OSDN Git Service

drm/i915: Eliminate lots of iterations over the execobjects array
[uclinux-h8/linux.git] / drivers / gpu / drm / i915 / i915_gem_execbuffer.c
1 /*
2  * Copyright © 2008,2010 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  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *    Chris Wilson <chris@chris-wilson.co.uk>
26  *
27  */
28
29 #include <linux/dma_remapping.h>
30 #include <linux/reservation.h>
31 #include <linux/sync_file.h>
32 #include <linux/uaccess.h>
33
34 #include <drm/drmP.h>
35 #include <drm/i915_drm.h>
36
37 #include "i915_drv.h"
38 #include "i915_gem_clflush.h"
39 #include "i915_trace.h"
40 #include "intel_drv.h"
41 #include "intel_frontbuffer.h"
42
43 #define DBG_USE_CPU_RELOC 0 /* -1 force GTT relocs; 1 force CPU relocs */
44
45 #define __EXEC_OBJECT_HAS_PIN           BIT(31)
46 #define __EXEC_OBJECT_HAS_FENCE         BIT(30)
47 #define __EXEC_OBJECT_NEEDS_MAP         BIT(29)
48 #define __EXEC_OBJECT_NEEDS_BIAS        BIT(28)
49 #define __EXEC_OBJECT_INTERNAL_FLAGS    (~0u << 28) /* all of the above */
50 #define __EXEC_OBJECT_RESERVED (__EXEC_OBJECT_HAS_PIN | __EXEC_OBJECT_HAS_FENCE)
51
52 #define __EXEC_HAS_RELOC        BIT(31)
53 #define __EXEC_VALIDATED        BIT(30)
54 #define UPDATE                  PIN_OFFSET_FIXED
55
56 #define BATCH_OFFSET_BIAS (256*1024)
57
58 #define __I915_EXEC_ILLEGAL_FLAGS \
59         (__I915_EXEC_UNKNOWN_FLAGS | I915_EXEC_CONSTANTS_MASK)
60
61 /**
62  * DOC: User command execution
63  *
64  * Userspace submits commands to be executed on the GPU as an instruction
65  * stream within a GEM object we call a batchbuffer. This instructions may
66  * refer to other GEM objects containing auxiliary state such as kernels,
67  * samplers, render targets and even secondary batchbuffers. Userspace does
68  * not know where in the GPU memory these objects reside and so before the
69  * batchbuffer is passed to the GPU for execution, those addresses in the
70  * batchbuffer and auxiliary objects are updated. This is known as relocation,
71  * or patching. To try and avoid having to relocate each object on the next
72  * execution, userspace is told the location of those objects in this pass,
73  * but this remains just a hint as the kernel may choose a new location for
74  * any object in the future.
75  *
76  * Processing an execbuf ioctl is conceptually split up into a few phases.
77  *
78  * 1. Validation - Ensure all the pointers, handles and flags are valid.
79  * 2. Reservation - Assign GPU address space for every object
80  * 3. Relocation - Update any addresses to point to the final locations
81  * 4. Serialisation - Order the request with respect to its dependencies
82  * 5. Construction - Construct a request to execute the batchbuffer
83  * 6. Submission (at some point in the future execution)
84  *
85  * Reserving resources for the execbuf is the most complicated phase. We
86  * neither want to have to migrate the object in the address space, nor do
87  * we want to have to update any relocations pointing to this object. Ideally,
88  * we want to leave the object where it is and for all the existing relocations
89  * to match. If the object is given a new address, or if userspace thinks the
90  * object is elsewhere, we have to parse all the relocation entries and update
91  * the addresses. Userspace can set the I915_EXEC_NORELOC flag to hint that
92  * all the target addresses in all of its objects match the value in the
93  * relocation entries and that they all match the presumed offsets given by the
94  * list of execbuffer objects. Using this knowledge, we know that if we haven't
95  * moved any buffers, all the relocation entries are valid and we can skip
96  * the update. (If userspace is wrong, the likely outcome is an impromptu GPU
97  * hang.) The requirement for using I915_EXEC_NO_RELOC are:
98  *
99  *      The addresses written in the objects must match the corresponding
100  *      reloc.presumed_offset which in turn must match the corresponding
101  *      execobject.offset.
102  *
103  *      Any render targets written to in the batch must be flagged with
104  *      EXEC_OBJECT_WRITE.
105  *
106  *      To avoid stalling, execobject.offset should match the current
107  *      address of that object within the active context.
108  *
109  * The reservation is done is multiple phases. First we try and keep any
110  * object already bound in its current location - so as long as meets the
111  * constraints imposed by the new execbuffer. Any object left unbound after the
112  * first pass is then fitted into any available idle space. If an object does
113  * not fit, all objects are removed from the reservation and the process rerun
114  * after sorting the objects into a priority order (more difficult to fit
115  * objects are tried first). Failing that, the entire VM is cleared and we try
116  * to fit the execbuf once last time before concluding that it simply will not
117  * fit.
118  *
119  * A small complication to all of this is that we allow userspace not only to
120  * specify an alignment and a size for the object in the address space, but
121  * we also allow userspace to specify the exact offset. This objects are
122  * simpler to place (the location is known a priori) all we have to do is make
123  * sure the space is available.
124  *
125  * Once all the objects are in place, patching up the buried pointers to point
126  * to the final locations is a fairly simple job of walking over the relocation
127  * entry arrays, looking up the right address and rewriting the value into
128  * the object. Simple! ... The relocation entries are stored in user memory
129  * and so to access them we have to copy them into a local buffer. That copy
130  * has to avoid taking any pagefaults as they may lead back to a GEM object
131  * requiring the struct_mutex (i.e. recursive deadlock). So once again we split
132  * the relocation into multiple passes. First we try to do everything within an
133  * atomic context (avoid the pagefaults) which requires that we never wait. If
134  * we detect that we may wait, or if we need to fault, then we have to fallback
135  * to a slower path. The slowpath has to drop the mutex. (Can you hear alarm
136  * bells yet?) Dropping the mutex means that we lose all the state we have
137  * built up so far for the execbuf and we must reset any global data. However,
138  * we do leave the objects pinned in their final locations - which is a
139  * potential issue for concurrent execbufs. Once we have left the mutex, we can
140  * allocate and copy all the relocation entries into a large array at our
141  * leisure, reacquire the mutex, reclaim all the objects and other state and
142  * then proceed to update any incorrect addresses with the objects.
143  *
144  * As we process the relocation entries, we maintain a record of whether the
145  * object is being written to. Using NORELOC, we expect userspace to provide
146  * this information instead. We also check whether we can skip the relocation
147  * by comparing the expected value inside the relocation entry with the target's
148  * final address. If they differ, we have to map the current object and rewrite
149  * the 4 or 8 byte pointer within.
150  *
151  * Serialising an execbuf is quite simple according to the rules of the GEM
152  * ABI. Execution within each context is ordered by the order of submission.
153  * Writes to any GEM object are in order of submission and are exclusive. Reads
154  * from a GEM object are unordered with respect to other reads, but ordered by
155  * writes. A write submitted after a read cannot occur before the read, and
156  * similarly any read submitted after a write cannot occur before the write.
157  * Writes are ordered between engines such that only one write occurs at any
158  * time (completing any reads beforehand) - using semaphores where available
159  * and CPU serialisation otherwise. Other GEM access obey the same rules, any
160  * write (either via mmaps using set-domain, or via pwrite) must flush all GPU
161  * reads before starting, and any read (either using set-domain or pread) must
162  * flush all GPU writes before starting. (Note we only employ a barrier before,
163  * we currently rely on userspace not concurrently starting a new execution
164  * whilst reading or writing to an object. This may be an advantage or not
165  * depending on how much you trust userspace not to shoot themselves in the
166  * foot.) Serialisation may just result in the request being inserted into
167  * a DAG awaiting its turn, but most simple is to wait on the CPU until
168  * all dependencies are resolved.
169  *
170  * After all of that, is just a matter of closing the request and handing it to
171  * the hardware (well, leaving it in a queue to be executed). However, we also
172  * offer the ability for batchbuffers to be run with elevated privileges so
173  * that they access otherwise hidden registers. (Used to adjust L3 cache etc.)
174  * Before any batch is given extra privileges we first must check that it
175  * contains no nefarious instructions, we check that each instruction is from
176  * our whitelist and all registers are also from an allowed list. We first
177  * copy the user's batchbuffer to a shadow (so that the user doesn't have
178  * access to it, either by the CPU or GPU as we scan it) and then parse each
179  * instruction. If everything is ok, we set a flag telling the hardware to run
180  * the batchbuffer in trusted mode, otherwise the ioctl is rejected.
181  */
182
183 struct i915_execbuffer {
184         struct drm_i915_private *i915; /** i915 backpointer */
185         struct drm_file *file; /** per-file lookup tables and limits */
186         struct drm_i915_gem_execbuffer2 *args; /** ioctl parameters */
187         struct drm_i915_gem_exec_object2 *exec; /** ioctl execobj[] */
188
189         struct intel_engine_cs *engine; /** engine to queue the request to */
190         struct i915_gem_context *ctx; /** context for building the request */
191         struct i915_address_space *vm; /** GTT and vma for the request */
192
193         struct drm_i915_gem_request *request; /** our request to build */
194         struct i915_vma *batch; /** identity of the batch obj/vma */
195
196         /** actual size of execobj[] as we may extend it for the cmdparser */
197         unsigned int buffer_count;
198
199         /** list of vma not yet bound during reservation phase */
200         struct list_head unbound;
201
202         /** list of vma that have execobj.relocation_count */
203         struct list_head relocs;
204
205         /**
206          * Track the most recently used object for relocations, as we
207          * frequently have to perform multiple relocations within the same
208          * obj/page
209          */
210         struct reloc_cache {
211                 struct drm_mm_node node; /** temporary GTT binding */
212                 unsigned long vaddr; /** Current kmap address */
213                 unsigned long page; /** Currently mapped page index */
214                 bool use_64bit_reloc : 1;
215                 bool has_llc : 1;
216                 bool has_fence : 1;
217                 bool needs_unfenced : 1;
218         } reloc_cache;
219
220         u64 invalid_flags; /** Set of execobj.flags that are invalid */
221         u32 context_flags; /** Set of execobj.flags to insert from the ctx */
222
223         u32 batch_start_offset; /** Location within object of batch */
224         u32 batch_len; /** Length of batch within object */
225         u32 batch_flags; /** Flags composed for emit_bb_start() */
226
227         /**
228          * Indicate either the size of the hastable used to resolve
229          * relocation handles, or if negative that we are using a direct
230          * index into the execobj[].
231          */
232         int lut_size;
233         struct hlist_head *buckets; /** ht for relocation handles */
234 };
235
236 /*
237  * As an alternative to creating a hashtable of handle-to-vma for a batch,
238  * we used the last available reserved field in the execobject[] and stash
239  * a link from the execobj to its vma.
