xref: /linux-6.15/drivers/gpu/drm/drm_exec.c (revision 590b9d57)
109593216SChristian König // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
209593216SChristian König 
309593216SChristian König #include <drm/drm_exec.h>
409593216SChristian König #include <drm/drm_gem.h>
509593216SChristian König #include <linux/dma-resv.h>
609593216SChristian König 
709593216SChristian König /**
809593216SChristian König  * DOC: Overview
909593216SChristian König  *
1009593216SChristian König  * This component mainly abstracts the retry loop necessary for locking
1109593216SChristian König  * multiple GEM objects while preparing hardware operations (e.g. command
1209593216SChristian König  * submissions, page table updates etc..).
1309593216SChristian König  *
1409593216SChristian König  * If a contention is detected while locking a GEM object the cleanup procedure
1509593216SChristian König  * unlocks all previously locked GEM objects and locks the contended one first
1609593216SChristian König  * before locking any further objects.
1709593216SChristian König  *
1809593216SChristian König  * After an object is locked fences slots can optionally be reserved on the
1909593216SChristian König  * dma_resv object inside the GEM object.
2009593216SChristian König  *
2109593216SChristian König  * A typical usage pattern should look like this::
2209593216SChristian König  *
2309593216SChristian König  *	struct drm_gem_object *obj;
2409593216SChristian König  *	struct drm_exec exec;
2509593216SChristian König  *	unsigned long index;
2609593216SChristian König  *	int ret;
2709593216SChristian König  *
2809593216SChristian König  *	drm_exec_init(&exec, DRM_EXEC_INTERRUPTIBLE_WAIT);
2909593216SChristian König  *	drm_exec_until_all_locked(&exec) {
3009593216SChristian König  *		ret = drm_exec_prepare_obj(&exec, boA, 1);
3109593216SChristian König  *		drm_exec_retry_on_contention(&exec);
3209593216SChristian König  *		if (ret)
3309593216SChristian König  *			goto error;
3409593216SChristian König  *
3509593216SChristian König  *		ret = drm_exec_prepare_obj(&exec, boB, 1);
3609593216SChristian König  *		drm_exec_retry_on_contention(&exec);
3709593216SChristian König  *		if (ret)
3809593216SChristian König  *			goto error;
3909593216SChristian König  *	}
4009593216SChristian König  *
4109593216SChristian König  *	drm_exec_for_each_locked_object(&exec, index, obj) {
4209593216SChristian König  *		dma_resv_add_fence(obj->resv, fence, DMA_RESV_USAGE_READ);
4309593216SChristian König  *		...
4409593216SChristian König  *	}
4509593216SChristian König  *	drm_exec_fini(&exec);
4609593216SChristian König  *
4709593216SChristian König  * See struct dma_exec for more details.
4809593216SChristian König  */
4909593216SChristian König 
5009593216SChristian König /* Dummy value used to initially enter the retry loop */
5109593216SChristian König #define DRM_EXEC_DUMMY ((void *)~0)
5209593216SChristian König 
5309593216SChristian König /* Unlock all objects and drop references */
drm_exec_unlock_all(struct drm_exec * exec)5409593216SChristian König static void drm_exec_unlock_all(struct drm_exec *exec)
5509593216SChristian König {
5609593216SChristian König 	struct drm_gem_object *obj;
5709593216SChristian König 	unsigned long index;
5809593216SChristian König 
59d20b484cSThomas Hellström 	drm_exec_for_each_locked_object_reverse(exec, index, obj) {
6009593216SChristian König 		dma_resv_unlock(obj->resv);
6109593216SChristian König 		drm_gem_object_put(obj);
6209593216SChristian König 	}
6309593216SChristian König 
6409593216SChristian König 	drm_gem_object_put(exec->prelocked);
6509593216SChristian König 	exec->prelocked = NULL;
6609593216SChristian König }
6709593216SChristian König 
6809593216SChristian König /**
6909593216SChristian König  * drm_exec_init - initialize a drm_exec object
7009593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object to initialize
7109593216SChristian König  * @flags: controls locking behavior, see DRM_EXEC_* defines
7205d24935SRob Clark  * @nr: the initial # of objects
7309593216SChristian König  *
7409593216SChristian König  * Initialize the object and make sure that we can track locked objects.
