Quelle  i915_request.c   Sprache: C

/*
 * Copyright © 2008-2015 Intel Corporation
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
 * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
 * to deal in the Software without restriction, including without limitation
 * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
 * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
 * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice (including the next
 * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
 * Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
 * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
 * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
 * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
 * IN THE SOFTWARE.
 *
 */

#include <linux/dma-fence-array.h>
#include <linux/dma-fence-chain.h>
#include <linux/irq_work.h>
#include <linux/prefetch.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/clock.h>
#include <linux/sched/signal.h>
#include <linux/sched/mm.h>

#include "gem/i915_gem_context.h"
#include "gt/intel_breadcrumbs.h"
#include "gt/intel_context.h"
#include "gt/intel_engine.h"
#include "gt/intel_engine_heartbeat.h"
#include "gt/intel_engine_regs.h"
#include "gt/intel_gpu_commands.h"
#include "gt/intel_reset.h"
#include "gt/intel_ring.h"
#include "gt/intel_rps.h"

#include "i915_active.h"
#include "i915_config.h"
#include "i915_deps.h"
#include "i915_driver.h"
#include "i915_drv.h"
#include "i915_trace.h"

struct execute_cb {
 struct irq_work work;
 struct i915_sw_fence *fence;
};

static struct kmem_cache *slab_requests;
static struct kmem_cache *slab_execute_cbs;

static const char *i915_fence_get_driver_name(struct dma_fence *fence)
{
 return dev_name(to_request(fence)->i915->drm.dev);
}

static const char *i915_fence_get_timeline_name(struct dma_fence *fence)
{
 const struct i915_gem_context *ctx;

 /*
  * The timeline struct (as part of the ppgtt underneath a context)
  * may be freed when the request is no longer in use by the GPU.
  * We could extend the life of a context to beyond that of all
  * fences, possibly keeping the hw resource around indefinitely,
  * or we just give them a false name. Since
  * dma_fence_ops.get_timeline_name is a debug feature, the occasional
  * lie seems justifiable.
 */
 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
  return "signaled";

 ctx = i915_request_gem_context(to_request(fence));
 if (!ctx)
  return "[" DRIVER_NAME "]";

 return ctx->name;
}

static bool i915_fence_signaled(struct dma_fence *fence)
{
 return i915_request_completed(to_request(fence));
}

static bool i915_fence_enable_signaling(struct dma_fence *fence)
{
 return i915_request_enable_breadcrumb(to_request(fence));
}

static signed long i915_fence_wait(struct dma_fence *fence,
       bool interruptible,
       signed long timeout)
{
 return i915_request_wait_timeout(to_request(fence),
      interruptible | I915_WAIT_PRIORITY,
      timeout);
}

struct kmem_cache *i915_request_slab_cache(void)
{
 return slab_requests;
}

static void i915_fence_release(struct dma_fence *fence)
{
 struct i915_request *rq = to_request(fence);

 GEM_BUG_ON(rq->guc_prio != GUC_PRIO_INIT &&
     rq->guc_prio != GUC_PRIO_FINI);

 i915_request_free_capture_list(fetch_and_zero(&rq->capture_list));
 if (rq->batch_res) {
  i915_vma_resource_put(rq->batch_res);
  rq->batch_res = NULL;
 }

 /*
  * The request is put onto a RCU freelist (i.e. the address
  * is immediately reused), mark the fences as being freed now.
  * Otherwise the debugobjects for the fences are only marked as
  * freed when the slab cache itself is freed, and so we would get
  * caught trying to reuse dead objects.
 */
 i915_sw_fence_fini(&rq->submit);
 i915_sw_fence_fini(&rq->semaphore);

 /*
  * Keep one request on each engine for reserved use under mempressure.
  *
  * We do not hold a reference to the engine here and so have to be
  * very careful in what rq->engine we poke. The virtual engine is
  * referenced via the rq->context and we released that ref during
  * i915_request_retire(), ergo we must not dereference a virtual
  * engine here. Not that we would want to, as the only consumer of
  * the reserved engine->request_pool is the power management parking,
  * which must-not-fail, and that is only run on the physical engines.
  *
  * Since the request must have been executed to be have completed,
  * we know that it will have been processed by the HW and will
  * not be unsubmitted again, so rq->engine and rq->execution_mask
  * at this point is stable. rq->execution_mask will be a single
  * bit if the last and _only_ engine it could execution on was a
  * physical engine, if it's multiple bits then it started on and
  * could still be on a virtual engine. Thus if the mask is not a
  * power-of-two we assume that rq->engine may still be a virtual
  * engine and so a dangling invalid pointer that we cannot dereference
  *
  * For example, consider the flow of a bonded request through a virtual
  * engine. The request is created with a wide engine mask (all engines
  * that we might execute on). On processing the bond, the request mask
  * is reduced to one or more engines. If the request is subsequently
  * bound to a single engine, it will then be constrained to only
  * execute on that engine and never returned to the virtual engine
  * after timeslicing away, see __unwind_incomplete_requests(). Thus we
  * know that if the rq->execution_mask is a single bit, rq->engine
  * can be a physical engine with the exact corresponding mask.
 */
 if (is_power_of_2(rq->execution_mask) &&
     !cmpxchg(&rq->engine->request_pool, NULL, rq))
  return;

 kmem_cache_free(slab_requests, rq);
}

const struct dma_fence_ops i915_fence_ops = {
 .get_driver_name = i915_fence_get_driver_name,
 .get_timeline_name = i915_fence_get_timeline_name,
 .enable_signaling = i915_fence_enable_signaling,
 .signaled = i915_fence_signaled,
 .wait = i915_fence_wait,
 .release = i915_fence_release,
};

static void irq_execute_cb(struct irq_work *wrk)
{
 struct execute_cb *cb = container_of(wrk, typeof(*cb), work);

 i915_sw_fence_complete(cb->fence);
 kmem_cache_free(slab_execute_cbs, cb);
}

static __always_inline void
__notify_execute_cb(struct i915_request *rq, bool (*fn)(struct irq_work *wrk))
{
 struct execute_cb *cb, *cn;

 if (llist_empty(&rq->execute_cb))
  return;

 llist_for_each_entry_safe(cb, cn,
      llist_del_all(&rq->execute_cb),
      work.node.llist)
  fn(&cb->work);
}

static void __notify_execute_cb_irq(struct i915_request *rq)
{
 __notify_execute_cb(rq, irq_work_queue);
}

static bool irq_work_imm(struct irq_work *wrk)
{
 wrk->func(wrk);
 return false;
}

void i915_request_notify_execute_cb_imm(struct i915_request *rq)
{
 __notify_execute_cb(rq, irq_work_imm);
}

static void __i915_request_fill(struct i915_request *rq, u8 val)
{
 void *vaddr = rq->ring->vaddr;
 u32 head;

 head = rq->infix;
 if (rq->postfix < head) {
  memset(vaddr + head, val, rq->ring->size - head);
  head = 0;
 }
 memset(vaddr + head, val, rq->postfix - head);
}

/**
 * i915_request_active_engine
 * @rq: request to inspect
 * @active: pointer in which to return the active engine
 *
 * Fills the currently active engine to the @active pointer if the request
 * is active and still not completed.
 *
 * Returns true if request was active or false otherwise.
 */
bool
i915_request_active_engine(struct i915_request *rq,
      struct intel_engine_cs **active)
{
 struct intel_engine_cs *engine, *locked;
 bool ret = false;

 /*
  * Serialise with __i915_request_submit() so that it sees
  * is-banned?, or we know the request is already inflight.
  *
  * Note that rq->engine is unstable, and so we double
  * check that we have acquired the lock on the final engine.
 */
 locked = READ_ONCE(rq->engine);
 spin_lock_irq(&locked->sched_engine->lock);
 while (unlikely(locked != (engine = READ_ONCE(rq->engine)))) {
  spin_unlock(&locked->sched_engine->lock);
  locked = engine;
  spin_lock(&locked->sched_engine->lock);
 }

 if (i915_request_is_active(rq)) {
  if (!__i915_request_is_complete(rq))
   *active = locked;
  ret = true;
 }

 spin_unlock_irq(&locked->sched_engine->lock);

 return ret;
}

static enum hrtimer_restart __rq_watchdog_expired(struct hrtimer *hrtimer)
{
 struct i915_request *rq =
  container_of(hrtimer, struct i915_request, watchdog.timer);
 struct intel_gt *gt = rq->engine->gt;

 if (!i915_request_completed(rq)) {
  if (llist_add(&rq->watchdog.link, >->watchdog.list))
   queue_work(gt->i915->unordered_wq, >->watchdog.work);
 } else {
  i915_request_put(rq);
 }

 return HRTIMER_NORESTART;
}

static void __rq_init_watchdog(struct i915_request *rq)
{
 struct i915_request_watchdog *wdg = &rq->watchdog;

 hrtimer_setup(&wdg->timer, __rq_watchdog_expired, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
}

static void __rq_arm_watchdog(struct i915_request *rq)
{
 struct i915_request_watchdog *wdg = &rq->watchdog;
 struct intel_context *ce = rq->context;

 if (!ce->watchdog.timeout_us)
  return;

 i915_request_get(rq);

 hrtimer_start_range_ns(&wdg->timer,
          ns_to_ktime(ce->watchdog.timeout_us *
        NSEC_PER_USEC),
          NSEC_PER_MSEC,
          HRTIMER_MODE_REL);
}

static void __rq_cancel_watchdog(struct i915_request *rq)
{
 struct i915_request_watchdog *wdg = &rq->watchdog;

 if (hrtimer_try_to_cancel(&wdg->timer) > 0)
  i915_request_put(rq);
}

#if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_CAPTURE_ERROR)