240  */
241 #define __exec_to_vma(ee) (ee)->rsvd2
242 #define exec_to_vma(ee) u64_to_ptr(struct i915_vma, __exec_to_vma(ee))
243
244 /*
245  * Used to convert any address to canonical form.
246  * Starting from gen8, some commands (e.g. STATE_BASE_ADDRESS,
247  * MI_LOAD_REGISTER_MEM and others, see Broadwell PRM Vol2a) require the
248  * addresses to be in a canonical form:
249  * "GraphicsAddress[63:48] are ignored by the HW and assumed to be in correct
250  * canonical form [63:48] == [47]."
251  */
252 #define GEN8_HIGH_ADDRESS_BIT 47
253 static inline u64 gen8_canonical_addr(u64 address)
254 {
255         return sign_extend64(address, GEN8_HIGH_ADDRESS_BIT);
256 }
257
258 static inline u64 gen8_noncanonical_addr(u64 address)
259 {
260         return address & GENMASK_ULL(GEN8_HIGH_ADDRESS_BIT, 0);
261 }
262
263 static int eb_create(struct i915_execbuffer *eb)
264 {
265         if (!(eb->args->flags & I915_EXEC_HANDLE_LUT)) {
266                 unsigned int size = 1 + ilog2(eb->buffer_count);
267
268                 /*
269                  * Without a 1:1 association between relocation handles and
270                  * the execobject[] index, we instead create a hashtable.
271                  * We size it dynamically based on available memory, starting
272                  * first with 1:1 assocative hash and scaling back until
273                  * the allocation succeeds.
274                  *
275                  * Later on we use a positive lut_size to indicate we are
276                  * using this hashtable, and a negative value to indicate a
277                  * direct lookup.
278                  */
279                 do {
280                         eb->buckets = kzalloc(sizeof(struct hlist_head) << size,
281                                               GFP_TEMPORARY |
282                                               __GFP_NORETRY |
283                                               __GFP_NOWARN);
284                         if (eb->buckets)
285                                 break;
286                 } while (--size);
287
288                 if (unlikely(!eb->buckets)) {
289                         eb->buckets = kzalloc(sizeof(struct hlist_head),
290                                               GFP_TEMPORARY);
291                         if (unlikely(!eb->buckets))
292                                 return -ENOMEM;
293                 }
294
295                 eb->lut_size = size;
296         } else {
297                 eb->lut_size = -eb->buffer_count;
298         }
299
300         return 0;
301 }
302
303 static bool
304 eb_vma_misplaced(const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry,
305                  const struct i915_vma *vma)
306 {
307         if (!(entry->flags & __EXEC_OBJECT_HAS_PIN))
308                 return true;
309
310         if (vma->node.size < entry->pad_to_size)
311                 return true;
312
313         if (entry->alignment && !IS_ALIGNED(vma->node.start, entry->alignment))
314                 return true;
315
316         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED &&
317             vma->node.start != entry->offset)
318                 return true;
319
320         if (entry->flags & __EXEC_OBJECT_NEEDS_BIAS &&
321             vma->node.start < BATCH_OFFSET_BIAS)
322                 return true;
323
324         if (!(entry->flags & EXEC_OBJECT_SUPPORTS_48B_ADDRESS) &&
325             (vma->node.start + vma->node.size - 1) >> 32)
326                 return true;
327
328         return false;
329 }
330
331 static inline void
332 eb_pin_vma(struct i915_execbuffer *eb,
333            struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry,
334            struct i915_vma *vma)
335 {
336         u64 flags;
337
338         flags = vma->node.start;
339         flags |= PIN_USER | PIN_NONBLOCK | PIN_OFFSET_FIXED;
340         if (unlikely(entry->flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_GTT))
341                 flags |= PIN_GLOBAL;
342         if (unlikely(i915_vma_pin(vma, 0, 0, flags)))
343                 return;
344
345         if (unlikely(entry->flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE)) {
346                 if (unlikely(i915_vma_get_fence(vma))) {
347                         i915_vma_unpin(vma);
348                         return;
349                 }
350
351                 if (i915_vma_pin_fence(vma))
352                         entry->flags |= __EXEC_OBJECT_HAS_FENCE;
353         }
354
355         entry->flags |= __EXEC_OBJECT_HAS_PIN;
356 }
357
358 static inline void
359 __eb_unreserve_vma(struct i915_vma *vma,
360                    const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry)
361 {
362         GEM_BUG_ON(!(entry->flags & __EXEC_OBJECT_HAS_PIN));
363
364         if (unlikely(entry->flags & __EXEC_OBJECT_HAS_FENCE))
365                 i915_vma_unpin_fence(vma);
366
367         __i915_vma_unpin(vma);
368 }
369
370 static inline void
371 eb_unreserve_vma(struct i915_vma *vma,
372                  struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry)
373 {
374         if (!(entry->flags & __EXEC_OBJECT_HAS_PIN))
375                 return;
376
377         __eb_unreserve_vma(vma, entry);
378         entry->flags &= ~__EXEC_OBJECT_RESERVED;
379 }
380
381 static int
382 eb_validate_vma(struct i915_execbuffer *eb,
383                 struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry,
384                 struct i915_vma *vma)
385 {
386         if (unlikely(entry->flags & eb->invalid_flags))
387                 return -EINVAL;
388
389         if (unlikely(entry->alignment && !is_power_of_2(entry->alignment)))
390                 return -EINVAL;
391
392         /*
393          * Offset can be used as input (EXEC_OBJECT_PINNED), reject
394          * any non-page-aligned or non-canonical addresses.
395          */
396         if (unlikely(entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED &&
397                      entry->offset != gen8_canonical_addr(entry->offset & PAGE_MASK)))
398                 return -EINVAL;
399
400         /* pad_to_size was once a reserved field, so sanitize it */
401         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_PAD_TO_SIZE) {
402                 if (unlikely(offset_in_page(entry->pad_to_size)))
403                         return -EINVAL;
404         } else {
405                 entry->pad_to_size = 0;
406         }
407
408         if (unlikely(vma->exec_entry)) {
409                 DRM_DEBUG("Object [handle %d, index %d] appears more than once in object list\n",
410                           entry->handle, (int)(entry - eb->exec));
411                 return -EINVAL;
412         }
413
414         /*
415          * From drm_mm perspective address space is continuous,
416          * so from this point we're always using non-canonical
417          * form internally.
418          */
419         entry->offset = gen8_noncanonical_addr(entry->offset);
420
421         return 0;
422 }
423
424 static int
425 eb_add_vma(struct i915_execbuffer *eb,
426            struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry,
427            struct i915_vma *vma)
428 {
429         int err;
430
431         GEM_BUG_ON(i915_vma_is_closed(vma));
432
433         if (!(eb->args->flags & __EXEC_VALIDATED)) {
434                 err = eb_validate_vma(eb, entry, vma);
435                 if (unlikely(err))
436                         return err;
437         }
438
439         if (eb->lut_size >= 0) {
440                 vma->exec_handle = entry->handle;
441                 hlist_add_head(&vma->exec_node,
442                                &eb->buckets[hash_32(entry->handle,
443                                                     eb->lut_size)]);
444         }
445
446         if (entry->relocation_count)
447                 list_add_tail(&vma->reloc_link, &eb->relocs);
448
449         if (!eb->reloc_cache.has_fence) {
450                 entry->flags &= ~EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE;
451         } else {
452                 if ((entry->flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE ||
453                      eb->reloc_cache.needs_unfenced) &&
454                     i915_gem_object_is_tiled(vma->obj))
455                         entry->flags |= EXEC_OBJECT_NEEDS_GTT | __EXEC_OBJECT_NEEDS_MAP;
456         }
457
458         if (!(entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED))
459                 entry->flags |= eb->context_flags;
460
461         /*
462          * Stash a pointer from the vma to execobj, so we can query its flags,
463          * size, alignment etc as provided by the user. Also we stash a pointer
464          * to the vma inside the execobj so that we can use a direct lookup
465          * to find the right target VMA when doing relocations.
466          */
467         vma->exec_entry = entry;
468         __exec_to_vma(entry) = (uintptr_t)i915_vma_get(vma);
469
470         err = 0;
471         if (vma->node.size)
472                 eb_pin_vma(eb, entry, vma);
473         if (eb_vma_misplaced(entry, vma)) {
474                 eb_unreserve_vma(vma, entry);
475
476                 list_add_tail(&vma->exec_link, &eb->unbound);
477                 if (drm_mm_node_allocated(&vma->node))
478                         err = i915_vma_unbind(vma);
479         } else {
480                 if (entry->offset != vma->node.start) {
481                         entry->offset = vma->node.start | UPDATE;
482                         eb->args->flags |= __EXEC_HAS_RELOC;
483                 }
484         }
485         return err;
486 }
487
488 static inline int use_cpu_reloc(const struct reloc_cache *cache,
489                                 const struct drm_i915_gem_object *obj)
490 {
491         if (!i915_gem_object_has_struct_page(obj))
492                 return false;
493
494         if (DBG_USE_CPU_RELOC)
495                 return DBG_USE_CPU_RELOC > 0;
496
497         return (cache->has_llc ||
498                 obj->cache_dirty ||
499                 obj->cache_level != I915_CACHE_NONE);
500 }
501
502 static int eb_reserve_vma(const struct i915_execbuffer *eb,
503                           struct i915_vma *vma)
504 {
505         struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = vma->exec_entry;
506         u64 flags;
507         int err;
508
509         flags = PIN_USER | PIN_NONBLOCK;
510         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_GTT)
511                 flags |= PIN_GLOBAL;
512
513         /*
514          * Wa32bitGeneralStateOffset & Wa32bitInstructionBaseOffset,
515          * limit address to the first 4GBs for unflagged objects.
516          */
517         if (!(entry->flags & EXEC_OBJECT_SUPPORTS_48B_ADDRESS))
518                 flags |= PIN_ZONE_4G;
519
520         if (entry->flags & __EXEC_OBJECT_NEEDS_MAP)
521                 flags |= PIN_MAPPABLE;
522
523         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED) {
524                 flags |= entry->offset | PIN_OFFSET_FIXED;
525                 flags &= ~PIN_NONBLOCK; /* force overlapping PINNED checks */
526         } else if (entry->flags & __EXEC_OBJECT_NEEDS_BIAS) {
527                 flags |= BATCH_OFFSET_BIAS | PIN_OFFSET_BIAS;
528         }
529
530         err = i915_vma_pin(vma, entry->pad_to_size, entry->alignment, flags);
531         if (err)
532                 return err;
533
534         if (entry->offset != vma->node.start) {
535                 entry->offset = vma->node.start | UPDATE;
536                 eb->args->flags |= __EXEC_HAS_RELOC;
537         }
538
539         entry->flags |= __EXEC_OBJECT_HAS_PIN;
540         GEM_BUG_ON(eb_vma_misplaced(entry, vma));
541
542         if (unlikely(entry->flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE)) {
543                 err = i915_vma_get_fence(vma);
544                 if (unlikely(err)) {
545                         i915_vma_unpin(vma);
546                         return err;
547                 }
548
549                 if (i915_vma_pin_fence(vma))
550                         entry->flags |= __EXEC_OBJECT_HAS_FENCE;
551         }
552
553         return 0;
554 }
555
556 static int eb_reserve(struct i915_execbuffer *eb)
557 {
558         const unsigned int count = eb->buffer_count;
559         struct list_head last;
560         struct i915_vma *vma;
561         unsigned int i, pass;
562         int err;
563
564         /*
565          * Attempt to pin all of the buffers into the GTT.