7505d24935SRob Clark  *
7605d24935SRob Clark  * If nr is non-zero then it is used as the initial objects table size.
7705d24935SRob Clark  * In either case, the table will grow (be re-allocated) on demand.
7809593216SChristian König  */
drm_exec_init(struct drm_exec * exec,u32 flags,unsigned nr)794db102dcSMaxime Ripard void drm_exec_init(struct drm_exec *exec, u32 flags, unsigned nr)
8009593216SChristian König {
8105d24935SRob Clark 	if (!nr)
8205d24935SRob Clark 		nr = PAGE_SIZE / sizeof(void *);
8305d24935SRob Clark 
8409593216SChristian König 	exec->flags = flags;
8505d24935SRob Clark 	exec->objects = kvmalloc_array(nr, sizeof(void *), GFP_KERNEL);
8609593216SChristian König 
8709593216SChristian König 	/* If allocation here fails, just delay that till the first use */
8805d24935SRob Clark 	exec->max_objects = exec->objects ? nr : 0;
8909593216SChristian König 	exec->num_objects = 0;
9009593216SChristian König 	exec->contended = DRM_EXEC_DUMMY;
9109593216SChristian König 	exec->prelocked = NULL;
9209593216SChristian König }
9309593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_init);
9409593216SChristian König 
9509593216SChristian König /**
9609593216SChristian König  * drm_exec_fini - finalize a drm_exec object
9709593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object to finalize
9809593216SChristian König  *
9909593216SChristian König  * Unlock all locked objects, drop the references to objects and free all memory
10009593216SChristian König  * used for tracking the state.
10109593216SChristian König  */
drm_exec_fini(struct drm_exec * exec)10209593216SChristian König void drm_exec_fini(struct drm_exec *exec)
10309593216SChristian König {
10409593216SChristian König 	drm_exec_unlock_all(exec);
10509593216SChristian König 	kvfree(exec->objects);
10609593216SChristian König 	if (exec->contended != DRM_EXEC_DUMMY) {
10709593216SChristian König 		drm_gem_object_put(exec->contended);
10809593216SChristian König 		ww_acquire_fini(&exec->ticket);
10909593216SChristian König 	}
11009593216SChristian König }
11109593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_fini);
11209593216SChristian König 
11309593216SChristian König /**
11409593216SChristian König  * drm_exec_cleanup - cleanup when contention is detected
11509593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object to cleanup
11609593216SChristian König  *
11709593216SChristian König  * Cleanup the current state and return true if we should stay inside the retry
11809593216SChristian König  * loop, false if there wasn't any contention detected and we can keep the
11909593216SChristian König  * objects locked.