/**
 * i915_request_free_capture_list - Free a capture list
 * @capture: Pointer to the first list item or NULL
 *
 */
void i915_request_free_capture_list(struct i915_capture_list *capture)
{
 while (capture) {
  struct i915_capture_list *next = capture->next;

  i915_vma_resource_put(capture->vma_res);
  kfree(capture);
  capture = next;
 }
}

#define assert_capture_list_is_null(_rq) GEM_BUG_ON((_rq)->capture_list)

#define clear_capture_list(_rq) ((_rq)->capture_list = NULL)

#else

#define i915_request_free_capture_list(_a) do {} while (0)

#define assert_capture_list_is_null(_a) do {} while (0)

#define clear_capture_list(_rq) do {} while (0)

#endif

bool i915_request_retire(struct i915_request *rq)
{
 if (!__i915_request_is_complete(rq))
  return false;

 RQ_TRACE(rq, "\n");

 GEM_BUG_ON(!i915_sw_fence_signaled(&rq->submit));
 trace_i915_request_retire(rq);
 i915_request_mark_complete(rq);

 __rq_cancel_watchdog(rq);

 /*
  * We know the GPU must have read the request to have
  * sent us the seqno + interrupt, so use the position
  * of tail of the request to update the last known position
  * of the GPU head.
  *
  * Note this requires that we are always called in request
  * completion order.
 */
 GEM_BUG_ON(!list_is_first(&rq->link,
      &i915_request_timeline(rq)->requests));
 if (IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_DEBUG_GEM))
  /* Poison before we release our space in the ring */
  __i915_request_fill(rq, POISON_FREE);
 rq->ring->head = rq->postfix;

 if (!i915_request_signaled(rq)) {
  spin_lock_irq(&rq->lock);
  dma_fence_signal_locked(&rq->fence);
  spin_unlock_irq(&rq->lock);
 }

 if (test_and_set_bit(I915_FENCE_FLAG_BOOST, &rq->fence.flags))
  intel_rps_dec_waiters(&rq->engine->gt->rps);

 /*
  * We only loosely track inflight requests across preemption,
  * and so we may find ourselves attempting to retire a _completed_
  * request that we have removed from the HW and put back on a run
  * queue.
  *
  * As we set I915_FENCE_FLAG_ACTIVE on the request, this should be
  * after removing the breadcrumb and signaling it, so that we do not
  * inadvertently attach the breadcrumb to a completed request.
 */
 rq->engine->remove_active_request(rq);
 GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));

 __list_del_entry(&rq->link); /* poison neither prev/next (RCU walks) */

 intel_context_exit(rq->context);
 intel_context_unpin(rq->context);

 i915_sched_node_fini(&rq->sched);
 i915_request_put(rq);

 return true;
}

void i915_request_retire_upto(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
 struct i915_request *tmp;

 RQ_TRACE(rq, "\n");
 GEM_BUG_ON(!__i915_request_is_complete(rq));

 do {
  tmp = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*tmp), link);
  GEM_BUG_ON(!i915_request_completed(tmp));
 } while (i915_request_retire(tmp) && tmp != rq);
}

static struct i915_request * const *
__engine_active(struct intel_engine_cs *engine)
{
 return READ_ONCE(engine->execlists.active);
}

static bool __request_in_flight(const struct i915_request *signal)
{
 struct i915_request * const *port, *rq;
 bool inflight = false;

 if (!i915_request_is_ready(signal))
  return false;

 /*
  * Even if we have unwound the request, it may still be on
  * the GPU (preempt-to-busy). If that request is inside an
  * unpreemptible critical section, it will not be removed. Some
  * GPU functions may even be stuck waiting for the paired request
  * (__await_execution) to be submitted and cannot be preempted
  * until the bond is executing.
  *
  * As we know that there are always preemption points between
  * requests, we know that only the currently executing request
  * may be still active even though we have cleared the flag.
  * However, we can't rely on our tracking of ELSP[0] to know
  * which request is currently active and so maybe stuck, as
  * the tracking maybe an event behind. Instead assume that
  * if the context is still inflight, then it is still active
  * even if the active flag has been cleared.
  *
  * To further complicate matters, if there a pending promotion, the HW
  * may either perform a context switch to the second inflight execlists,
  * or it may switch to the pending set of execlists. In the case of the
  * latter, it may send the ACK and we process the event copying the
  * pending[] over top of inflight[], _overwriting_ our *active. Since
  * this implies the HW is arbitrating and not struck in *active, we do
  * not worry about complete accuracy, but we do require no read/write
  * tearing of the pointer [the read of the pointer must be valid, even
  * as the array is being overwritten, for which we require the writes
  * to avoid tearing.]
  *
  * Note that the read of *execlists->active may race with the promotion
  * of execlists->pending[] to execlists->inflight[], overwriting
  * the value at *execlists->active. This is fine. The promotion implies
  * that we received an ACK from the HW, and so the context is not
  * stuck -- if we do not see ourselves in *active, the inflight status
  * is valid. If instead we see ourselves being copied into *active,
  * we are inflight and may signal the callback.
 */
 if (!intel_context_inflight(signal->context))
  return false;

 rcu_read_lock();
 for (port = __engine_active(signal->engine);
      (rq = READ_ONCE(*port)); /* may race with promotion of pending[] */
      port++) {
  if (rq->context == signal->context) {
   inflight = i915_seqno_passed(rq->fence.seqno,
           signal->fence.seqno);
   break;
  }
 }
 rcu_read_unlock();

 return inflight;
}

static int
__await_execution(struct i915_request *rq,
    struct i915_request *signal,
    gfp_t gfp)
{
 struct execute_cb *cb;

 if (i915_request_is_active(signal))
  return 0;

 cb = kmem_cache_alloc(slab_execute_cbs, gfp);
 if (!cb)
  return -ENOMEM;

 cb->fence = &rq->submit;
 i915_sw_fence_await(cb->fence);
 init_irq_work(&cb->work, irq_execute_cb);

 /*
  * Register the callback first, then see if the signaler is already
  * active. This ensures that if we race with the
  * __notify_execute_cb from i915_request_submit() and we are not
  * included in that list, we get a second bite of the cherry and
  * execute it ourselves. After this point, a future
  * i915_request_submit() will notify us.
  *
  * In i915_request_retire() we set the ACTIVE bit on a completed
  * request (then flush the execute_cb). So by registering the
  * callback first, then checking the ACTIVE bit, we serialise with
  * the completed/retired request.
 */
 if (llist_add(&cb->work.node.llist, &signal->execute_cb)) {
  if (i915_request_is_active(signal) ||
      __request_in_flight(signal))
   i915_request_notify_execute_cb_imm(signal);
 }

 return 0;
}

static bool fatal_error(int error)
{
 switch (error) {
 case 0: /* not an error! */
 case -EAGAIN: /* innocent victim of a GT reset (__i915_request_reset) */
 case -ETIMEDOUT: /* waiting for Godot (timer_i915_sw_fence_wake) */
  return false;
 default:
  return true;
 }
}

void __i915_request_skip(struct i915_request *rq)
{
 GEM_BUG_ON(!fatal_error(rq->fence.error));

 if (rq->infix == rq->postfix)
  return;

 RQ_TRACE(rq, "error: %d\n", rq->fence.error);

 /*
  * As this request likely depends on state from the lost
  * context, clear out all the user operations leaving the
  * breadcrumb at the end (so we get the fence notifications).
 */
 __i915_request_fill(rq, 0);
 rq->infix = rq->postfix;
}

bool i915_request_set_error_once(struct i915_request *rq, int error)
{
 int old;