566          * This is done in 3 phases:
567          *
568          * 1a. Unbind all objects that do not match the GTT constraints for
569          *     the execbuffer (fenceable, mappable, alignment etc).
570          * 1b. Increment pin count for already bound objects.
571          * 2.  Bind new objects.
572          * 3.  Decrement pin count.
573          *
574          * This avoid unnecessary unbinding of later objects in order to make
575          * room for the earlier objects *unless* we need to defragment.
576          */
577
578         pass = 0;
579         err = 0;
580         do {
581                 list_for_each_entry(vma, &eb->unbound, exec_link) {
582                         err = eb_reserve_vma(eb, vma);
583                         if (err)
584                                 break;
585                 }
586                 if (err != -ENOSPC)
587                         return err;
588
589                 /* Resort *all* the objects into priority order */
590                 INIT_LIST_HEAD(&eb->unbound);
591                 INIT_LIST_HEAD(&last);
592                 for (i = 0; i < count; i++) {
593                         struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = &eb->exec[i];
594
595                         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED &&
596                             entry->flags & __EXEC_OBJECT_HAS_PIN)
597                                 continue;
598
599                         vma = exec_to_vma(entry);
600                         eb_unreserve_vma(vma, entry);
601
602                         if (entry->flags & EXEC_OBJECT_PINNED)
603                                 list_add(&vma->exec_link, &eb->unbound);
604                         else if (entry->flags & __EXEC_OBJECT_NEEDS_MAP)
605                                 list_add_tail(&vma->exec_link, &eb->unbound);
606                         else
607                                 list_add_tail(&vma->exec_link, &last);
608                 }
609                 list_splice_tail(&last, &eb->unbound);
610
611                 switch (pass++) {
612                 case 0:
613                         break;
614
615                 case 1:
616                         /* Too fragmented, unbind everything and retry */
617                         err = i915_gem_evict_vm(eb->vm);
618                         if (err)
619                                 return err;
620                         break;
621
622                 default:
623                         return -ENOSPC;
624                 }
625         } while (1);
626 }
627
628 static inline struct hlist_head *
629 ht_head(const  struct i915_gem_context_vma_lut *lut, u32 handle)
630 {
631         return &lut->ht[hash_32(handle, lut->ht_bits)];
632 }
633
634 static inline bool
635 ht_needs_resize(const struct i915_gem_context_vma_lut *lut)
636 {
637         return (4*lut->ht_count > 3*lut->ht_size ||
638                 4*lut->ht_count + 1 < lut->ht_size);
639 }
640
641 static unsigned int eb_batch_index(const struct i915_execbuffer *eb)
642 {
643         return eb->buffer_count - 1;
644 }
645
646 static int eb_select_context(struct i915_execbuffer *eb)
647 {
648         struct i915_gem_context *ctx;
649
650         ctx = i915_gem_context_lookup(eb->file->driver_priv, eb->args->rsvd1);
651         if (unlikely(IS_ERR(ctx)))
652                 return PTR_ERR(ctx);
653
654         if (unlikely(i915_gem_context_is_banned(ctx))) {
655                 DRM_DEBUG("Context %u tried to submit while banned\n",
656                           ctx->user_handle);
657                 return -EIO;
658         }
659
660         eb->ctx = i915_gem_context_get(ctx);
661         eb->vm = ctx->ppgtt ? &ctx->ppgtt->base : &eb->i915->ggtt.base;
662
663         eb->context_flags = 0;
664         if (ctx->flags & CONTEXT_NO_ZEROMAP)
665                 eb->context_flags |= __EXEC_OBJECT_NEEDS_BIAS;
666
667         return 0;
668 }
669
670 static int eb_lookup_vmas(struct i915_execbuffer *eb)
671 {
672 #define INTERMEDIATE BIT(0)
673         const unsigned int count = eb->buffer_count;
674         struct i915_gem_context_vma_lut *lut = &eb->ctx->vma_lut;
675         struct i915_vma *vma;
676         struct idr *idr;
677         unsigned int i;
678         int slow_pass = -1;
679         int err;
680
681         INIT_LIST_HEAD(&eb->relocs);
682         INIT_LIST_HEAD(&eb->unbound);
683
684         if (unlikely(lut->ht_size & I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS))
685                 flush_work(&lut->resize);
686         GEM_BUG_ON(lut->ht_size & I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS);
687
688         for (i = 0; i < count; i++) {
689                 __exec_to_vma(&eb->exec[i]) = 0;
690
691                 hlist_for_each_entry(vma,
692                                      ht_head(lut, eb->exec[i].handle),
693                                      ctx_node) {
694                         if (vma->ctx_handle != eb->exec[i].handle)
695                                 continue;
696
697                         err = eb_add_vma(eb, &eb->exec[i], vma);
698                         if (unlikely(err))
699                                 return err;
700
701                         goto next_vma;
702                 }
703
704                 if (slow_pass < 0)
705                         slow_pass = i;
706 next_vma: ;
707         }
708
709         if (slow_pass < 0)
710                 goto out;
711
712         spin_lock(&eb->file->table_lock);
713         /*
714          * Grab a reference to the object and release the lock so we can lookup
715          * or create the VMA without using GFP_ATOMIC
716          */
717         idr = &eb->file->object_idr;
718         for (i = slow_pass; i < count; i++) {
719                 struct drm_i915_gem_object *obj;
720
721                 if (__exec_to_vma(&eb->exec[i]))
722                         continue;
723
724                 obj = to_intel_bo(idr_find(idr, eb->exec[i].handle));
725                 if (unlikely(!obj)) {
726                         spin_unlock(&eb->file->table_lock);
727                         DRM_DEBUG("Invalid object handle %d at index %d\n",
728                                   eb->exec[i].handle, i);
729                         err = -ENOENT;
730                         goto err;
731                 }
732
733                 __exec_to_vma(&eb->exec[i]) = INTERMEDIATE | (uintptr_t)obj;
734         }
735         spin_unlock(&eb->file->table_lock);
736
737         for (i = slow_pass; i < count; i++) {
738                 struct drm_i915_gem_object *obj;
739
740                 if (!(__exec_to_vma(&eb->exec[i]) & INTERMEDIATE))
741                         continue;
742
743                 /*
744                  * NOTE: We can leak any vmas created here when something fails
745                  * later on. But that's no issue since vma_unbind can deal with
746                  * vmas which are not actually bound. And since only
747                  * lookup_or_create exists as an interface to get at the vma
748                  * from the (obj, vm) we don't run the risk of creating
749                  * duplicated vmas for the same vm.
750                  */
751                 obj = u64_to_ptr(typeof(*obj),
752                                  __exec_to_vma(&eb->exec[i]) & ~INTERMEDIATE);
753                 vma = i915_vma_instance(obj, eb->vm, NULL);
754                 if (unlikely(IS_ERR(vma))) {
755                         DRM_DEBUG("Failed to lookup VMA\n");
756                         err = PTR_ERR(vma);
757                         goto err;
758                 }
759
760                 /* First come, first served */
761                 if (!vma->ctx) {
762                         vma->ctx = eb->ctx;
763                         vma->ctx_handle = eb->exec[i].handle;
764                         hlist_add_head(&vma->ctx_node,
765                                        ht_head(lut, eb->exec[i].handle));
766                         lut->ht_count++;
767                         lut->ht_size |= I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS;
768                         if (i915_vma_is_ggtt(vma)) {
769                                 GEM_BUG_ON(obj->vma_hashed);
770                                 obj->vma_hashed = vma;
771                         }
772                 }
773
774                 err = eb_add_vma(eb, &eb->exec[i], vma);
775                 if (unlikely(err))
776                         goto err;
777         }
778
779         if (lut->ht_size & I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS) {
780                 if (ht_needs_resize(lut))
781                         queue_work(system_highpri_wq, &lut->resize);
782                 else
783                         lut->ht_size &= ~I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS;
784         }
785
786 out:
787         /* take note of the batch buffer before we might reorder the lists */
788         i = eb_batch_index(eb);
789         eb->batch = exec_to_vma(&eb->exec[i]);
790
791         /*
792          * SNA is doing fancy tricks with compressing batch buffers, which leads
793          * to negative relocation deltas. Usually that works out ok since the
794          * relocate address is still positive, except when the batch is placed
795          * very low in the GTT. Ensure this doesn't happen.
796          *
797          * Note that actual hangs have only been observed on gen7, but for
798          * paranoia do it everywhere.