12009593216SChristian König  */
drm_exec_cleanup(struct drm_exec * exec)12109593216SChristian König bool drm_exec_cleanup(struct drm_exec *exec)
12209593216SChristian König {
12309593216SChristian König 	if (likely(!exec->contended)) {
12409593216SChristian König 		ww_acquire_done(&exec->ticket);
12509593216SChristian König 		return false;
12609593216SChristian König 	}
12709593216SChristian König 
12809593216SChristian König 	if (likely(exec->contended == DRM_EXEC_DUMMY)) {
12909593216SChristian König 		exec->contended = NULL;
13009593216SChristian König 		ww_acquire_init(&exec->ticket, &reservation_ww_class);
13109593216SChristian König 		return true;
13209593216SChristian König 	}
13309593216SChristian König 
13409593216SChristian König 	drm_exec_unlock_all(exec);
13509593216SChristian König 	exec->num_objects = 0;
13609593216SChristian König 	return true;
13709593216SChristian König }
13809593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_cleanup);
13909593216SChristian König 
14009593216SChristian König /* Track the locked object in the array */
drm_exec_obj_locked(struct drm_exec * exec,struct drm_gem_object * obj)14109593216SChristian König static int drm_exec_obj_locked(struct drm_exec *exec,
14209593216SChristian König 			       struct drm_gem_object *obj)
14309593216SChristian König {
14409593216SChristian König 	if (unlikely(exec->num_objects == exec->max_objects)) {
14509593216SChristian König 		size_t size = exec->max_objects * sizeof(void *);
14609593216SChristian König 		void *tmp;
14709593216SChristian König 
148*590b9d57SDanilo Krummrich 		tmp = kvrealloc(exec->objects, size + PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
14909593216SChristian König 		if (!tmp)
15009593216SChristian König 			return -ENOMEM;
15109593216SChristian König 
15209593216SChristian König 		exec->objects = tmp;
15309593216SChristian König 		exec->max_objects += PAGE_SIZE / sizeof(void *);
15409593216SChristian König 	}
15509593216SChristian König 	drm_gem_object_get(obj);
15609593216SChristian König 	exec->objects[exec->num_objects++] = obj;
15709593216SChristian König 
15809593216SChristian König 	return 0;
15909593216SChristian König }
16009593216SChristian König 
16109593216SChristian König /* Make sure the contended object is locked first */
drm_exec_lock_contended(struct drm_exec * exec)16209593216SChristian König static int drm_exec_lock_contended(struct drm_exec *exec)
16309593216SChristian König {
16409593216SChristian König 	struct drm_gem_object *obj = exec->contended;
16509593216SChristian König 	int ret;
16609593216SChristian König 
16709593216SChristian König 	if (likely(!obj))
16809593216SChristian König 		return 0;
16909593216SChristian König 
17009593216SChristian König 	/* Always cleanup the contention so that error handling can kick in */
17109593216SChristian König 	exec->contended = NULL;
17209593216SChristian König 	if (exec->flags & DRM_EXEC_INTERRUPTIBLE_WAIT) {
17309593216SChristian König 		ret = dma_resv_lock_slow_interruptible(obj->resv,
17409593216SChristian König 						       &exec->ticket);
17509593216SChristian König 		if (unlikely(ret))
17609593216SChristian König 			goto error_dropref;
17709593216SChristian König 	} else {
17809593216SChristian König 		dma_resv_lock_slow(obj->resv, &exec->ticket);
17909593216SChristian König 	}
18009593216SChristian König 
18109593216SChristian König 	ret = drm_exec_obj_locked(exec, obj);
18209593216SChristian König 	if (unlikely(ret))
18309593216SChristian König 		goto error_unlock;
18409593216SChristian König 
18509593216SChristian König 	exec->prelocked = obj;
18609593216SChristian König 	return 0;
18709593216SChristian König 
18809593216SChristian König error_unlock:
18909593216SChristian König 	dma_resv_unlock(obj->resv);
19009593216SChristian König 
19109593216SChristian König error_dropref:
19209593216SChristian König 	drm_gem_object_put(obj);
19309593216SChristian König 	return ret;
19409593216SChristian König }
19509593216SChristian König 
19609593216SChristian König /**
19709593216SChristian König  * drm_exec_lock_obj - lock a GEM object for use
19809593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object with the state
19909593216SChristian König  * @obj: the GEM object to lock
20009593216SChristian König  *
20109593216SChristian König  * Lock a GEM object for use and grab a reference to it.
20209593216SChristian König  *
20309593216SChristian König  * Returns: -EDEADLK if a contention is detected, -EALREADY when object is
20409593216SChristian König  * already locked (can be suppressed by setting the DRM_EXEC_IGNORE_DUPLICATES
20509593216SChristian König  * flag), -ENOMEM when memory allocation failed and zero for success.