 GEM_BUG_ON(!IS_ERR_VALUE((long)error));

 if (i915_request_signaled(rq))
  return false;

 old = READ_ONCE(rq->fence.error);
 do {
  if (fatal_error(old))
   return false;
 } while (!try_cmpxchg(&rq->fence.error, &old, error));

 return true;
}

struct i915_request *i915_request_mark_eio(struct i915_request *rq)
{
 if (__i915_request_is_complete(rq))
  return NULL;

 GEM_BUG_ON(i915_request_signaled(rq));

 /* As soon as the request is completed, it may be retired */
 rq = i915_request_get(rq);

 i915_request_set_error_once(rq, -EIO);
 i915_request_mark_complete(rq);

 return rq;
}

bool __i915_request_submit(struct i915_request *request)
{
 struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
 bool result = false;

 RQ_TRACE(request, "\n");

 GEM_BUG_ON(!irqs_disabled());
 lockdep_assert_held(&engine->sched_engine->lock);

 /*
  * With the advent of preempt-to-busy, we frequently encounter
  * requests that we have unsubmitted from HW, but left running
  * until the next ack and so have completed in the meantime. On
  * resubmission of that completed request, we can skip
  * updating the payload, and execlists can even skip submitting
  * the request.
  *
  * We must remove the request from the caller's priority queue,
  * and the caller must only call us when the request is in their
  * priority queue, under the sched_engine->lock. This ensures that the
  * request has *not* yet been retired and we can safely move
  * the request into the engine->active.list where it will be
  * dropped upon retiring. (Otherwise if resubmit a *retired*
  * request, this would be a horrible use-after-free.)
 */
 if (__i915_request_is_complete(request)) {
  list_del_init(&request->sched.link);
  goto active;
 }

 if (unlikely(!intel_context_is_schedulable(request->context)))
  i915_request_set_error_once(request, -EIO);

 if (unlikely(fatal_error(request->fence.error)))
  __i915_request_skip(request);

 /*
  * Are we using semaphores when the gpu is already saturated?
  *
  * Using semaphores incurs a cost in having the GPU poll a
  * memory location, busywaiting for it to change. The continual
  * memory reads can have a noticeable impact on the rest of the
  * system with the extra bus traffic, stalling the cpu as it too
  * tries to access memory across the bus (perf stat -e bus-cycles).
  *
  * If we installed a semaphore on this request and we only submit
  * the request after the signaler completed, that indicates the
  * system is overloaded and using semaphores at this time only
  * increases the amount of work we are doing. If so, we disable
  * further use of semaphores until we are idle again, whence we
  * optimistically try again.
 */
 if (request->sched.semaphores &&
     i915_sw_fence_signaled(&request->semaphore))
  engine->saturated |= request->sched.semaphores;

 engine->emit_fini_breadcrumb(request,
         request->ring->vaddr + request->postfix);

 trace_i915_request_execute(request);
 if (engine->bump_serial)
  engine->bump_serial(engine);
 else
  engine->serial++;

 result = true;

 GEM_BUG_ON(test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
 engine->add_active_request(request);
active:
 clear_bit(I915_FENCE_FLAG_PQUEUE, &request->fence.flags);
 set_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);

 /*
  * XXX Rollback bonded-execution on __i915_request_unsubmit()?
  *
  * In the future, perhaps when we have an active time-slicing scheduler,
  * it will be interesting to unsubmit parallel execution and remove
  * busywaits from the GPU until their master is restarted. This is
  * quite hairy, we have to carefully rollback the fence and do a
  * preempt-to-idle cycle on the target engine, all the while the
  * master execute_cb may refire.
 */
 __notify_execute_cb_irq(request);

 /* We may be recursing from the signal callback of another i915 fence */
 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
  i915_request_enable_breadcrumb(request);

 return result;
}

void i915_request_submit(struct i915_request *request)
{
 struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
 unsigned long flags;

 /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
 spin_lock_irqsave(&engine->sched_engine->lock, flags);

 __i915_request_submit(request);

 spin_unlock_irqrestore(&engine->sched_engine->lock, flags);
}

void __i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
{
 struct intel_engine_cs *engine = request->engine;

 /*
  * Only unwind in reverse order, required so that the per-context list
  * is kept in seqno/ring order.
 */
 RQ_TRACE(request, "\n");

 GEM_BUG_ON(!irqs_disabled());
 lockdep_assert_held(&engine->sched_engine->lock);

 /*
  * Before we remove this breadcrumb from the signal list, we have
  * to ensure that a concurrent dma_fence_enable_signaling() does not
  * attach itself. We first mark the request as no longer active and
  * make sure that is visible to other cores, and then remove the
  * breadcrumb if attached.
 */
 GEM_BUG_ON(!test_bit(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags));
 clear_bit_unlock(I915_FENCE_FLAG_ACTIVE, &request->fence.flags);
 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &request->fence.flags))
  i915_request_cancel_breadcrumb(request);

 /* We've already spun, don't charge on resubmitting. */
 if (request->sched.semaphores && __i915_request_has_started(request))
  request->sched.semaphores = 0;

 /*
  * We don't need to wake_up any waiters on request->execute, they
  * will get woken by any other event or us re-adding this request
  * to the engine timeline (__i915_request_submit()). The waiters
  * should be quite adapt at finding that the request now has a new
  * global_seqno to the one they went to sleep on.
 */
}

void i915_request_unsubmit(struct i915_request *request)
{
 struct intel_engine_cs *engine = request->engine;
 unsigned long flags;

 /* Will be called from irq-context when using foreign fences. */
 spin_lock_irqsave(&engine->sched_engine->lock, flags);

 __i915_request_unsubmit(request);

 spin_unlock_irqrestore(&engine->sched_engine->lock, flags);
}

void i915_request_cancel(struct i915_request *rq, int error)
{
 if (!i915_request_set_error_once(rq, error))
  return;

 set_bit(I915_FENCE_FLAG_SENTINEL, &rq->fence.flags);

 intel_context_cancel_request(rq->context, rq);
}

static int
submit_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
{
 struct i915_request *request =
  container_of(fence, typeof(*request), submit);

 switch (state) {
 case FENCE_COMPLETE:
  trace_i915_request_submit(request);

  if (unlikely(fence->error))
   i915_request_set_error_once(request, fence->error);
  else
   __rq_arm_watchdog(request);

  /*
   * We need to serialize use of the submit_request() callback
   * with its hotplugging performed during an emergency
   * i915_gem_set_wedged().  We use the RCU mechanism to mark the
   * critical section in order to force i915_gem_set_wedged() to
   * wait until the submit_request() is completed before
   * proceeding.
 */
  rcu_read_lock();
  request->engine->submit_request(request);
  rcu_read_unlock();
  break;

 case FENCE_FREE:
  i915_request_put(request);
  break;
 }

 return NOTIFY_DONE;
}

static int
semaphore_notify(struct i915_sw_fence *fence, enum i915_sw_fence_notify state)
{
 struct i915_request *rq = container_of(fence, typeof(*rq), semaphore);

 switch (state) {
 case FENCE_COMPLETE:
  break;

 case FENCE_FREE:
  i915_request_put(rq);
  break;
 }

 return NOTIFY_DONE;
}

static void retire_requests(struct intel_timeline *tl)
{
 struct i915_request *rq, *rn;

 list_for_each_entry_safe(rq, rn, &tl->requests, link)
  if (!i915_request_retire(rq))
   break;
}

static noinline struct i915_request *
request_alloc_slow(struct intel_timeline *tl,
     struct i915_request **rsvd,
     gfp_t gfp)
{
 struct i915_request *rq;

 /* If we cannot wait, dip into our reserves */
 if (!gfpflags_allow_blocking(gfp)) {
  rq = xchg(rsvd, NULL);
  if (!rq) /* Use the normal failure path for one final WARN */
   goto out;

  return rq;
 }

 if (list_empty(&tl->requests))
  goto out;

 /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
 rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
 i915_request_retire(rq);

 rq = kmem_cache_alloc(slab_requests,
         gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
 if (rq)
  return rq;

 /* Ratelimit ourselves to prevent oom from malicious clients */
 rq = list_last_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
 cond_synchronize_rcu(rq->rcustate);