799          */
800         if (!(eb->exec[i].flags & EXEC_OBJECT_PINNED))
801                 eb->exec[i].flags |= __EXEC_OBJECT_NEEDS_BIAS;
802         if (eb->reloc_cache.has_fence)
803                 eb->exec[i].flags |= EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE;
804
805         eb->args->flags |= __EXEC_VALIDATED;
806         return eb_reserve(eb);
807
808 err:
809         for (i = slow_pass; i < count; i++) {
810                 if (__exec_to_vma(&eb->exec[i]) & INTERMEDIATE)
811                         __exec_to_vma(&eb->exec[i]) = 0;
812         }
813         lut->ht_size &= ~I915_CTX_RESIZE_IN_PROGRESS;
814         return err;
815 #undef INTERMEDIATE
816 }
817
818 static struct i915_vma *
819 eb_get_vma(const struct i915_execbuffer *eb, unsigned long handle)
820 {
821         if (eb->lut_size < 0) {
822                 if (handle >= -eb->lut_size)
823                         return NULL;
824                 return exec_to_vma(&eb->exec[handle]);
825         } else {
826                 struct hlist_head *head;
827                 struct i915_vma *vma;
828
829                 head = &eb->buckets[hash_32(handle, eb->lut_size)];
830                 hlist_for_each_entry(vma, head, exec_node) {
831                         if (vma->exec_handle == handle)
832                                 return vma;
833                 }
834                 return NULL;
835         }
836 }
837
838 static void eb_release_vmas(const struct i915_execbuffer *eb)
839 {
840         const unsigned int count = eb->buffer_count;
841         unsigned int i;
842
843         for (i = 0; i < count; i++) {
844                 struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = &eb->exec[i];
845                 struct i915_vma *vma = exec_to_vma(entry);
846
847                 if (!vma)
848                         continue;
849
850                 GEM_BUG_ON(vma->exec_entry != entry);
851                 vma->exec_entry = NULL;
852
853                 eb_unreserve_vma(vma, entry);
854
855                 i915_vma_put(vma);
856         }
857 }
858
859 static void eb_reset_vmas(const struct i915_execbuffer *eb)
860 {
861         eb_release_vmas(eb);
862         if (eb->lut_size >= 0)
863                 memset(eb->buckets, 0,
864                        sizeof(struct hlist_head) << eb->lut_size);
865 }
866
867 static void eb_destroy(const struct i915_execbuffer *eb)
868 {
869         if (eb->lut_size >= 0)
870                 kfree(eb->buckets);
871 }
872
873 static inline u64
874 relocation_target(const struct drm_i915_gem_relocation_entry *reloc,
875                   const struct i915_vma *target)
876 {
877         return gen8_canonical_addr((int)reloc->delta + target->node.start);
878 }
879
880 static void reloc_cache_init(struct reloc_cache *cache,
881                              struct drm_i915_private *i915)
882 {
883         cache->page = -1;
884         cache->vaddr = 0;
885         /* Must be a variable in the struct to allow GCC to unroll. */
886         cache->has_llc = HAS_LLC(i915);
887         cache->has_fence = INTEL_GEN(i915) < 4;
888         cache->needs_unfenced = INTEL_INFO(i915)->unfenced_needs_alignment;
889         cache->use_64bit_reloc = HAS_64BIT_RELOC(i915);
890         cache->node.allocated = false;
891 }
892
893 static inline void *unmask_page(unsigned long p)
894 {
895         return (void *)(uintptr_t)(p & PAGE_MASK);
896 }
897
898 static inline unsigned int unmask_flags(unsigned long p)
899 {
900         return p & ~PAGE_MASK;
901 }
902
903 #define KMAP 0x4 /* after CLFLUSH_FLAGS */
904
905 static inline struct i915_ggtt *cache_to_ggtt(struct reloc_cache *cache)
906 {
907         struct drm_i915_private *i915 =
908                 container_of(cache, struct i915_execbuffer, reloc_cache)->i915;
909         return &i915->ggtt;
910 }
911
912 static void reloc_cache_reset(struct reloc_cache *cache)
913 {
914         void *vaddr;
915
916         if (!cache->vaddr)
917                 return;
918
919         vaddr = unmask_page(cache->vaddr);
920         if (cache->vaddr & KMAP) {
921                 if (cache->vaddr & CLFLUSH_AFTER)
922                         mb();
923
924                 kunmap_atomic(vaddr);
925                 i915_gem_obj_finish_shmem_access((struct drm_i915_gem_object *)cache->node.mm);
926         } else {
927                 wmb();
928                 io_mapping_unmap_atomic((void __iomem *)vaddr);
929                 if (cache->node.allocated) {
930                         struct i915_ggtt *ggtt = cache_to_ggtt(cache);
931
932                         ggtt->base.clear_range(&ggtt->base,
933                                                cache->node.start,
934                                                cache->node.size);
935                         drm_mm_remove_node(&cache->node);
936                 } else {
937                         i915_vma_unpin((struct i915_vma *)cache->node.mm);
938                 }
939         }
940
941         cache->vaddr = 0;
942         cache->page = -1;
943 }
944
945 static void *reloc_kmap(struct drm_i915_gem_object *obj,
946                         struct reloc_cache *cache,
947                         unsigned long page)
948 {
949         void *vaddr;
950
951         if (cache->vaddr) {
952                 kunmap_atomic(unmask_page(cache->vaddr));
953         } else {
954                 unsigned int flushes;
955                 int err;
956
957                 err = i915_gem_obj_prepare_shmem_write(obj, &flushes);
958                 if (err)
959                         return ERR_PTR(err);
960
961                 BUILD_BUG_ON(KMAP & CLFLUSH_FLAGS);
962                 BUILD_BUG_ON((KMAP | CLFLUSH_FLAGS) & PAGE_MASK);
963
964                 cache->vaddr = flushes | KMAP;
965                 cache->node.mm = (void *)obj;
966                 if (flushes)
967                         mb();
968         }
969
970         vaddr = kmap_atomic(i915_gem_object_get_dirty_page(obj, page));
971         cache->vaddr = unmask_flags(cache->vaddr) | (unsigned long)vaddr;
972         cache->page = page;
973
974         return vaddr;
975 }
976
977 static void *reloc_iomap(struct drm_i915_gem_object *obj,
978                          struct reloc_cache *cache,
979                          unsigned long page)
980 {
981         struct i915_ggtt *ggtt = cache_to_ggtt(cache);
982         unsigned long offset;
983         void *vaddr;
984
985         if (cache->vaddr) {
986                 io_mapping_unmap_atomic((void __force __iomem *) unmask_page(cache->vaddr));
987         } else {
988                 struct i915_vma *vma;
989                 int err;
990
991                 if (use_cpu_reloc(cache, obj))
992                         return NULL;
993
994                 err = i915_gem_object_set_to_gtt_domain(obj, true);
995                 if (err)
996                         return ERR_PTR(err);
997
998                 vma = i915_gem_object_ggtt_pin(obj, NULL, 0, 0,
999                                                PIN_MAPPABLE | PIN_NONBLOCK);
1000                 if (IS_ERR(vma)) {
1001                         memset(&cache->node, 0, sizeof(cache->node));
1002                         err = drm_mm_insert_node_in_range
1003                                 (&ggtt->base.mm, &cache->node,
1004                                  PAGE_SIZE, 0, I915_COLOR_UNEVICTABLE,
1005                                  0, ggtt->mappable_end,
1006                                  DRM_MM_INSERT_LOW);
1007                         if (err) /* no inactive aperture space, use cpu reloc */
1008                                 return NULL;
1009                 } else {
1010                         err = i915_vma_put_fence(vma);
1011                         if (err) {
1012                                 i915_vma_unpin(vma);
1013                                 return ERR_PTR(err);
1014                         }
1015
1016                         cache->node.start = vma->node.start;
1017                         cache->node.mm = (void *)vma;
1018                 }
1019         }
1020
1021         offset = cache->node.start;
1022         if (cache->node.allocated) {
1023                 wmb();
1024                 ggtt->base.insert_page(&ggtt->base,
1025                                        i915_gem_object_get_dma_address(obj, page),
1026                                        offset, I915_CACHE_NONE, 0);
1027         } else {
1028                 offset += page << PAGE_SHIFT;
1029         }
1030
1031         vaddr = (void __force *)io_mapping_map_atomic_wc(&ggtt->mappable,
1032                                                          offset);
1033         cache->page = page;
1034         cache->vaddr = (unsigned long)vaddr;
1035
1036         return vaddr;
1037 }
1038
1039 static void *reloc_vaddr(struct drm_i915_gem_object *obj,
1040                          struct reloc_cache *cache,
1041                          unsigned long page)
1042 {
1043         void *vaddr;
1044
1045         if (cache->page == page) {
1046                 vaddr = unmask_page(cache->vaddr);
1047         } else {
1048                 vaddr = NULL;
1049                 if ((cache->vaddr & KMAP) == 0)
1050                         vaddr = reloc_iomap(obj, cache, page);
1051                 if (!vaddr)
1052                         vaddr = reloc_kmap(obj, cache, page);
1053         }
1054
1055         return vaddr;
1056 }
1057
1058 static void clflush_write32(u32 *addr, u32 value, unsigned int flushes)
1059 {
1060         if (unlikely(flushes & (CLFLUSH_BEFORE | CLFLUSH_AFTER))) {
1061                 if (flushes & CLFLUSH_BEFORE) {
1062                         clflushopt(addr);
1063                         mb();
1064                 }
1065
1066                 *addr = value;
1067
1068                 /*
1069                  * Writes to the same cacheline are serialised by the CPU
1070                  * (including clflush). On the write path, we only require
1071                  * that it hits memory in an orderly fashion and place
1072                  * mb barriers at the start and end of the relocation phase
1073                  * to ensure ordering of clflush wrt to the system.
1074                  */
1075                 if (flushes & CLFLUSH_AFTER)
1076                         clflushopt(addr);
1077         } else
1078                 *addr = value;
1079 }
1080
1081 static u64
1082 relocate_entry(struct i915_vma *vma,
1083                const struct drm_i915_gem_relocation_entry *reloc,
1084                struct i915_execbuffer *eb,
1085                const struct i915_vma *target)
1086 {
1087         struct drm_i915_gem_object *obj = vma->obj;
1088         u64 offset = reloc->offset;
1089         u64 target_offset = relocation_target(reloc, target);
1090         bool wide = eb->reloc_cache.use_64bit_reloc;
1091         void *vaddr;
1092
1093 repeat:
1094         vaddr = reloc_vaddr(obj, &eb->reloc_cache, offset >> PAGE_SHIFT);
1095         if (IS_ERR(vaddr))
1096                 return PTR_ERR(vaddr);
1097
1098         clflush_write32(vaddr + offset_in_page(offset),
1099                         lower_32_bits(target_offset),
1100                         eb->reloc_cache.vaddr);
1101
1102         if (wide) {
1103                 offset += sizeof(u32);
1104                 target_offset >>= 32;
1105                 wide = false;
1106                 goto repeat;
1107         }
1108
1109         return target->node.start | UPDATE;
1110 }
1111
1112 static u64
1113 eb_relocate_entry(struct i915_execbuffer *eb,
1114                   struct i915_vma *vma,
1115                   const struct drm_i915_gem_relocation_entry *reloc)
1116 {
1117         struct i915_vma *target;
1118         int err;
1119
1120         /* we've already hold a reference to all valid objects */
1121         target = eb_get_vma(eb, reloc->target_handle);
1122         if (unlikely(!target))
1123                 return -ENOENT;
1124
1125         /* Validate that the target is in a valid r/w GPU domain */
1126         if (unlikely(reloc->write_domain & (reloc->write_domain - 1))) {
1127                 DRM_DEBUG("reloc with multiple write domains: "
1128                           "target %d offset %d "
1129                           "read %08x write %08x",
1130                           reloc->target_handle,
1131                           (int) reloc->offset,
1132                           reloc->read_domains,
1133                           reloc->write_domain);
1134                 return -EINVAL;
1135         }
1136         if (unlikely((reloc->write_domain | reloc->read_domains)
1137                      & ~I915_GEM_GPU_DOMAINS)) {
1138                 DRM_DEBUG("reloc with read/write non-GPU domains: "
1139                           "target %d offset %d "
1140                           "read %08x write %08x",
1141                           reloc->target_handle,
1142                           (int) reloc->offset,
1143                           reloc->read_domains,
1144                           reloc->write_domain);
1145                 return -EINVAL;
1146         }
1147
1148         if (reloc->write_domain) {
1149                 target->exec_entry->flags |= EXEC_OBJECT_WRITE;
1150
1151                 /*
1152                  * Sandybridge PPGTT errata: We need a global gtt mapping
1153                  * for MI and pipe_control writes because the gpu doesn't
1154                  * properly redirect them through the ppgtt for non_secure
1155                  * batchbuffers.