20609593216SChristian König  */
drm_exec_lock_obj(struct drm_exec * exec,struct drm_gem_object * obj)20709593216SChristian König int drm_exec_lock_obj(struct drm_exec *exec, struct drm_gem_object *obj)
20809593216SChristian König {
20909593216SChristian König 	int ret;
21009593216SChristian König 
21109593216SChristian König 	ret = drm_exec_lock_contended(exec);
21209593216SChristian König 	if (unlikely(ret))
21309593216SChristian König 		return ret;
21409593216SChristian König 
21509593216SChristian König 	if (exec->prelocked == obj) {
21609593216SChristian König 		drm_gem_object_put(exec->prelocked);
21709593216SChristian König 		exec->prelocked = NULL;
21809593216SChristian König 		return 0;
21909593216SChristian König 	}
22009593216SChristian König 
22109593216SChristian König 	if (exec->flags & DRM_EXEC_INTERRUPTIBLE_WAIT)
22209593216SChristian König 		ret = dma_resv_lock_interruptible(obj->resv, &exec->ticket);
22309593216SChristian König 	else
22409593216SChristian König 		ret = dma_resv_lock(obj->resv, &exec->ticket);
22509593216SChristian König 
22609593216SChristian König 	if (unlikely(ret == -EDEADLK)) {
22709593216SChristian König 		drm_gem_object_get(obj);
22809593216SChristian König 		exec->contended = obj;
22909593216SChristian König 		return -EDEADLK;
23009593216SChristian König 	}
23109593216SChristian König 
23209593216SChristian König 	if (unlikely(ret == -EALREADY) &&
23309593216SChristian König 	    exec->flags & DRM_EXEC_IGNORE_DUPLICATES)
23409593216SChristian König 		return 0;
23509593216SChristian König 
23609593216SChristian König 	if (unlikely(ret))
23709593216SChristian König 		return ret;
23809593216SChristian König 
23909593216SChristian König 	ret = drm_exec_obj_locked(exec, obj);
24009593216SChristian König 	if (ret)
24109593216SChristian König 		goto error_unlock;
24209593216SChristian König 
24309593216SChristian König 	return 0;
24409593216SChristian König 
24509593216SChristian König error_unlock:
24609593216SChristian König 	dma_resv_unlock(obj->resv);
24709593216SChristian König 	return ret;
24809593216SChristian König }
24909593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_lock_obj);
25009593216SChristian König 
25109593216SChristian König /**
25209593216SChristian König  * drm_exec_unlock_obj - unlock a GEM object in this exec context
25309593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object with the state
25409593216SChristian König  * @obj: the GEM object to unlock
25509593216SChristian König  *
25609593216SChristian König  * Unlock the GEM object and remove it from the collection of locked objects.
25709593216SChristian König  * Should only be used to unlock the most recently locked objects. It's not time
25809593216SChristian König  * efficient to unlock objects locked long ago.
25909593216SChristian König  */
drm_exec_unlock_obj(struct drm_exec * exec,struct drm_gem_object * obj)26009593216SChristian König void drm_exec_unlock_obj(struct drm_exec *exec, struct drm_gem_object *obj)
26109593216SChristian König {
26209593216SChristian König 	unsigned int i;
26309593216SChristian König 
26409593216SChristian König 	for (i = exec->num_objects; i--;) {
26509593216SChristian König 		if (exec->objects[i] == obj) {
26609593216SChristian König 			dma_resv_unlock(obj->resv);
26709593216SChristian König 			for (++i; i < exec->num_objects; ++i)
26809593216SChristian König 				exec->objects[i - 1] = exec->objects[i];
26909593216SChristian König 			--exec->num_objects;
27009593216SChristian König 			drm_gem_object_put(obj);
27109593216SChristian König 			return;
27209593216SChristian König 		}
27309593216SChristian König 
27409593216SChristian König 	}
27509593216SChristian König }
27609593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_unlock_obj);
27709593216SChristian König 
27809593216SChristian König /**
27909593216SChristian König  * drm_exec_prepare_obj - prepare a GEM object for use
28009593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object with the state
28109593216SChristian König  * @obj: the GEM object to prepare
28209593216SChristian König  * @num_fences: how many fences to reserve
28309593216SChristian König  *
28409593216SChristian König  * Prepare a GEM object for use by locking it and reserving fence slots.