 /* Retire our old requests in the hope that we free some */
 retire_requests(tl);

out:
 return kmem_cache_alloc(slab_requests, gfp);
}

static void __i915_request_ctor(void *arg)
{
 struct i915_request *rq = arg;

 spin_lock_init(&rq->lock);
 i915_sched_node_init(&rq->sched);
 i915_sw_fence_init(&rq->submit, submit_notify);
 i915_sw_fence_init(&rq->semaphore, semaphore_notify);

 clear_capture_list(rq);
 rq->batch_res = NULL;

 init_llist_head(&rq->execute_cb);
}

#if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
#define clear_batch_ptr(_rq) ((_rq)->batch = NULL)
#else
#define clear_batch_ptr(_a) do {} while (0)
#endif

struct i915_request *
__i915_request_create(struct intel_context *ce, gfp_t gfp)
{
 struct intel_timeline *tl = ce->timeline;
 struct i915_request *rq;
 u32 seqno;
 int ret;

 might_alloc(gfp);

 /* Check that the caller provided an already pinned context */
 __intel_context_pin(ce);

 /*
  * Beware: Dragons be flying overhead.
  *
  * We use RCU to look up requests in flight. The lookups may
  * race with the request being allocated from the slab freelist.
  * That is the request we are writing to here, may be in the process
  * of being read by __i915_active_request_get_rcu(). As such,
  * we have to be very careful when overwriting the contents. During
  * the RCU lookup, we change chase the request->engine pointer,
  * read the request->global_seqno and increment the reference count.
  *
  * The reference count is incremented atomically. If it is zero,
  * the lookup knows the request is unallocated and complete. Otherwise,
  * it is either still in use, or has been reallocated and reset
  * with dma_fence_init(). This increment is safe for release as we
  * check that the request we have a reference to and matches the active
  * request.
  *
  * Before we increment the refcount, we chase the request->engine
  * pointer. We must not call kmem_cache_zalloc() or else we set
  * that pointer to NULL and cause a crash during the lookup. If
  * we see the request is completed (based on the value of the
  * old engine and seqno), the lookup is complete and reports NULL.
  * If we decide the request is not completed (new engine or seqno),
  * then we grab a reference and double check that it is still the
  * active request - which it won't be and restart the lookup.
  *
  * Do not use kmem_cache_zalloc() here!
 */
 rq = kmem_cache_alloc(slab_requests,
         gfp | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_NOWARN);
 if (unlikely(!rq)) {
  rq = request_alloc_slow(tl, &ce->engine->request_pool, gfp);
  if (!rq) {
   ret = -ENOMEM;
   goto err_unreserve;
  }
 }

 rq->context = ce;
 rq->engine = ce->engine;
 rq->ring = ce->ring;
 rq->execution_mask = ce->engine->mask;
 rq->i915 = ce->engine->i915;

 ret = intel_timeline_get_seqno(tl, rq, &seqno);
 if (ret)
  goto err_free;

 dma_fence_init(&rq->fence, &i915_fence_ops, &rq->lock,
         tl->fence_context, seqno);

 RCU_INIT_POINTER(rq->timeline, tl);
 rq->hwsp_seqno = tl->hwsp_seqno;
 GEM_BUG_ON(__i915_request_is_complete(rq));

 rq->rcustate = get_state_synchronize_rcu(); /* acts as smp_mb() */

 rq->guc_prio = GUC_PRIO_INIT;

 /* We bump the ref for the fence chain */
 i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->submit);
 i915_sw_fence_reinit(&i915_request_get(rq)->semaphore);

 i915_sched_node_reinit(&rq->sched);

 /* No zalloc, everything must be cleared after use */
 clear_batch_ptr(rq);
 __rq_init_watchdog(rq);
 assert_capture_list_is_null(rq);
 GEM_BUG_ON(!llist_empty(&rq->execute_cb));
 GEM_BUG_ON(rq->batch_res);

 /*
  * Reserve space in the ring buffer for all the commands required to
  * eventually emit this request. This is to guarantee that the
  * i915_request_add() call can't fail. Note that the reserve may need
  * to be redone if the request is not actually submitted straight
  * away, e.g. because a GPU scheduler has deferred it.
  *
  * Note that due to how we add reserved_space to intel_ring_begin()
  * we need to double our request to ensure that if we need to wrap
  * around inside i915_request_add() there is sufficient space at
  * the beginning of the ring as well.
 */
 rq->reserved_space =
  2 * rq->engine->emit_fini_breadcrumb_dw * sizeof(u32);

 /*
  * Record the position of the start of the request so that
  * should we detect the updated seqno part-way through the
  * GPU processing the request, we never over-estimate the
  * position of the head.
 */
 rq->head = rq->ring->emit;

 ret = rq->engine->request_alloc(rq);
 if (ret)
  goto err_unwind;

 rq->infix = rq->ring->emit; /* end of header; start of user payload */

 intel_context_mark_active(ce);
 list_add_tail_rcu(&rq->link, &tl->requests);

 return rq;

err_unwind:
 ce->ring->emit = rq->head;

 /* Make sure we didn't add ourselves to external state before freeing */
 GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.signalers_list));
 GEM_BUG_ON(!list_empty(&rq->sched.waiters_list));

err_free:
 kmem_cache_free(slab_requests, rq);
err_unreserve:
 intel_context_unpin(ce);
 return ERR_PTR(ret);
}

struct i915_request *
i915_request_create(struct intel_context *ce)
{
 struct i915_request *rq;
 struct intel_timeline *tl;

 tl = intel_context_timeline_lock(ce);
 if (IS_ERR(tl))
  return ERR_CAST(tl);

 /* Move our oldest request to the slab-cache (if not in use!) */
 rq = list_first_entry(&tl->requests, typeof(*rq), link);
 if (!list_is_last(&rq->link, &tl->requests))
  i915_request_retire(rq);

 intel_context_enter(ce);
 rq = __i915_request_create(ce, GFP_KERNEL);
 intel_context_exit(ce); /* active reference transferred to request */
 if (IS_ERR(rq))
  goto err_unlock;

 /* Check that we do not interrupt ourselves with a new request */
 rq->cookie = lockdep_pin_lock(&tl->mutex);

 return rq;

err_unlock:
 intel_context_timeline_unlock(tl);
 return rq;
}

static int
i915_request_await_start(struct i915_request *rq, struct i915_request *signal)
{
 struct dma_fence *fence;
 int err;

 if (i915_request_timeline(rq) == rcu_access_pointer(signal->timeline))
  return 0;

 if (i915_request_started(signal))
  return 0;

 /*
  * The caller holds a reference on @signal, but we do not serialise
  * against it being retired and removed from the lists.
  *
  * We do not hold a reference to the request before @signal, and
  * so must be very careful to ensure that it is not _recycled_ as
  * we follow the link backwards.
 */
 fence = NULL;
 rcu_read_lock();
 do {
  struct list_head *pos = READ_ONCE(signal->link.prev);
  struct i915_request *prev;

  /* Confirm signal has not been retired, the link is valid */
  if (unlikely(__i915_request_has_started(signal)))
   break;

  /* Is signal the earliest request on its timeline? */
  if (pos == &rcu_dereference(signal->timeline)->requests)
   break;

  /*
   * Peek at the request before us in the timeline. That
   * request will only be valid before it is retired, so
   * after acquiring a reference to it, confirm that it is
   * still part of the signaler's timeline.
 */
  prev = list_entry(pos, typeof(*prev), link);
  if (!i915_request_get_rcu(prev))
   break;

  /* After the strong barrier, confirm prev is still attached */
  if (unlikely(READ_ONCE(prev->link.next) != &signal->link)) {
   i915_request_put(prev);
   break;
  }

  fence = &prev->fence;
 } while (0);
 rcu_read_unlock();
 if (!fence)
  return 0;

 err = 0;
 if (!intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq), fence))
  err = i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
          fence, 0,
          I915_FENCE_GFP);
 dma_fence_put(fence);

 return err;
}

static intel_engine_mask_t
already_busywaiting(struct i915_request *rq)
{
 /*
  * Polling a semaphore causes bus traffic, delaying other users of
  * both the GPU and CPU. We want to limit the impact on others,
  * while taking advantage of early submission to reduce GPU
  * latency. Therefore we restrict ourselves to not using more
  * than one semaphore from each source, and not using a semaphore
  * if we have detected the engine is saturated (i.e. would not be
  * submitted early and cause bus traffic reading an already passed
  * semaphore).
  *
  * See the are-we-too-late? check in __i915_request_submit().
 */
 return rq->sched.semaphores | READ_ONCE(rq->engine->saturated);
}

static int
__emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
        struct i915_request *from,
        u32 seqno)
{
 const int has_token = GRAPHICS_VER(to->engine->i915) >= 12;
 u32 hwsp_offset;
 int len, err;
 u32 *cs;