1156                  */
1157                 if (reloc->write_domain == I915_GEM_DOMAIN_INSTRUCTION &&
1158                     IS_GEN6(eb->i915)) {
1159                         err = i915_vma_bind(target, target->obj->cache_level,
1160                                             PIN_GLOBAL);
1161                         if (WARN_ONCE(err,
1162                                       "Unexpected failure to bind target VMA!"))
1163                                 return err;
1164                 }
1165         }
1166
1167         /*
1168          * If the relocation already has the right value in it, no
1169          * more work needs to be done.
1170          */
1171         if (gen8_canonical_addr(target->node.start) == reloc->presumed_offset)
1172                 return 0;
1173
1174         /* Check that the relocation address is valid... */
1175         if (unlikely(reloc->offset >
1176                      vma->size - (eb->reloc_cache.use_64bit_reloc ? 8 : 4))) {
1177                 DRM_DEBUG("Relocation beyond object bounds: "
1178                           "target %d offset %d size %d.\n",
1179                           reloc->target_handle,
1180                           (int)reloc->offset,
1181                           (int)vma->size);
1182                 return -EINVAL;
1183         }
1184         if (unlikely(reloc->offset & 3)) {
1185                 DRM_DEBUG("Relocation not 4-byte aligned: "
1186                           "target %d offset %d.\n",
1187                           reloc->target_handle,
1188                           (int)reloc->offset);
1189                 return -EINVAL;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * If we write into the object, we need to force the synchronisation
1194          * barrier, either with an asynchronous clflush or if we executed the
1195          * patching using the GPU (though that should be serialised by the
1196          * timeline). To be completely sure, and since we are required to
1197          * do relocations we are already stalling, disable the user's opt
1198          * of our synchronisation.
1199          */
1200         vma->exec_entry->flags &= ~EXEC_OBJECT_ASYNC;
1201
1202         /* and update the user's relocation entry */
1203         return relocate_entry(vma, reloc, eb, target);
1204 }
1205
1206 static int eb_relocate_vma(struct i915_execbuffer *eb, struct i915_vma *vma)
1207 {
1208 #define N_RELOC(x) ((x) / sizeof(struct drm_i915_gem_relocation_entry))
1209         struct drm_i915_gem_relocation_entry stack[N_RELOC(512)];
1210         struct drm_i915_gem_relocation_entry __user *urelocs;
1211         const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = vma->exec_entry;
1212         unsigned int remain;
1213
1214         urelocs = u64_to_user_ptr(entry->relocs_ptr);
1215         remain = entry->relocation_count;
1216         if (unlikely(remain > N_RELOC(ULONG_MAX)))
1217                 return -EINVAL;
1218
1219         /*
1220          * We must check that the entire relocation array is safe
1221          * to read. However, if the array is not writable the user loses
1222          * the updated relocation values.
1223          */
1224         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, urelocs, remain*sizeof(urelocs))))
1225                 return -EFAULT;
1226
1227         do {
1228                 struct drm_i915_gem_relocation_entry *r = stack;
1229                 unsigned int count =
1230                         min_t(unsigned int, remain, ARRAY_SIZE(stack));
1231                 unsigned int copied;
1232
1233                 /*
1234                  * This is the fast path and we cannot handle a pagefault
1235                  * whilst holding the struct mutex lest the user pass in the
1236                  * relocations contained within a mmaped bo. For in such a case
1237                  * we, the page fault handler would call i915_gem_fault() and
1238                  * we would try to acquire the struct mutex again. Obviously
1239                  * this is bad and so lockdep complains vehemently.
1240                  */
1241                 pagefault_disable();
1242                 copied = __copy_from_user_inatomic(r, urelocs, count * sizeof(r[0]));
1243                 pagefault_enable();
1244                 if (unlikely(copied)) {
1245                         remain = -EFAULT;
1246                         goto out;
1247                 }
1248
1249                 remain -= count;
1250                 do {
1251                         u64 offset = eb_relocate_entry(eb, vma, r);
1252
1253                         if (likely(offset == 0)) {
1254                         } else if ((s64)offset < 0) {
1255                                 remain = (int)offset;
1256                                 goto out;
1257                         } else {
1258                                 /*
1259                                  * Note that reporting an error now
1260                                  * leaves everything in an inconsistent
1261                                  * state as we have *already* changed
1262                                  * the relocation value inside the
1263                                  * object. As we have not changed the
1264                                  * reloc.presumed_offset or will not
1265                                  * change the execobject.offset, on the
1266                                  * call we may not rewrite the value
1267                                  * inside the object, leaving it
1268                                  * dangling and causing a GPU hang. Unless
1269                                  * userspace dynamically rebuilds the
1270                                  * relocations on each execbuf rather than
1271                                  * presume a static tree.
1272                                  *
1273                                  * We did previously check if the relocations
1274                                  * were writable (access_ok), an error now
1275                                  * would be a strange race with mprotect,
1276                                  * having already demonstrated that we
1277                                  * can read from this userspace address.
1278                                  */
1279                                 offset = gen8_canonical_addr(offset & ~UPDATE);
1280                                 __put_user(offset,
1281                                            &urelocs[r-stack].presumed_offset);
1282                         }
1283                 } while (r++, --count);
1284                 urelocs += ARRAY_SIZE(stack);
1285         } while (remain);
1286 out:
1287         reloc_cache_reset(&eb->reloc_cache);
1288         return remain;
1289 }
1290
1291 static int
1292 eb_relocate_vma_slow(struct i915_execbuffer *eb, struct i915_vma *vma)
1293 {
1294         const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = vma->exec_entry;
1295         struct drm_i915_gem_relocation_entry *relocs =
1296                 u64_to_ptr(typeof(*relocs), entry->relocs_ptr);
1297         unsigned int i;
1298         int err;
1299
1300         for (i = 0; i < entry->relocation_count; i++) {
1301                 u64 offset = eb_relocate_entry(eb, vma, &relocs[i]);
1302
1303                 if ((s64)offset < 0) {
1304                         err = (int)offset;
1305                         goto err;
1306                 }
1307         }
1308         err = 0;
1309 err:
1310         reloc_cache_reset(&eb->reloc_cache);
1311         return err;
1312 }
1313
1314 static int check_relocations(const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry)
1315 {
1316         const char __user *addr, *end;
1317         unsigned long size;
1318         char __maybe_unused c;
1319
1320         size = entry->relocation_count;
1321         if (size == 0)
1322                 return 0;
1323
1324         if (size > N_RELOC(ULONG_MAX))
1325                 return -EINVAL;
1326
1327         addr = u64_to_user_ptr(entry->relocs_ptr);
1328         size *= sizeof(struct drm_i915_gem_relocation_entry);
1329         if (!access_ok(VERIFY_READ, addr, size))
1330                 return -EFAULT;
1331
1332         end = addr + size;
1333         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
1334                 int err = __get_user(c, addr);
1335                 if (err)
1336                         return err;
1337         }
1338         return __get_user(c, end - 1);
1339 }
1340
1341 static int eb_copy_relocations(const struct i915_execbuffer *eb)
1342 {
1343         const unsigned int count = eb->buffer_count;
1344         unsigned int i;
1345         int err;
1346
1347         for (i = 0; i < count; i++) {
1348                 const unsigned int nreloc = eb->exec[i].relocation_count;
1349                 struct drm_i915_gem_relocation_entry __user *urelocs;
1350                 struct drm_i915_gem_relocation_entry *relocs;
1351                 unsigned long size;
1352                 unsigned long copied;
1353
1354                 if (nreloc == 0)
1355                         continue;
1356
1357                 err = check_relocations(&eb->exec[i]);
1358                 if (err)
1359                         goto err;
1360
1361                 urelocs = u64_to_user_ptr(eb->exec[i].relocs_ptr);
1362                 size = nreloc * sizeof(*relocs);
1363
1364                 relocs = kvmalloc_array(size, 1, GFP_TEMPORARY);
1365                 if (!relocs) {
1366                         kvfree(relocs);
1367                         err = -ENOMEM;
1368                         goto err;
1369                 }
1370
1371                 /* copy_from_user is limited to < 4GiB */
1372                 copied = 0;
1373                 do {
1374                         unsigned int len =
1375                                 min_t(u64, BIT_ULL(31), size - copied);
1376
1377                         if (__copy_from_user((char *)relocs + copied,
1378                                              (char *)urelocs + copied,
1379                                              len)) {
1380                                 kvfree(relocs);
1381                                 err = -EFAULT;
1382                                 goto err;
1383                         }
1384
1385                         copied += len;
1386                 } while (copied < size);
1387
1388                 /*
1389                  * As we do not update the known relocation offsets after
1390                  * relocating (due to the complexities in lock handling),
1391                  * we need to mark them as invalid now so that we force the
1392                  * relocation processing next time. Just in case the target
1393                  * object is evicted and then rebound into its old
1394                  * presumed_offset before the next execbuffer - if that
1395                  * happened we would make the mistake of assuming that the
1396                  * relocations were valid.
1397                  */
1398                 user_access_begin();
1399                 for (copied = 0; copied < nreloc; copied++)
1400                         unsafe_put_user(-1,
1401                                         &urelocs[copied].presumed_offset,
1402                                         end_user);
1403 end_user:
1404                 user_access_end();
1405
1406                 eb->exec[i].relocs_ptr = (uintptr_t)relocs;
1407         }
1408
1409         return 0;
1410
1411 err:
1412         while (i--) {
1413                 struct drm_i915_gem_relocation_entry *relocs =
1414                         u64_to_ptr(typeof(*relocs), eb->exec[i].relocs_ptr);
1415                 if (eb->exec[i].relocation_count)
1416                         kvfree(relocs);
1417         }
1418         return err;
1419 }
1420
1421 static int eb_prefault_relocations(const struct i915_execbuffer *eb)
1422 {
1423         const unsigned int count = eb->buffer_count;
1424         unsigned int i;
1425
1426         if (unlikely(i915.prefault_disable))
1427                 return 0;
1428
1429         for (i = 0; i < count; i++) {
1430                 int err;
1431
1432                 err = check_relocations(&eb->exec[i]);
1433                 if (err)
1434                         return err;
1435         }
1436
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 static noinline int eb_relocate_slow(struct i915_execbuffer *eb)
1441 {
1442         struct drm_device *dev = &eb->i915->drm;
1443         bool have_copy = false;
1444         struct i915_vma *vma;
1445         int err = 0;
1446
1447 repeat:
1448         if (signal_pending(current)) {
1449                 err = -ERESTARTSYS;
1450                 goto out;
1451         }
1452
1453         /* We may process another execbuffer during the unlock... */
1454         eb_reset_vmas(eb);
1455         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1456
1457         /*
1458          * We take 3 passes through the slowpatch.