28509593216SChristian König  *
28609593216SChristian König  * Returns: -EDEADLK if a contention is detected, -EALREADY when object is
28709593216SChristian König  * already locked, -ENOMEM when memory allocation failed and zero for success.
28809593216SChristian König  */
drm_exec_prepare_obj(struct drm_exec * exec,struct drm_gem_object * obj,unsigned int num_fences)28909593216SChristian König int drm_exec_prepare_obj(struct drm_exec *exec, struct drm_gem_object *obj,
29009593216SChristian König 			 unsigned int num_fences)
29109593216SChristian König {
29209593216SChristian König 	int ret;
29309593216SChristian König 
29409593216SChristian König 	ret = drm_exec_lock_obj(exec, obj);
29509593216SChristian König 	if (ret)
29609593216SChristian König 		return ret;
29709593216SChristian König 
29809593216SChristian König 	ret = dma_resv_reserve_fences(obj->resv, num_fences);
29909593216SChristian König 	if (ret) {
30009593216SChristian König 		drm_exec_unlock_obj(exec, obj);
30109593216SChristian König 		return ret;
30209593216SChristian König 	}
30309593216SChristian König 
30409593216SChristian König 	return 0;
30509593216SChristian König }
30609593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_prepare_obj);
30709593216SChristian König 
30809593216SChristian König /**
30909593216SChristian König  * drm_exec_prepare_array - helper to prepare an array of objects
31009593216SChristian König  * @exec: the drm_exec object with the state
31109593216SChristian König  * @objects: array of GEM object to prepare
31209593216SChristian König  * @num_objects: number of GEM objects in the array
31309593216SChristian König  * @num_fences: number of fences to reserve on each GEM object
31409593216SChristian König  *
31509593216SChristian König  * Prepares all GEM objects in an array, aborts on first error.
31609593216SChristian König  * Reserves @num_fences on each GEM object after locking it.
31709593216SChristian König  *
31809593216SChristian König  * Returns: -EDEADLOCK on contention, -EALREADY when object is already locked,
31909593216SChristian König  * -ENOMEM when memory allocation failed and zero for success.
32009593216SChristian König  */
drm_exec_prepare_array(struct drm_exec * exec,struct drm_gem_object ** objects,unsigned int num_objects,unsigned int num_fences)32109593216SChristian König int drm_exec_prepare_array(struct drm_exec *exec,
32209593216SChristian König 			   struct drm_gem_object **objects,
32309593216SChristian König 			   unsigned int num_objects,
32409593216SChristian König 			   unsigned int num_fences)
32509593216SChristian König {
32609593216SChristian König 	int ret;
32709593216SChristian König 
32809593216SChristian König 	for (unsigned int i = 0; i < num_objects; ++i) {
32909593216SChristian König 		ret = drm_exec_prepare_obj(exec, objects[i], num_fences);
33009593216SChristian König 		if (unlikely(ret))
33109593216SChristian König 			return ret;
33209593216SChristian König 	}
33309593216SChristian König 
33409593216SChristian König 	return 0;
33509593216SChristian König }
33609593216SChristian König EXPORT_SYMBOL(drm_exec_prepare_array);
33709593216SChristian König 
33809593216SChristian König MODULE_DESCRIPTION("DRM execution context");
33909593216SChristian König MODULE_LICENSE("Dual MIT/GPL");
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