 GEM_BUG_ON(GRAPHICS_VER(to->engine->i915) < 8);
 GEM_BUG_ON(i915_request_has_initial_breadcrumb(to));

 /* We need to pin the signaler's HWSP until we are finished reading. */
 err = intel_timeline_read_hwsp(from, to, &hwsp_offset);
 if (err)
  return err;

 len = 4;
 if (has_token)
  len += 2;

 cs = intel_ring_begin(to, len);
 if (IS_ERR(cs))
  return PTR_ERR(cs);

 /*
  * Using greater-than-or-equal here means we have to worry
  * about seqno wraparound. To side step that issue, we swap
  * the timeline HWSP upon wrapping, so that everyone listening
  * for the old (pre-wrap) values do not see the much smaller
  * (post-wrap) values than they were expecting (and so wait
  * forever).
 */
 *cs++ = (MI_SEMAPHORE_WAIT |
   MI_SEMAPHORE_GLOBAL_GTT |
   MI_SEMAPHORE_POLL |
   MI_SEMAPHORE_SAD_GTE_SDD) +
  has_token;
 *cs++ = seqno;
 *cs++ = hwsp_offset;
 *cs++ = 0;
 if (has_token) {
  *cs++ = 0;
  *cs++ = MI_NOOP;
 }

 intel_ring_advance(to, cs);
 return 0;
}

static bool
can_use_semaphore_wait(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
{
 return to->engine->gt->ggtt == from->engine->gt->ggtt;
}

static int
emit_semaphore_wait(struct i915_request *to,
      struct i915_request *from,
      gfp_t gfp)
{
 const intel_engine_mask_t mask = READ_ONCE(from->engine)->mask;
 struct i915_sw_fence *wait = &to->submit;

 if (!can_use_semaphore_wait(to, from))
  goto await_fence;

 if (!intel_context_use_semaphores(to->context))
  goto await_fence;

 if (i915_request_has_initial_breadcrumb(to))
  goto await_fence;

 /*
  * If this or its dependents are waiting on an external fence
  * that may fail catastrophically, then we want to avoid using
  * semaphores as they bypass the fence signaling metadata, and we
  * lose the fence->error propagation.
 */
 if (from->sched.flags & I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN)
  goto await_fence;

 /* Just emit the first semaphore we see as request space is limited. */
 if (already_busywaiting(to) & mask)
  goto await_fence;

 if (i915_request_await_start(to, from) < 0)
  goto await_fence;

 /* Only submit our spinner after the signaler is running! */
 if (__await_execution(to, from, gfp))
  goto await_fence;

 if (__emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno))
  goto await_fence;

 to->sched.semaphores |= mask;
 wait = &to->semaphore;

await_fence:
 return i915_sw_fence_await_dma_fence(wait,
          &from->fence, 0,
          I915_FENCE_GFP);
}

static bool intel_timeline_sync_has_start(struct intel_timeline *tl,
       struct dma_fence *fence)
{
 return __intel_timeline_sync_is_later(tl,
           fence->context,
           fence->seqno - 1);
}

static int intel_timeline_sync_set_start(struct intel_timeline *tl,
      const struct dma_fence *fence)
{
 return __intel_timeline_sync_set(tl, fence->context, fence->seqno - 1);
}

static int
__i915_request_await_execution(struct i915_request *to,
          struct i915_request *from)
{
 int err;

 GEM_BUG_ON(intel_context_is_barrier(from->context));

 /* Submit both requests at the same time */
 err = __await_execution(to, from, I915_FENCE_GFP);
 if (err)
  return err;

 /* Squash repeated depenendices to the same timelines */
 if (intel_timeline_sync_has_start(i915_request_timeline(to),
       &from->fence))
  return 0;

 /*
  * Wait until the start of this request.
  *
  * The execution cb fires when we submit the request to HW. But in
  * many cases this may be long before the request itself is ready to
  * run (consider that we submit 2 requests for the same context, where
  * the request of interest is behind an indefinite spinner). So we hook
  * up to both to reduce our queues and keep the execution lag minimised
  * in the worst case, though we hope that the await_start is elided.
 */
 err = i915_request_await_start(to, from);
 if (err < 0)
  return err;

 /*
  * Ensure both start together [after all semaphores in signal]
  *
  * Now that we are queued to the HW at roughly the same time (thanks
  * to the execute cb) and are ready to run at roughly the same time
  * (thanks to the await start), our signaler may still be indefinitely
  * delayed by waiting on a semaphore from a remote engine. If our
  * signaler depends on a semaphore, so indirectly do we, and we do not
  * want to start our payload until our signaler also starts theirs.
  * So we wait.
  *
  * However, there is also a second condition for which we need to wait
  * for the precise start of the signaler. Consider that the signaler
  * was submitted in a chain of requests following another context
  * (with just an ordinary intra-engine fence dependency between the
  * two). In this case the signaler is queued to HW, but not for
  * immediate execution, and so we must wait until it reaches the
  * active slot.
 */
 if (can_use_semaphore_wait(to, from) &&
     intel_engine_has_semaphores(to->engine) &&
     !i915_request_has_initial_breadcrumb(to)) {
  err = __emit_semaphore_wait(to, from, from->fence.seqno - 1);
  if (err < 0)
   return err;
 }

 /* Couple the dependency tree for PI on this exposed to->fence */
 if (to->engine->sched_engine->schedule) {
  err = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
           &from->sched,
           I915_DEPENDENCY_WEAK);
  if (err < 0)
   return err;
 }

 return intel_timeline_sync_set_start(i915_request_timeline(to),
          &from->fence);
}

static void mark_external(struct i915_request *rq)
{
 /*
  * The downside of using semaphores is that we lose metadata passing
  * along the signaling chain. This is particularly nasty when we
  * need to pass along a fatal error such as EFAULT or EDEADLK. For
  * fatal errors we want to scrub the request before it is executed,
  * which means that we cannot preload the request onto HW and have
  * it wait upon a semaphore.
 */
 rq->sched.flags |= I915_SCHED_HAS_EXTERNAL_CHAIN;
}

static int
__i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
{
 mark_external(rq);
 return i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit, fence,
          i915_fence_context_timeout(rq->i915,
         fence->context),
          I915_FENCE_GFP);
}

static int
i915_request_await_external(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
{
 struct dma_fence *iter;
 int err = 0;

 if (!to_dma_fence_chain(fence))
  return __i915_request_await_external(rq, fence);

 dma_fence_chain_for_each(iter, fence) {
  struct dma_fence_chain *chain = to_dma_fence_chain(iter);

  if (!dma_fence_is_i915(chain->fence)) {
   err = __i915_request_await_external(rq, iter);
   break;
  }

  err = i915_request_await_dma_fence(rq, chain->fence);
  if (err < 0)
   break;
 }

 dma_fence_put(iter);
 return err;
}

static inline bool is_parallel_rq(struct i915_request *rq)
{
 return intel_context_is_parallel(rq->context);
}

static inline struct intel_context *request_to_parent(struct i915_request *rq)
{
 return intel_context_to_parent(rq->context);
}

static bool is_same_parallel_context(struct i915_request *to,
         struct i915_request *from)
{
 if (is_parallel_rq(to))
  return request_to_parent(to) == request_to_parent(from);

 return false;
}

int
i915_request_await_execution(struct i915_request *rq,
        struct dma_fence *fence)
{
 struct dma_fence **child = &fence;
 unsigned int nchild = 1;
 int ret;

 if (dma_fence_is_array(fence)) {
  struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);

  /* XXX Error for signal-on-any fence arrays */

  child = array->fences;
  nchild = array->num_fences;
  GEM_BUG_ON(!nchild);
 }

 do {
  fence = *child++;
  if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
   continue;

  if (fence->context == rq->fence.context)
   continue;

  /*
   * We don't squash repeated fence dependencies here as we
   * want to run our callback in all cases.
 */

  if (dma_fence_is_i915(fence)) {
   if (is_same_parallel_context(rq, to_request(fence)))
    continue;
   ret = __i915_request_await_execution(rq,
            to_request(fence));
  } else {
   ret = i915_request_await_external(rq, fence);
  }
  if (ret < 0)
   return ret;
 } while (--nchild);

 return 0;
}

static int
await_request_submit(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
{
 /*
  * If we are waiting on a virtual engine, then it may be
  * constrained to execute on a single engine *prior* to submission.
  * When it is submitted, it will be first submitted to the virtual
  * engine and then passed to the physical engine. We cannot allow
  * the waiter to be submitted immediately to the physical engine
  * as it may then bypass the virtual request.
 */
 if (to->engine == READ_ONCE(from->engine))
  return i915_sw_fence_await_sw_fence_gfp(&to->submit,
       &from->submit,
       I915_FENCE_GFP);
 else
  return __i915_request_await_execution(to, from);
}

static int
i915_request_await_request(struct i915_request *to, struct i915_request *from)
{
 int ret;