1459          *
1460          * 1 - we try to just prefault all the user relocation entries and
1461          * then attempt to reuse the atomic pagefault disabled fast path again.
1462          *
1463          * 2 - we copy the user entries to a local buffer here outside of the
1464          * local and allow ourselves to wait upon any rendering before
1465          * relocations
1466          *
1467          * 3 - we already have a local copy of the relocation entries, but
1468          * were interrupted (EAGAIN) whilst waiting for the objects, try again.
1469          */
1470         if (!err) {
1471                 err = eb_prefault_relocations(eb);
1472         } else if (!have_copy) {
1473                 err = eb_copy_relocations(eb);
1474                 have_copy = err == 0;
1475         } else {
1476                 cond_resched();
1477                 err = 0;
1478         }
1479         if (err) {
1480                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1481                 goto out;
1482         }
1483
1484         err = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
1485         if (err) {
1486                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1487                 goto out;
1488         }
1489
1490         /* reacquire the objects */
1491         err = eb_lookup_vmas(eb);
1492         if (err)
1493                 goto err;
1494
1495         list_for_each_entry(vma, &eb->relocs, reloc_link) {
1496                 if (!have_copy) {
1497                         pagefault_disable();
1498                         err = eb_relocate_vma(eb, vma);
1499                         pagefault_enable();
1500                         if (err)
1501                                 goto repeat;
1502                 } else {
1503                         err = eb_relocate_vma_slow(eb, vma);
1504                         if (err)
1505                                 goto err;
1506                 }
1507         }
1508
1509         /*
1510          * Leave the user relocations as are, this is the painfully slow path,
1511          * and we want to avoid the complication of dropping the lock whilst
1512          * having buffers reserved in the aperture and so causing spurious
1513          * ENOSPC for random operations.
1514          */
1515
1516 err:
1517         if (err == -EAGAIN)
1518                 goto repeat;
1519
1520 out:
1521         if (have_copy) {
1522                 const unsigned int count = eb->buffer_count;
1523                 unsigned int i;
1524
1525                 for (i = 0; i < count; i++) {
1526                         const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry =
1527                                 &eb->exec[i];
1528                         struct drm_i915_gem_relocation_entry *relocs;
1529
1530                         if (!entry->relocation_count)
1531                                 continue;
1532
1533                         relocs = u64_to_ptr(typeof(*relocs), entry->relocs_ptr);
1534                         kvfree(relocs);
1535                 }
1536         }
1537
1538         return err ?: have_copy;
1539 }
1540
1541 static int eb_relocate(struct i915_execbuffer *eb)
1542 {
1543         if (eb_lookup_vmas(eb))
1544                 goto slow;
1545
1546         /* The objects are in their final locations, apply the relocations. */
1547         if (eb->args->flags & __EXEC_HAS_RELOC) {
1548                 struct i915_vma *vma;
1549
1550                 list_for_each_entry(vma, &eb->relocs, reloc_link) {
1551                         if (eb_relocate_vma(eb, vma))
1552                                 goto slow;
1553                 }
1554         }
1555
1556         return 0;
1557
1558 slow:
1559         return eb_relocate_slow(eb);
1560 }
1561
1562 static void eb_export_fence(struct drm_i915_gem_object *obj,
1563                             struct drm_i915_gem_request *req,
1564                             unsigned int flags)
1565 {
1566         struct reservation_object *resv = obj->resv;
1567
1568         /*
1569          * Ignore errors from failing to allocate the new fence, we can't
1570          * handle an error right now. Worst case should be missed
1571          * synchronisation leading to rendering corruption.
1572          */
1573         reservation_object_lock(resv, NULL);
1574         if (flags & EXEC_OBJECT_WRITE)
1575                 reservation_object_add_excl_fence(resv, &req->fence);
1576         else if (reservation_object_reserve_shared(resv) == 0)
1577                 reservation_object_add_shared_fence(resv, &req->fence);
1578         reservation_object_unlock(resv);
1579 }
1580
1581 static int eb_move_to_gpu(struct i915_execbuffer *eb)
1582 {
1583         const unsigned int count = eb->buffer_count;
1584         unsigned int i;
1585         int err;
1586
1587         for (i = 0; i < count; i++) {
1588                 const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = &eb->exec[i];
1589                 struct i915_vma *vma = exec_to_vma(entry);
1590                 struct drm_i915_gem_object *obj = vma->obj;
1591
1592                 if (entry->flags & EXEC_OBJECT_CAPTURE) {
1593                         struct i915_gem_capture_list *capture;
1594
1595                         capture = kmalloc(sizeof(*capture), GFP_KERNEL);
1596                         if (unlikely(!capture))
1597                                 return -ENOMEM;
1598
1599                         capture->next = eb->request->capture_list;
1600                         capture->vma = vma;
1601                         eb->request->capture_list = capture;
1602                 }
1603
1604                 if (entry->flags & EXEC_OBJECT_ASYNC)
1605                         goto skip_flushes;
1606
1607                 if (unlikely(obj->cache_dirty && !obj->cache_coherent))
1608                         i915_gem_clflush_object(obj, 0);
1609
1610                 err = i915_gem_request_await_object
1611                         (eb->request, obj, entry->flags & EXEC_OBJECT_WRITE);
1612                 if (err)
1613                         return err;
1614
1615 skip_flushes:
1616                 i915_vma_move_to_active(vma, eb->request, entry->flags);
1617                 __eb_unreserve_vma(vma, entry);
1618                 vma->exec_entry = NULL;
1619         }
1620
1621         for (i = 0; i < count; i++) {
1622                 const struct drm_i915_gem_exec_object2 *entry = &eb->exec[i];
1623                 struct i915_vma *vma = exec_to_vma(entry);
1624
1625                 eb_export_fence(vma->obj, eb->request, entry->flags);
1626                 i915_vma_put(vma);
1627         }
1628         eb->exec = NULL;
1629
1630         /* Unconditionally flush any chipset caches (for streaming writes). */
1631         i915_gem_chipset_flush(eb->i915);
1632
1633         /* Unconditionally invalidate GPU caches and TLBs. */
1634         return eb->engine->emit_flush(eb->request, EMIT_INVALIDATE);
1635 }
1636
1637 static bool i915_gem_check_execbuffer(struct drm_i915_gem_execbuffer2 *exec)
1638 {
1639         if (exec->flags & __I915_EXEC_ILLEGAL_FLAGS)
1640                 return false;
1641
1642         /* Kernel clipping was a DRI1 misfeature */
1643         if (exec->num_cliprects || exec->cliprects_ptr)
1644                 return false;
1645
1646         if (exec->DR4 == 0xffffffff) {
1647                 DRM_DEBUG("UXA submitting garbage DR4, fixing up\n");
1648                 exec->DR4 = 0;
1649         }
1650         if (exec->DR1 || exec->DR4)
1651                 return false;
1652
1653         if ((exec->batch_start_offset | exec->batch_len) & 0x7)
1654                 return false;
1655
1656         return true;
1657 }
1658
1659 void i915_vma_move_to_active(struct i915_vma *vma,
1660                              struct drm_i915_gem_request *req,
1661                              unsigned int flags)
1662 {
1663         struct drm_i915_gem_object *obj = vma->obj;
1664         const unsigned int idx = req->engine->id;
1665
1666         lockdep_assert_held(&req->i915->drm.struct_mutex);
1667         GEM_BUG_ON(!drm_mm_node_allocated(&vma->node));
1668
1669         /*
1670          * Add a reference if we're newly entering the active list.
1671          * The order in which we add operations to the retirement queue is
1672          * vital here: mark_active adds to the start of the callback list,
1673          * such that subsequent callbacks are called first. Therefore we
1674          * add the active reference first and queue for it to be dropped
1675          * *last*.
1676          */
1677         if (!i915_vma_is_active(vma))
1678                 obj->active_count++;
1679         i915_vma_set_active(vma, idx);
1680         i915_gem_active_set(&vma->last_read[idx], req);
1681         list_move_tail(&vma->vm_link, &vma->vm->active_list);
1682
1683         obj->base.write_domain = 0;
1684         if (flags & EXEC_OBJECT_WRITE) {
1685                 obj->base.write_domain = I915_GEM_DOMAIN_RENDER;
1686
1687                 if (intel_fb_obj_invalidate(obj, ORIGIN_CS))
1688                         i915_gem_active_set(&obj->frontbuffer_write, req);
1689
1690                 obj->base.read_domains = 0;
1691         }
1692         obj->base.read_domains |= I915_GEM_GPU_DOMAINS;
1693
1694         if (flags & EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE)
1695                 i915_gem_active_set(&vma->last_fence, req);
1696 }
1697
1698 static int i915_reset_gen7_sol_offsets(struct drm_i915_gem_request *req)
1699 {
1700         u32 *cs;
1701         int i;
1702
1703         if (!IS_GEN7(req->i915) || req->engine->id != RCS) {
1704                 DRM_DEBUG("sol reset is gen7/rcs only\n");
1705                 return -EINVAL;
1706         }
1707
1708         cs = intel_ring_begin(req, 4 * 2 + 2);
1709         if (IS_ERR(cs))
1710                 return PTR_ERR(cs);
1711
1712         *cs++ = MI_LOAD_REGISTER_IMM(4);
1713         for (i = 0; i < 4; i++) {
1714                 *cs++ = i915_mmio_reg_offset(GEN7_SO_WRITE_OFFSET(i));
1715                 *cs++ = 0;
1716         }
1717         *cs++ = MI_NOOP;
1718         intel_ring_advance(req, cs);
1719
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 static struct i915_vma *eb_parse(struct i915_execbuffer *eb, bool is_master)
1724 {
1725         struct drm_i915_gem_object *shadow_batch_obj;
1726         struct i915_vma *vma;
1727         int err;
1728
1729         shadow_batch_obj = i915_gem_batch_pool_get(&eb->engine->batch_pool,
1730                                                    PAGE_ALIGN(eb->batch_len));
1731         if (IS_ERR(shadow_batch_obj))
1732                 return ERR_CAST(shadow_batch_obj);
1733
1734         err = intel_engine_cmd_parser(eb->engine,
1735                                       eb->batch->obj,
1736                                       shadow_batch_obj,
1737                                       eb->batch_start_offset,
1738                                       eb->batch_len,
1739                                       is_master);
1740         if (err) {
1741                 if (err == -EACCES) /* unhandled chained batch */
1742                         vma = NULL;
1743                 else
1744                         vma = ERR_PTR(err);
1745                 goto out;
1746         }
1747
1748         vma = i915_gem_object_ggtt_pin(shadow_batch_obj, NULL, 0, 0, 0);
1749         if (IS_ERR(vma))
1750                 goto out;
1751
1752         vma->exec_entry =
1753                 memset(&eb->exec[eb->buffer_count++],
1754                        0, sizeof(*vma->exec_entry));
1755         vma->exec_entry->flags = __EXEC_OBJECT_HAS_PIN;
1756         __exec_to_vma(vma->exec_entry) = (uintptr_t)i915_vma_get(vma);
1757
1758 out:
1759         i915_gem_object_unpin_pages(shadow_batch_obj);
1760         return vma;
1761 }
1762
1763 static void
1764 add_to_client(struct drm_i915_gem_request *req, struct drm_file *file)
1765 {
1766         req->file_priv = file->driver_priv;
1767         list_add_tail(&req->client_link, &req->file_priv->mm.request_list);
1768 }
1769
1770 static int eb_submit(struct i915_execbuffer *eb)
1771 {
1772         int err;
1773
1774         err = eb_move_to_gpu(eb);
1775         if (err)
1776                 return err;
1777
1778         err = i915_switch_context(eb->request);
1779         if (err)
1780                 return err;
1781
1782         if (eb->args->flags & I915_EXEC_GEN7_SOL_RESET) {
1783                 err = i915_reset_gen7_sol_offsets(eb->request);
1784                 if (err)
1785                         return err;
1786         }
1787
1788         err = eb->engine->emit_bb_start(eb->request,
1789                                         eb->batch->node.start +
1790                                         eb->batch_start_offset,
1791                                         eb->batch_len,
1792                                         eb->batch_flags);
1793         if (err)
1794                 return err;
1795
1796         return 0;
1797 }
1798
1799 /**
1800  * Find one BSD ring to dispatch the corresponding BSD command.
