem_object_ggtt_unpin(obj);
680
681         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
682 }
683
684 static void guc_client_free(struct drm_device *dev,
685                             struct i915_guc_client *client)
686 {
687         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
688         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
689
690         if (!client)
691                 return;
692
693         if (client->doorbell_id != GUC_INVALID_DOORBELL_ID) {
694                 /*
695                  * First disable the doorbell, then tell the GuC we've
696                  * finished with it, finally deallocate it in our bitmap
697                  */
698                 guc_disable_doorbell(guc, client);
699                 host2guc_release_doorbell(guc, client);
700                 release_doorbell(guc, client->doorbell_id);
701         }
702
703         /*
704          * XXX: wait for any outstanding submissions before freeing memory.
705          * Be sure to drop any locks
706          */
707
708         gem_release_guc_obj(client->client_obj);
709
710         if (client->ctx_index != GUC_INVALID_CTX_ID) {
711                 guc_fini_ctx_desc(guc, client);
712                 ida_simple_remove(&guc->ctx_ids, client->ctx_index);
713         }
714
715         kfree(client);
716 }
717
718 /**
719  * guc_client_alloc() - Allocate an i915_guc_client
720  * @dev:        drm device
721  * @priority:   four levels priority _CRITICAL, _HIGH, _NORMAL and _LOW
722  *              The kernel client to replace ExecList submission is created with
723  *              NORMAL priority. Priority of a client for scheduler can be HIGH,
724  *              while a preemption context can use CRITICAL.
725  * @ctx         the context to own the client (we use the default render context)
726  *
727  * Return:      An i915_guc_client object if success.
728  */
729 static struct i915_guc_client *guc_client_alloc(struct drm_device *dev,
730                                                 uint32_t priority,
731                                                 struct intel_context *ctx)
732 {
733         struct i915_guc_client *client;
734         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
735         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
736         struct drm_i915_gem_object *obj;
737
738         client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
739         if (!client)
740                 return NULL;
741
742         client->doorbell_id = GUC_INVALID_DOORBELL_ID;
743         client->priority = priority;
744         client->owner = ctx;
745         client->guc = guc;
746
747         client->ctx_index = (uint32_t)ida_simple_get(&guc->ctx_ids, 0,
748                         GUC_MAX_GPU_CONTEXTS, GFP_KERNEL);
749         if (client->ctx_index >= GUC_MAX_GPU_CONTEXTS) {
750                 client->ctx_index = GUC_INVALID_CTX_ID;
751                 goto err;
752         }
753
754         /* The first page is doorbell/proc_desc. Two followed pages are wq. */
755         obj = gem_allocate_guc_obj(dev, GUC_DB_SIZE + GUC_WQ_SIZE);
756         if (!obj)
757                 goto err;
758
759         client->client_obj = obj;
760         client->wq_offset = GUC_DB_SIZE;
761         client->wq_size = GUC_WQ_SIZE;
762         spin_lock_init(&client->wq_lock);
763
764         client->doorbell_offset = select_doorbell_cacheline(guc);
765
766         /*
767          * Since the doorbell only requires a single cacheline, we can save
768          * space by putting the application process descriptor in the same
769          * page. Use the half of the page that doesn't include the doorbell.