 GEM_BUG_ON(to == from);
 GEM_BUG_ON(to->timeline == from->timeline);

 if (i915_request_completed(from)) {
  i915_sw_fence_set_error_once(&to->submit, from->fence.error);
  return 0;
 }

 if (to->engine->sched_engine->schedule) {
  ret = i915_sched_node_add_dependency(&to->sched,
           &from->sched,
           I915_DEPENDENCY_EXTERNAL);
  if (ret < 0)
   return ret;
 }

 if (!intel_engine_uses_guc(to->engine) &&
     is_power_of_2(to->execution_mask | READ_ONCE(from->execution_mask)))
  ret = await_request_submit(to, from);
 else
  ret = emit_semaphore_wait(to, from, I915_FENCE_GFP);
 if (ret < 0)
  return ret;

 return 0;
}

int
i915_request_await_dma_fence(struct i915_request *rq, struct dma_fence *fence)
{
 struct dma_fence **child = &fence;
 unsigned int nchild = 1;
 int ret;

 /*
  * Note that if the fence-array was created in signal-on-any mode,
  * we should *not* decompose it into its individual fences. However,
  * we don't currently store which mode the fence-array is operating
  * in. Fortunately, the only user of signal-on-any is private to
  * amdgpu and we should not see any incoming fence-array from
  * sync-file being in signal-on-any mode.
 */
 if (dma_fence_is_array(fence)) {
  struct dma_fence_array *array = to_dma_fence_array(fence);

  child = array->fences;
  nchild = array->num_fences;
  GEM_BUG_ON(!nchild);
 }

 do {
  fence = *child++;
  if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &fence->flags))
   continue;

  /*
   * Requests on the same timeline are explicitly ordered, along
   * with their dependencies, by i915_request_add() which ensures
   * that requests are submitted in-order through each ring.
 */
  if (fence->context == rq->fence.context)
   continue;

  /* Squash repeated waits to the same timelines */
  if (fence->context &&
      intel_timeline_sync_is_later(i915_request_timeline(rq),
       fence))
   continue;

  if (dma_fence_is_i915(fence)) {
   if (is_same_parallel_context(rq, to_request(fence)))
    continue;
   ret = i915_request_await_request(rq, to_request(fence));
  } else {
   ret = i915_request_await_external(rq, fence);
  }
  if (ret < 0)
   return ret;

  /* Record the latest fence used against each timeline */
  if (fence->context)
   intel_timeline_sync_set(i915_request_timeline(rq),
      fence);
 } while (--nchild);

 return 0;
}

/**
 * i915_request_await_deps - set this request to (async) wait upon a struct
 * i915_deps dma_fence collection
 * @rq: request we are wishing to use
 * @deps: The struct i915_deps containing the dependencies.
 *
 * Returns 0 if successful, negative error code on error.
 */
int i915_request_await_deps(struct i915_request *rq, const struct i915_deps *deps)
{
 int i, err;

 for (i = 0; i < deps->num_deps; ++i) {
  err = i915_request_await_dma_fence(rq, deps->fences[i]);
  if (err)
   return err;
 }

 return 0;
}

/**
 * i915_request_await_object - set this request to (async) wait upon a bo
 * @to: request we are wishing to use
 * @obj: object which may be in use on another ring.
 * @write: whether the wait is on behalf of a writer
 *
 * This code is meant to abstract object synchronization with the GPU.
 * Conceptually we serialise writes between engines inside the GPU.
 * We only allow one engine to write into a buffer at any time, but
 * multiple readers. To ensure each has a coherent view of memory, we must:
 *
 * - If there is an outstanding write request to the object, the new
 *   request must wait for it to complete (either CPU or in hw, requests
 *   on the same ring will be naturally ordered).
 *
 * - If we are a write request (pending_write_domain is set), the new
 *   request must wait for outstanding read requests to complete.
 *
 * Returns 0 if successful, else propagates up the lower layer error.
 */
int
i915_request_await_object(struct i915_request *to,
     struct drm_i915_gem_object *obj,
     bool write)
{
 struct dma_resv_iter cursor;
 struct dma_fence *fence;
 int ret = 0;

 dma_resv_for_each_fence(&cursor, obj->base.resv,
    dma_resv_usage_rw(write), fence) {
  ret = i915_request_await_dma_fence(to, fence);
  if (ret)
   break;
 }

 return ret;
}

static void i915_request_await_huc(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_huc *huc = &rq->context->engine->gt->uc.huc;

 /* don't stall kernel submissions! */
 if (!rcu_access_pointer(rq->context->gem_context))
  return;

 if (intel_huc_wait_required(huc))
  i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
          &huc->delayed_load.fence,
          &rq->hucq);
}

static struct i915_request *
__i915_request_ensure_parallel_ordering(struct i915_request *rq,
     struct intel_timeline *timeline)
{
 struct i915_request *prev;

 GEM_BUG_ON(!is_parallel_rq(rq));

 prev = request_to_parent(rq)->parallel.last_rq;
 if (prev) {
  if (!__i915_request_is_complete(prev)) {
   i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
           &prev->submit,
           &rq->submitq);

   if (rq->engine->sched_engine->schedule)
    __i915_sched_node_add_dependency(&rq->sched,
         &prev->sched,
         &rq->dep,
         0);
  }
  i915_request_put(prev);
 }

 request_to_parent(rq)->parallel.last_rq = i915_request_get(rq);

 /*
  * Users have to put a reference potentially got by
  * __i915_active_fence_set() to the returned request
  * when no longer needed
 */
 return to_request(__i915_active_fence_set(&timeline->last_request,
        &rq->fence));
}

static struct i915_request *
__i915_request_ensure_ordering(struct i915_request *rq,
          struct intel_timeline *timeline)
{
 struct i915_request *prev;

 GEM_BUG_ON(is_parallel_rq(rq));

 prev = to_request(__i915_active_fence_set(&timeline->last_request,
        &rq->fence));

 if (prev && !__i915_request_is_complete(prev)) {
  bool uses_guc = intel_engine_uses_guc(rq->engine);
  bool pow2 = is_power_of_2(READ_ONCE(prev->engine)->mask |
       rq->engine->mask);
  bool same_context = prev->context == rq->context;

  /*
   * The requests are supposed to be kept in order. However,
   * we need to be wary in case the timeline->last_request
   * is used as a barrier for external modification to this
   * context.
 */
  GEM_BUG_ON(same_context &&
      i915_seqno_passed(prev->fence.seqno,
          rq->fence.seqno));

  if ((same_context && uses_guc) || (!uses_guc && pow2))
   i915_sw_fence_await_sw_fence(&rq->submit,
           &prev->submit,
           &rq->submitq);
  else
   __i915_sw_fence_await_dma_fence(&rq->submit,
       &prev->fence,
       &rq->dmaq);
  if (rq->engine->sched_engine->schedule)
   __i915_sched_node_add_dependency(&rq->sched,
        &prev->sched,
        &rq->dep,
        0);
 }

 /*
  * Users have to put the reference to prev potentially got
  * by __i915_active_fence_set() when no longer needed
 */
 return prev;
}

static struct i915_request *
__i915_request_add_to_timeline(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_timeline *timeline = i915_request_timeline(rq);
 struct i915_request *prev;

 /*
  * Media workloads may require HuC, so stall them until HuC loading is
  * complete. Note that HuC not being loaded when a user submission
  * arrives can only happen when HuC is loaded via GSC and in that case
  * we still expect the window between us starting to accept submissions
  * and HuC loading completion to be small (a few hundred ms).
 */
 if (rq->engine->class == VIDEO_DECODE_CLASS)
  i915_request_await_huc(rq);