1801  * The engine index is returned.
1802  */
1803 static unsigned int
1804 gen8_dispatch_bsd_engine(struct drm_i915_private *dev_priv,
1805                          struct drm_file *file)
1806 {
1807         struct drm_i915_file_private *file_priv = file->driver_priv;
1808
1809         /* Check whether the file_priv has already selected one ring. */
1810         if ((int)file_priv->bsd_engine < 0)
1811                 file_priv->bsd_engine = atomic_fetch_xor(1,
1812                          &dev_priv->mm.bsd_engine_dispatch_index);
1813
1814         return file_priv->bsd_engine;
1815 }
1816
1817 #define I915_USER_RINGS (4)
1818
1819 static const enum intel_engine_id user_ring_map[I915_USER_RINGS + 1] = {
1820         [I915_EXEC_DEFAULT]     = RCS,
1821         [I915_EXEC_RENDER]      = RCS,
1822         [I915_EXEC_BLT]         = BCS,
1823         [I915_EXEC_BSD]         = VCS,
1824         [I915_EXEC_VEBOX]       = VECS
1825 };
1826
1827 static struct intel_engine_cs *
1828 eb_select_engine(struct drm_i915_private *dev_priv,
1829                  struct drm_file *file,
1830                  struct drm_i915_gem_execbuffer2 *args)
1831 {
1832         unsigned int user_ring_id = args->flags & I915_EXEC_RING_MASK;
1833         struct intel_engine_cs *engine;
1834
1835         if (user_ring_id > I915_USER_RINGS) {
1836                 DRM_DEBUG("execbuf with unknown ring: %u\n", user_ring_id);
1837                 return NULL;
1838         }
1839
1840         if ((user_ring_id != I915_EXEC_BSD) &&
1841             ((args->flags & I915_EXEC_BSD_MASK) != 0)) {
1842                 DRM_DEBUG("execbuf with non bsd ring but with invalid "
1843                           "bsd dispatch flags: %d\n", (int)(args->flags));
1844                 return NULL;
1845         }
1846
1847         if (user_ring_id == I915_EXEC_BSD && HAS_BSD2(dev_priv)) {
1848                 unsigned int bsd_idx = args->flags & I915_EXEC_BSD_MASK;
1849
1850                 if (bsd_idx == I915_EXEC_BSD_DEFAULT) {
1851                         bsd_idx = gen8_dispatch_bsd_engine(dev_priv, file);
1852                 } else if (bsd_idx >= I915_EXEC_BSD_RING1 &&
1853                            bsd_idx <= I915_EXEC_BSD_RING2) {
1854                         bsd_idx >>= I915_EXEC_BSD_SHIFT;
1855                         bsd_idx--;
1856                 } else {
1857                         DRM_DEBUG("execbuf with unknown bsd ring: %u\n",
1858                                   bsd_idx);
1859                         return NULL;
1860                 }
1861
1862                 engine = dev_priv->engine[_VCS(bsd_idx)];
1863         } else {
1864                 engine = dev_priv->engine[user_ring_map[user_ring_id]];
1865         }
1866
1867         if (!engine) {
1868                 DRM_DEBUG("execbuf with invalid ring: %u\n", user_ring_id);
1869                 return NULL;
1870         }
1871
1872         return engine;
1873 }
1874
1875 static int
1876 i915_gem_do_execbuffer(struct drm_device *dev,
1877                        struct drm_file *file,
1878                        struct drm_i915_gem_execbuffer2 *args,
1879                        struct drm_i915_gem_exec_object2 *exec)
1880 {
1881         struct i915_execbuffer eb;
1882         struct dma_fence *in_fence = NULL;
1883         struct sync_file *out_fence = NULL;
1884         int out_fence_fd = -1;
1885         int err;
1886
1887         BUILD_BUG_ON(__EXEC_OBJECT_INTERNAL_FLAGS &
1888                      ~__EXEC_OBJECT_UNKNOWN_FLAGS);
1889
1890         eb.i915 = to_i915(dev);
1891         eb.file = file;
1892         eb.args = args;
1893         if (!(args->flags & I915_EXEC_NO_RELOC))
1894                 args->flags |= __EXEC_HAS_RELOC;
1895         eb.exec = exec;
1896         eb.ctx = NULL;
1897         eb.invalid_flags = __EXEC_OBJECT_UNKNOWN_FLAGS;
1898         if (USES_FULL_PPGTT(eb.i915))
1899                 eb.invalid_flags |= EXEC_OBJECT_NEEDS_GTT;
1900         reloc_cache_init(&eb.reloc_cache, eb.i915);
1901
1902         eb.buffer_count = args->buffer_count;
1903         eb.batch_start_offset = args->batch_start_offset;
1904         eb.batch_len = args->batch_len;
1905
1906         eb.batch_flags = 0;
1907         if (args->flags & I915_EXEC_SECURE) {
1908                 if (!drm_is_current_master(file) || !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1909                     return -EPERM;
1910
1911                 eb.batch_flags |= I915_DISPATCH_SECURE;
1912         }
1913         if (args->flags & I915_EXEC_IS_PINNED)
1914                 eb.batch_flags |= I915_DISPATCH_PINNED;
1915
1916         eb.engine = eb_select_engine(eb.i915, file, args);
1917         if (!eb.engine)
1918                 return -EINVAL;
1919
1920         if (args->flags & I915_EXEC_RESOURCE_STREAMER) {
1921                 if (!HAS_RESOURCE_STREAMER(eb.i915)) {
1922                         DRM_DEBUG("RS is only allowed for Haswell, Gen8 and above\n");
1923                         return -EINVAL;
1924                 }
1925                 if (eb.engine->id != RCS) {
1926                         DRM_DEBUG("RS is not available on %s\n",
1927                                  eb.engine->name);
1928                         return -EINVAL;
1929                 }
1930
1931                 eb.batch_flags |= I915_DISPATCH_RS;
1932         }
1933
1934         if (args->flags & I915_EXEC_FENCE_IN) {
1935                 in_fence = sync_file_get_fence(lower_32_bits(args->rsvd2));
1936                 if (!in_fence)
1937                         return -EINVAL;
1938         }
1939
1940         if (args->flags & I915_EXEC_FENCE_OUT) {
1941                 out_fence_fd = get_unused_fd_flags(O_CLOEXEC);
1942                 if (out_fence_fd < 0) {
1943                         err = out_fence_fd;
1944                         goto err_in_fence;
1945                 }
1946         }
1947
1948         if (eb_create(&eb))
1949                 return -ENOMEM;
1950
1951         /*
1952          * Take a local wakeref for preparing to dispatch the execbuf as
1953          * we expect to access the hardware fairly frequently in the
1954          * process. Upon first dispatch, we acquire another prolonged
1955          * wakeref that we hold until the GPU has been idle for at least
1956          * 100ms.
1957          */
1958         intel_runtime_pm_get(eb.i915);
1959         err = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
1960         if (err)
1961                 goto err_rpm;
1962
1963         err = eb_select_context(&eb);
1964         if (unlikely(err))
1965                 goto err_unlock;
1966
1967         err = eb_relocate(&eb);
1968         if (err)
1969                 /*
1970                  * If the user expects the execobject.offset and
1971                  * reloc.presumed_offset to be an exact match,
1972                  * as for using NO_RELOC, then we cannot update
1973                  * the execobject.offset until we have completed
1974                  * relocation.
1975                  */
1976                 args->flags &= ~__EXEC_HAS_RELOC;
1977         if (err < 0)
1978                 goto err_vma;
1979
1980         if (unlikely(eb.batch->exec_entry->flags & EXEC_OBJECT_WRITE)) {
1981                 DRM_DEBUG("Attempting to use self-modifying batch buffer\n");
1982                 err = -EINVAL;
1983                 goto err_vma;
1984         }
1985         if (eb.batch_start_offset > eb.batch->size ||
1986             eb.batch_len > eb.batch->size - eb.batch_start_offset) {
1987                 DRM_DEBUG("Attempting to use out-of-bounds batch\n");
1988                 err = -EINVAL;
1989                 goto err_vma;
1990         }
1991
1992         if (eb.engine->needs_cmd_parser && eb.batch_len) {
1993                 struct i915_vma *vma;
1994
1995                 vma = eb_parse(&eb, drm_is_current_master(file));
1996                 if (IS_ERR(vma)) {
1997                         err = PTR_ERR(vma);
1998                         goto err_vma;
1999                 }
2000
2001                 if (vma) {
2002                         /*
2003                          * Batch parsed and accepted:
2004                          *
2005                          * Set the DISPATCH_SECURE bit to remove the NON_SECURE
2006                          * bit from MI_BATCH_BUFFER_START commands issued in
2007                          * the dispatch_execbuffer implementations. We
2008                          * specifically don't want that set on batches the
2009                          * command parser has accepted.
2010                          */
2011                         eb.batch_flags |= I915_DISPATCH_SECURE;
2012                         eb.batch_start_offset = 0;
2013                         eb.batch = vma;
2014                 }
2015         }
2016
2017         if (eb.batch_len == 0)
2018                 eb.batch_len = eb.batch->size - eb.batch_start_offset;
2019
2020         /*
2021          * snb/ivb/vlv conflate the "batch in ppgtt" bit with the "non-secure
2022          * batch" bit. Hence we need to pin secure batches into the global gtt.