770          */
771         if (client->doorbell_offset >= (GUC_DB_SIZE / 2))
772                 client->proc_desc_offset = 0;
773         else
774                 client->proc_desc_offset = (GUC_DB_SIZE / 2);
775
776         client->doorbell_id = assign_doorbell(guc, client->priority);
777         if (client->doorbell_id == GUC_INVALID_DOORBELL_ID)
778                 /* XXX: evict a doorbell instead */
779                 goto err;
780
781         guc_init_proc_desc(guc, client);
782         guc_init_ctx_desc(guc, client);
783         guc_init_doorbell(guc, client);
784
785         /* XXX: Any cache flushes needed? General domain mgmt calls? */
786
787         if (host2guc_allocate_doorbell(guc, client))
788                 goto err;
789
790         DRM_DEBUG_DRIVER("new priority %u client %p: ctx_index %u db_id %u\n",
791                 priority, client, client->ctx_index, client->doorbell_id);
792
793         return client;
794
795 err:
796         DRM_ERROR("FAILED to create priority %u GuC client!\n", priority);
797
798         guc_client_free(dev, client);
799         return NULL;
800 }
801
802 static void guc_create_log(struct intel_guc *guc)
803 {
804         struct drm_i915_private *dev_priv = guc_to_i915(guc);
805         struct drm_i915_gem_object *obj;
806         unsigned long offset;
807         uint32_t size, flags;
808
809         if (i915.guc_log_level < GUC_LOG_VERBOSITY_MIN)
810                 return;
811
812         if (i915.guc_log_level > GUC_LOG_VERBOSITY_MAX)
813                 i915.guc_log_level = GUC_LOG_VERBOSITY_MAX;
814
815         /* The first page is to save log buffer state. Allocate one
816          * extra page for others in case for overlap */
817         size = (1 + GUC_LOG_DPC_PAGES + 1 +
818                 GUC_LOG_ISR_PAGES + 1 +
819                 GUC_LOG_CRASH_PAGES + 1) << PAGE_SHIFT;
820
821         obj = guc->log_obj;
822         if (!obj) {
823                 obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv->dev, size);
824                 if (!obj) {
825                         /* logging will be off */
826                         i915.guc_log_level = -1;
827                         return;
828                 }
829
830                 guc->log_obj = obj;
831         }
832
833         /* each allocated unit is a page */
834         flags = GUC_LOG_VALID | GUC_LOG_NOTIFY_ON_HALF_FULL |
835                 (GUC_LOG_DPC_PAGES << GUC_LOG_DPC_SHIFT) |
836                 (GUC_LOG_ISR_PAGES << GUC_LOG_ISR_SHIFT) |
837                 (GUC_LOG_CRASH_PAGES << GUC_LOG_CRASH_SHIFT);
838
839         offset = i915_gem_obj_ggtt_offset(obj) >> PAGE_SHIFT; /* in pages */
840         guc->log_flags = (offset << GUC_LOG_BUF_ADDR_SHIFT) | flags;
841 }
842
843 /*
844  * Set up the memory resources to be shared with the GuC.  At this point,
845  * we require just one object that can be mapped through the GGTT.
846  */
847 int i915_guc_submission_init(struct drm_device *dev)
848 {
849         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
850         const size_t ctxsize = sizeof(struct guc_context_desc);
851         const size_t poolsize = GUC_MAX_GPU_CONTEXTS * ctxsize;
852         const size_t gemsize = round_up(poolsize, PAGE_SIZE);
853         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
854
855         if (!i915.enable_guc_submission)
856                 return 0; /* not enabled  */
857
858         if (guc->ctx_pool_obj)
859                 return 0; /* already allocated */
860
861         guc->ctx_pool_obj = gem_allocate_guc_obj(dev_priv->dev, gemsize);
862         if (!guc->ctx_pool_obj)
863                 return -ENOMEM;
864
865         spin_lock_init(&dev_priv->guc.host2guc_lock);
866
867         ida_init(&guc->ctx_ids);
868
869         guc_create_log(guc);
870
871         return 0;
872 }
873
874 int i915_guc_submission_enable(struct drm_device *dev)
875 {
876         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
877         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
878         struct intel_context *ctx = dev_priv->ring[RCS].default_context;
879         struct i915_guc_client *client;
880
881         /* client for execbuf submission */
882         client = guc_client_alloc(dev, GUC_CTX_PRIORITY_KMD_NORMAL, ctx);
883         if (!client) {
884                 DRM_ERROR("Failed to create execbuf guc_client\n");
885                 return -ENOMEM;
886         }
887
888         guc->execbuf_client = client;
889
890         host2guc_sample_forcewake(guc, client);
891
892         return 0;
893 }
894
895 void i915_guc_submission_disable(struct drm_device *dev)
896 {
897         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
898         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
899
900         guc_client_free(dev, guc->execbuf_client);
901         guc->execbuf_client = NULL;
902 }
903
904 void i915_guc_submission_fini(struct drm_device *dev)
905 {
906         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
907         struct intel_guc *guc = &dev_priv->guc;
908
909         gem_release_guc_obj(dev_priv->guc.log_obj);
910         guc->log_obj = NULL;
911
912         if (guc->ctx_pool_obj)
913                 ida_destroy(&guc->ctx_ids);
914         gem_release_guc_obj(guc->ctx_pool_obj);
915         guc->ctx_pool_obj = NULL;
916 }