 /*
  * Dependency tracking and request ordering along the timeline
  * is special cased so that we can eliminate redundant ordering
  * operations while building the request (we know that the timeline
  * itself is ordered, and here we guarantee it).
  *
  * As we know we will need to emit tracking along the timeline,
  * we embed the hooks into our request struct -- at the cost of
  * having to have specialised no-allocation interfaces (which will
  * be beneficial elsewhere).
  *
  * A second benefit to open-coding i915_request_await_request is
  * that we can apply a slight variant of the rules specialised
  * for timelines that jump between engines (such as virtual engines).
  * If we consider the case of virtual engine, we must emit a dma-fence
  * to prevent scheduling of the second request until the first is
  * complete (to maximise our greedy late load balancing) and this
  * precludes optimising to use semaphores serialisation of a single
  * timeline across engines.
  *
  * We do not order parallel submission requests on the timeline as each
  * parallel submission context has its own timeline and the ordering
  * rules for parallel requests are that they must be submitted in the
  * order received from the execbuf IOCTL. So rather than using the
  * timeline we store a pointer to last request submitted in the
  * relationship in the gem context and insert a submission fence
  * between that request and request passed into this function or
  * alternatively we use completion fence if gem context has a single
  * timeline and this is the first submission of an execbuf IOCTL.
 */
 if (likely(!is_parallel_rq(rq)))
  prev = __i915_request_ensure_ordering(rq, timeline);
 else
  prev = __i915_request_ensure_parallel_ordering(rq, timeline);
 if (prev)
  i915_request_put(prev);

 /*
  * Make sure that no request gazumped us - if it was allocated after
  * our i915_request_alloc() and called __i915_request_add() before
  * us, the timeline will hold its seqno which is later than ours.
 */
 GEM_BUG_ON(timeline->seqno != rq->fence.seqno);

 return prev;
}

/*
 * NB: This function is not allowed to fail. Doing so would mean the the
 * request is not being tracked for completion but the work itself is
 * going to happen on the hardware. This would be a Bad Thing(tm).
 */
struct i915_request *__i915_request_commit(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_engine_cs *engine = rq->engine;
 struct intel_ring *ring = rq->ring;
 u32 *cs;

 RQ_TRACE(rq, "\n");

 /*
  * To ensure that this call will not fail, space for its emissions
  * should already have been reserved in the ring buffer. Let the ring
  * know that it is time to use that space up.
 */
 GEM_BUG_ON(rq->reserved_space > ring->space);
 rq->reserved_space = 0;
 rq->emitted_jiffies = jiffies;

 /*
  * Record the position of the start of the breadcrumb so that
  * should we detect the updated seqno part-way through the
  * GPU processing the request, we never over-estimate the
  * position of the ring's HEAD.
 */
 cs = intel_ring_begin(rq, engine->emit_fini_breadcrumb_dw);
 GEM_BUG_ON(IS_ERR(cs));
 rq->postfix = intel_ring_offset(rq, cs);

 return __i915_request_add_to_timeline(rq);
}

void __i915_request_queue_bh(struct i915_request *rq)
{
 i915_sw_fence_commit(&rq->semaphore);
 i915_sw_fence_commit(&rq->submit);
}

void __i915_request_queue(struct i915_request *rq,
     const struct i915_sched_attr *attr)
{
 /*
  * Let the backend know a new request has arrived that may need
  * to adjust the existing execution schedule due to a high priority
  * request - i.e. we may want to preempt the current request in order
  * to run a high priority dependency chain *before* we can execute this
  * request.
  *
  * This is called before the request is ready to run so that we can
  * decide whether to preempt the entire chain so that it is ready to
  * run at the earliest possible convenience.
 */
 if (attr && rq->engine->sched_engine->schedule)
  rq->engine->sched_engine->schedule(rq, attr);

 local_bh_disable();
 __i915_request_queue_bh(rq);
 local_bh_enable(); /* kick tasklets */
}

void i915_request_add(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_timeline * const tl = i915_request_timeline(rq);
 struct i915_sched_attr attr = {};
 struct i915_gem_context *ctx;

 lockdep_assert_held(&tl->mutex);
 lockdep_unpin_lock(&tl->mutex, rq->cookie);

 trace_i915_request_add(rq);
 __i915_request_commit(rq);

 /* XXX placeholder for selftests */
 rcu_read_lock();
 ctx = rcu_dereference(rq->context->gem_context);
 if (ctx)
  attr = ctx->sched;
 rcu_read_unlock();

 __i915_request_queue(rq, &attr);

 mutex_unlock(&tl->mutex);
}

static unsigned long local_clock_ns(unsigned int *cpu)
{
 unsigned long t;

 /*
  * Cheaply and approximately convert from nanoseconds to microseconds.
  * The result and subsequent calculations are also defined in the same
  * approximate microseconds units. The principal source of timing
  * error here is from the simple truncation.
  *
  * Note that local_clock() is only defined wrt to the current CPU;
  * the comparisons are no longer valid if we switch CPUs. Instead of
  * blocking preemption for the entire busywait, we can detect the CPU
  * switch and use that as indicator of system load and a reason to
  * stop busywaiting, see busywait_stop().
 */
 *cpu = get_cpu();
 t = local_clock();
 put_cpu();

 return t;
}

static bool busywait_stop(unsigned long timeout, unsigned int cpu)
{
 unsigned int this_cpu;

 if (time_after(local_clock_ns(&this_cpu), timeout))
  return true;

 return this_cpu != cpu;
}

static bool __i915_spin_request(struct i915_request * const rq, int state)
{
 unsigned long timeout_ns;
 unsigned int cpu;

 /*
  * Only wait for the request if we know it is likely to complete.
  *
  * We don't track the timestamps around requests, nor the average
  * request length, so we do not have a good indicator that this
  * request will complete within the timeout. What we do know is the
  * order in which requests are executed by the context and so we can
  * tell if the request has been started. If the request is not even
  * running yet, it is a fair assumption that it will not complete
  * within our relatively short timeout.
 */
 if (!i915_request_is_running(rq))
  return false;

 /*
  * When waiting for high frequency requests, e.g. during synchronous
  * rendering split between the CPU and GPU, the finite amount of time
  * required to set up the irq and wait upon it limits the response
  * rate. By busywaiting on the request completion for a short while we
  * can service the high frequency waits as quick as possible. However,
  * if it is a slow request, we want to sleep as quickly as possible.
  * The tradeoff between waiting and sleeping is roughly the time it
  * takes to sleep on a request, on the order of a microsecond.
 */

 timeout_ns = READ_ONCE(rq->engine->props.max_busywait_duration_ns);
 timeout_ns += local_clock_ns(&cpu);
 do {
  if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
   return true;

  if (signal_pending_state(state, current))
   break;

  if (busywait_stop(timeout_ns, cpu))
   break;

  cpu_relax();
 } while (!need_resched());

 return false;
}

struct request_wait {
 struct dma_fence_cb cb;
 struct task_struct *tsk;
};

static void request_wait_wake(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *cb)
{
 struct request_wait *wait = container_of(cb, typeof(*wait), cb);

 wake_up_process(fetch_and_zero(&wait->tsk));
}

/**
 * i915_request_wait_timeout - wait until execution of request has finished
 * @rq: the request to wait upon
 * @flags: how to wait
 * @timeout: how long to wait in jiffies
 *
 * i915_request_wait_timeout() waits for the request to be completed, for a
 * maximum of @timeout jiffies (with MAX_SCHEDULE_TIMEOUT implying an
 * unbounded wait).
 *
 * Returns the remaining time (in jiffies) if the request completed, which may
 * be zero if the request is unfinished after the timeout expires.
 * If the timeout is 0, it will return 1 if the fence is signaled.
 *
 * May return -EINTR is called with I915_WAIT_INTERRUPTIBLE and a signal is
 * pending before the request completes.
 *
 * NOTE: This function has the same wait semantics as dma-fence.
 */
long i915_request_wait_timeout(struct i915_request *rq,
          unsigned int flags,
          long timeout)
{
 const int state = flags & I915_WAIT_INTERRUPTIBLE ?
  TASK_INTERRUPTIBLE : TASK_UNINTERRUPTIBLE;
 struct request_wait wait;

 might_sleep();
 GEM_BUG_ON(timeout < 0);

 if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
  return timeout ?: 1;

 if (!timeout)
  return -ETIME;

 trace_i915_request_wait_begin(rq, flags);

 /*
  * We must never wait on the GPU while holding a lock as we
  * may need to perform a GPU reset. So while we don't need to
  * serialise wait/reset with an explicit lock, we do want
  * lockdep to detect potential dependency cycles.
 */
 mutex_acquire(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);