2023          * hsw should have this fixed, but bdw mucks it up again. */
2024         if (eb.batch_flags & I915_DISPATCH_SECURE) {
2025                 struct i915_vma *vma;
2026
2027                 /*
2028                  * So on first glance it looks freaky that we pin the batch here
2029                  * outside of the reservation loop. But:
2030                  * - The batch is already pinned into the relevant ppgtt, so we
2031                  *   already have the backing storage fully allocated.
2032                  * - No other BO uses the global gtt (well contexts, but meh),
2033                  *   so we don't really have issues with multiple objects not
2034                  *   fitting due to fragmentation.
2035                  * So this is actually safe.
2036                  */
2037                 vma = i915_gem_object_ggtt_pin(eb.batch->obj, NULL, 0, 0, 0);
2038                 if (IS_ERR(vma)) {
2039                         err = PTR_ERR(vma);
2040                         goto err_vma;
2041                 }
2042
2043                 eb.batch = vma;
2044         }
2045
2046         /* Allocate a request for this batch buffer nice and early. */
2047         eb.request = i915_gem_request_alloc(eb.engine, eb.ctx);
2048         if (IS_ERR(eb.request)) {
2049                 err = PTR_ERR(eb.request);
2050                 goto err_batch_unpin;
2051         }
2052
2053         if (in_fence) {
2054                 err = i915_gem_request_await_dma_fence(eb.request, in_fence);
2055                 if (err < 0)
2056                         goto err_request;
2057         }
2058
2059         if (out_fence_fd != -1) {
2060                 out_fence = sync_file_create(&eb.request->fence);
2061                 if (!out_fence) {
2062                         err = -ENOMEM;
2063                         goto err_request;
2064                 }
2065         }
2066
2067         /*
2068          * Whilst this request exists, batch_obj will be on the
2069          * active_list, and so will hold the active reference. Only when this
2070          * request is retired will the the batch_obj be moved onto the
2071          * inactive_list and lose its active reference. Hence we do not need
2072          * to explicitly hold another reference here.
2073          */
2074         eb.request->batch = eb.batch;
2075
2076         trace_i915_gem_request_queue(eb.request, eb.batch_flags);
2077         err = eb_submit(&eb);
2078 err_request:
2079         __i915_add_request(eb.request, err == 0);
2080         add_to_client(eb.request, file);
2081
2082         if (out_fence) {
2083                 if (err == 0) {
2084                         fd_install(out_fence_fd, out_fence->file);
2085                         args->rsvd2 &= GENMASK_ULL(0, 31); /* keep in-fence */
2086                         args->rsvd2 |= (u64)out_fence_fd << 32;
2087                         out_fence_fd = -1;
2088                 } else {
2089                         fput(out_fence->file);
2090                 }
2091         }
2092
2093 err_batch_unpin:
2094         if (eb.batch_flags & I915_DISPATCH_SECURE)
2095                 i915_vma_unpin(eb.batch);
2096 err_vma:
2097         if (eb.exec)
2098                 eb_release_vmas(&eb);
2099         i915_gem_context_put(eb.ctx);
2100 err_unlock:
2101         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
2102 err_rpm:
2103         intel_runtime_pm_put(eb.i915);
2104         eb_destroy(&eb);
2105         if (out_fence_fd != -1)
2106                 put_unused_fd(out_fence_fd);
2107 err_in_fence:
2108         dma_fence_put(in_fence);
2109         return err;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Legacy execbuffer just creates an exec2 list from the original exec object
2114  * list array and passes it to the real function.
2115  */
2116 int
2117 i915_gem_execbuffer(struct drm_device *dev, void *data,
2118                     struct drm_file *file)
2119 {
2120         const size_t sz = sizeof(struct drm_i915_gem_exec_object2);
2121         struct drm_i915_gem_execbuffer *args = data;
2122         struct drm_i915_gem_execbuffer2 exec2;
2123         struct drm_i915_gem_exec_object *exec_list = NULL;
2124         struct drm_i915_gem_exec_object2 *exec2_list = NULL;
2125         unsigned int i;
2126         int err;
2127
2128         if (args->buffer_count < 1 || args->buffer_count > SIZE_MAX / sz - 1) {
2129                 DRM_DEBUG("execbuf2 with %d buffers\n", args->buffer_count);
2130                 return -EINVAL;
2131         }
2132
2133         exec2.buffers_ptr = args->buffers_ptr;
2134         exec2.buffer_count = args->buffer_count;
2135         exec2.batch_start_offset = args->batch_start_offset;
2136         exec2.batch_len = args->batch_len;
2137         exec2.DR1 = args->DR1;
2138         exec2.DR4 = args->DR4;
2139         exec2.num_cliprects = args->num_cliprects;
2140         exec2.cliprects_ptr = args->cliprects_ptr;
2141         exec2.flags = I915_EXEC_RENDER;
2142         i915_execbuffer2_set_context_id(exec2, 0);
2143
2144         if (!i915_gem_check_execbuffer(&exec2))
2145                 return -EINVAL;
2146
2147         /* Copy in the exec list from userland */
2148         exec_list = kvmalloc_array(args->buffer_count, sizeof(*exec_list),
2149                                    __GFP_NOWARN | GFP_TEMPORARY);
2150         exec2_list = kvmalloc_array(args->buffer_count + 1, sz,
2151                                     __GFP_NOWARN | GFP_TEMPORARY);
2152         if (exec_list == NULL || exec2_list == NULL) {
2153                 DRM_DEBUG("Failed to allocate exec list for %d buffers\n",
2154                           args->buffer_count);
2155                 kvfree(exec_list);
2156                 kvfree(exec2_list);
2157                 return -ENOMEM;
2158         }
2159         err = copy_from_user(exec_list,
2160                              u64_to_user_ptr(args->buffers_ptr),
2161                              sizeof(*exec_list) * args->buffer_count);
2162         if (err) {
2163                 DRM_DEBUG("copy %d exec entries failed %d\n",
2164                           args->buffer_count, err);
2165                 kvfree(exec_list);
2166                 kvfree(exec2_list);
2167                 return -EFAULT;
2168         }
2169
2170         for (i = 0; i < args->buffer_count; i++) {
2171                 exec2_list[i].handle = exec_list[i].handle;
2172                 exec2_list[i].relocation_count = exec_list[i].relocation_count;
2173                 exec2_list[i].relocs_ptr = exec_list[i].relocs_ptr;
2174                 exec2_list[i].alignment = exec_list[i].alignment;
2175                 exec2_list[i].offset = exec_list[i].offset;
2176                 if (INTEL_GEN(to_i915(dev)) < 4)
2177                         exec2_list[i].flags = EXEC_OBJECT_NEEDS_FENCE;
2178                 else
2179                         exec2_list[i].flags = 0;
2180         }
2181
2182         err = i915_gem_do_execbuffer(dev, file, &exec2, exec2_list);
2183         if (exec2.flags & __EXEC_HAS_RELOC) {
2184                 struct drm_i915_gem_exec_object __user *user_exec_list =
2185                         u64_to_user_ptr(args->buffers_ptr);
2186
2187                 /* Copy the new buffer offsets back to the user's exec list. */
2188                 for (i = 0; i < args->buffer_count; i++) {
2189                         if (!(exec2_list[i].offset & UPDATE))
2190                                 continue;
2191
2192                         exec2_list[i].offset =
2193                                 gen8_canonical_addr(exec2_list[i].offset & PIN_OFFSET_MASK);
2194                         exec2_list[i].offset &= PIN_OFFSET_MASK;
2195                         if (__copy_to_user(&user_exec_list[i].offset,
2196                                            &exec2_list[i].offset,
2197                                            sizeof(user_exec_list[i].offset)))
2198                                 break;
2199                 }
2200         }
2201
2202         kvfree(exec_list);
2203         kvfree(exec2_list);
2204         return err;
2205 }
2206
2207 int
2208 i915_gem_execbuffer2(struct drm_device *dev, void *data,
2209                      struct drm_file *file)
2210 {
2211         const size_t sz = sizeof(struct drm_i915_gem_exec_object2);
2212         struct drm_i915_gem_execbuffer2 *args = data;
2213         struct drm_i915_gem_exec_object2 *exec2_list;
2214         int err;
2215
2216         if (args->buffer_count < 1 || args->buffer_count > SIZE_MAX / sz - 1) {
2217                 DRM_DEBUG("execbuf2 with %d buffers\n", args->buffer_count);
2218                 return -EINVAL;
2219         }
2220
2221         if (!i915_gem_check_execbuffer(args))
2222                 return -EINVAL;
2223
2224         /* Allocate an extra slot for use by the command parser */
2225         exec2_list = kvmalloc_array(args->buffer_count + 1, sz,
2226                                     __GFP_NOWARN | GFP_TEMPORARY);
2227         if (exec2_list == NULL) {
2228                 DRM_DEBUG("Failed to allocate exec list for %d buffers\n",
2229                           args->buffer_count);
2230                 return -ENOMEM;
2231         }
2232         if (copy_from_user(exec2_list,
2233                            u64_to_user_ptr(args->buffers_ptr),
2234                            sizeof(*exec2_list) * args->buffer_count)) {
2235                 DRM_DEBUG("copy %d exec entries failed\n", args->buffer_count);
2236                 kvfree(exec2_list);
2237                 return -EFAULT;
2238         }
2239
2240         err = i915_gem_do_execbuffer(dev, file, args, exec2_list);
2241
2242         /*
2243          * Now that we have begun execution of the batchbuffer, we ignore
2244          * any new error after this point. Also given that we have already
2245          * updated the associated relocations, we try to write out the current
2246          * object locations irrespective of any error.
2247          */
2248         if (args->flags & __EXEC_HAS_RELOC) {
2249                 struct drm_i915_gem_exec_object2 __user *user_exec_list =
2250                         u64_to_user_ptr(args->buffers_ptr);
2251                 unsigned int i;
2252
2253                 /* Copy the new buffer offsets back to the user's exec list. */
2254                 user_access_begin();
2255                 for (i = 0; i < args->buffer_count; i++) {
2256                         if (!(exec2_list[i].offset & UPDATE))
2257                                 continue;
2258
2259                         exec2_list[i].offset =
2260                                 gen8_canonical_addr(exec2_list[i].offset & PIN_OFFSET_MASK);
2261                         unsafe_put_user(exec2_list[i].offset,
2262                                         &user_exec_list[i].offset,
2263                                         end_user);
2264                 }
2265 end_user:
2266                 user_access_end();
2267         }
2268
2269         args->flags &= ~__I915_EXEC_UNKNOWN_FLAGS;
2270         kvfree(exec2_list);
2271         return err;
2272 }