 /*
  * Optimistic spin before touching IRQs.
  *
  * We may use a rather large value here to offset the penalty of
  * switching away from the active task. Frequently, the client will
  * wait upon an old swapbuffer to throttle itself to remain within a
  * frame of the gpu. If the client is running in lockstep with the gpu,
  * then it should not be waiting long at all, and a sleep now will incur
  * extra scheduler latency in producing the next frame. To try to
  * avoid adding the cost of enabling/disabling the interrupt to the
  * short wait, we first spin to see if the request would have completed
  * in the time taken to setup the interrupt.
  *
  * We need upto 5us to enable the irq, and upto 20us to hide the
  * scheduler latency of a context switch, ignoring the secondary
  * impacts from a context switch such as cache eviction.
  *
  * The scheme used for low-latency IO is called "hybrid interrupt
  * polling". The suggestion there is to sleep until just before you
  * expect to be woken by the device interrupt and then poll for its
  * completion. That requires having a good predictor for the request
  * duration, which we currently lack.
 */
 if (CONFIG_DRM_I915_MAX_REQUEST_BUSYWAIT &&
     __i915_spin_request(rq, state))
  goto out;

 /*
  * This client is about to stall waiting for the GPU. In many cases
  * this is undesirable and limits the throughput of the system, as
  * many clients cannot continue processing user input/output whilst
  * blocked. RPS autotuning may take tens of milliseconds to respond
  * to the GPU load and thus incurs additional latency for the client.
  * We can circumvent that by promoting the GPU frequency to maximum
  * before we sleep. This makes the GPU throttle up much more quickly
  * (good for benchmarks and user experience, e.g. window animations),
  * but at a cost of spending more power processing the workload
  * (bad for battery).
 */
 if (flags & I915_WAIT_PRIORITY && !i915_request_started(rq))
  intel_rps_boost(rq);

 wait.tsk = current;
 if (dma_fence_add_callback(&rq->fence, &wait.cb, request_wait_wake))
  goto out;

 /*
  * Flush the submission tasklet, but only if it may help this request.
  *
  * We sometimes experience some latency between the HW interrupts and
  * tasklet execution (mostly due to ksoftirqd latency, but it can also
  * be due to lazy CS events), so lets run the tasklet manually if there
  * is a chance it may submit this request. If the request is not ready
  * to run, as it is waiting for other fences to be signaled, flushing
  * the tasklet is busy work without any advantage for this client.
  *
  * If the HW is being lazy, this is the last chance before we go to
  * sleep to catch any pending events. We will check periodically in
  * the heartbeat to flush the submission tasklets as a last resort
  * for unhappy HW.
 */
 if (i915_request_is_ready(rq))
  __intel_engine_flush_submission(rq->engine, false);

 for (;;) {
  set_current_state(state);

  if (dma_fence_is_signaled(&rq->fence))
   break;

  if (signal_pending_state(state, current)) {
   timeout = -ERESTARTSYS;
   break;
  }

  if (!timeout) {
   timeout = -ETIME;
   break;
  }

  timeout = io_schedule_timeout(timeout);
 }
 __set_current_state(TASK_RUNNING);

 if (READ_ONCE(wait.tsk))
  dma_fence_remove_callback(&rq->fence, &wait.cb);
 GEM_BUG_ON(!list_empty(&wait.cb.node));

out:
 mutex_release(&rq->engine->gt->reset.mutex.dep_map, _THIS_IP_);
 trace_i915_request_wait_end(rq);
 return timeout;
}

/**
 * i915_request_wait - wait until execution of request has finished
 * @rq: the request to wait upon
 * @flags: how to wait
 * @timeout: how long to wait in jiffies
 *
 * i915_request_wait() waits for the request to be completed, for a
 * maximum of @timeout jiffies (with MAX_SCHEDULE_TIMEOUT implying an
 * unbounded wait).
 *
 * Returns the remaining time (in jiffies) if the request completed, which may
 * be zero or -ETIME if the request is unfinished after the timeout expires.
 * May return -EINTR is called with I915_WAIT_INTERRUPTIBLE and a signal is
 * pending before the request completes.
 *
 * NOTE: This function behaves differently from dma-fence wait semantics for
 * timeout = 0. It returns 0 on success, and -ETIME if not signaled.
 */
long i915_request_wait(struct i915_request *rq,
         unsigned int flags,
         long timeout)
{
 long ret = i915_request_wait_timeout(rq, flags, timeout);

 if (!ret)
  return -ETIME;

 if (ret > 0 && !timeout)
  return 0;

 return ret;
}

static int print_sched_attr(const struct i915_sched_attr *attr,
       char *buf, int x, int len)
{
 if (attr->priority == I915_PRIORITY_INVALID)
  return x;

 x += snprintf(buf + x, len - x,
        " prio=%d", attr->priority);

 return x;
}

static char queue_status(const struct i915_request *rq)
{
 if (i915_request_is_active(rq))
  return 'E';

 if (i915_request_is_ready(rq))
  return intel_engine_is_virtual(rq->engine) ? 'V' : 'R';

 return 'U';
}

static const char *run_status(const struct i915_request *rq)
{
 if (__i915_request_is_complete(rq))
  return "!";

 if (__i915_request_has_started(rq))
  return "*";

 if (!i915_sw_fence_signaled(&rq->semaphore))
  return "&";

 return "";
}

static const char *fence_status(const struct i915_request *rq)
{
 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_SIGNALED_BIT, &rq->fence.flags))
  return "+";

 if (test_bit(DMA_FENCE_FLAG_ENABLE_SIGNAL_BIT, &rq->fence.flags))
  return "-";

 return "";
}

void i915_request_show(struct drm_printer *m,
         const struct i915_request *rq,
         const char *prefix,
         int indent)
{
 const char __rcu *timeline;
 char buf[80] = "";
 int x = 0;

 /*
  * The prefix is used to show the queue status, for which we use
  * the following flags:
  *
  *  U [Unready]
  *    - initial status upon being submitted by the user
  *
  *    - the request is not ready for execution as it is waiting
  *      for external fences
  *
  *  R [Ready]
  *    - all fences the request was waiting on have been signaled,
  *      and the request is now ready for execution and will be
  *      in a backend queue
  *
  *    - a ready request may still need to wait on semaphores
  *      [internal fences]
  *
  *  V [Ready/virtual]
  *    - same as ready, but queued over multiple backends
  *
  *  E [Executing]
  *    - the request has been transferred from the backend queue and
  *      submitted for execution on HW
  *
  *    - a completed request may still be regarded as executing, its
  *      status may not be updated until it is retired and removed
  *      from the lists
 */

 x = print_sched_attr(&rq->sched.attr, buf, x, sizeof(buf));

 rcu_read_lock();
 timeline = dma_fence_timeline_name((struct dma_fence *)&rq->fence);
 drm_printf(m, "%s%.*s%c %llx:%lld%s%s %s @ %dms: %s\n",
     prefix, indent, "                ",
     queue_status(rq),
     rq->fence.context, rq->fence.seqno,
     run_status(rq),
     fence_status(rq),
     buf,
     jiffies_to_msecs(jiffies - rq->emitted_jiffies),
     rcu_dereference(timeline));
 rcu_read_unlock();
}

static bool engine_match_ring(struct intel_engine_cs *engine, struct i915_request *rq)
{
 u32 ring = ENGINE_READ(engine, RING_START);

 return ring == i915_ggtt_offset(rq->ring->vma);
}

static bool match_ring(struct i915_request *rq)
{
 struct intel_engine_cs *engine;
 bool found;
 int i;

 if (!intel_engine_is_virtual(rq->engine))
  return engine_match_ring(rq->engine, rq);

 found = false;
 i = 0;
 while ((engine = intel_engine_get_sibling(rq->engine, i++))) {
  found = engine_match_ring(engine, rq);
  if (found)
   break;
 }

 return found;
}

enum i915_request_state i915_test_request_state(struct i915_request *rq)
{
 if (i915_request_completed(rq))
  return I915_REQUEST_COMPLETE;

 if (!i915_request_started(rq))
  return I915_REQUEST_PENDING;

 if (match_ring(rq))
  return I915_REQUEST_ACTIVE;

 return I915_REQUEST_QUEUED;
}

#if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
#include "selftests/mock_request.c"
#include "selftests/i915_request.c"
#endif

void i915_request_module_exit(void)
{
 kmem_cache_destroy(slab_execute_cbs);
 kmem_cache_destroy(slab_requests);
}

int __init i915_request_module_init(void)
{
 slab_requests =
  kmem_cache_create("i915_request",
      sizeof(struct i915_request),
      __alignof__(struct i915_request),
      SLAB_HWCACHE_ALIGN |
      SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
      SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
      __i915_request_ctor);
 if (!slab_requests)
  return -ENOMEM;

 slab_execute_cbs = KMEM_CACHE(execute_cb,
          SLAB_HWCACHE_ALIGN |
          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
          SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
 if (!slab_execute_cbs)
  goto err_requests;

 return 0;

err_requests:
 kmem_cache_destroy(slab_requests);
 return -ENOMEM;
}