sys/dev/drm/drm_modeset_lock.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2014 Red Hat
   3  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
   4  *
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   6  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   7  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   8  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   9  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  10  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  11  *
  12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  13  * all copies or substantial portions of the 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 COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  19  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  20  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  21  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  22  */
  23
  24 #include <drm/drmP.h>
  25 #include <drm/drm_crtc.h>
  26 #include <drm/drm_modeset_lock.h>
  27
  28 /**
  29  * DOC: kms locking
  30  *
  31  * As KMS moves toward more fine grained locking, and atomic ioctl where
  32  * userspace can indirectly control locking order, it becomes necessary
  33  * to use ww_mutex and acquire-contexts to avoid deadlocks.  But because
  34  * the locking is more distributed around the driver code, we want a bit
  35  * of extra utility/tracking out of our acquire-ctx.  This is provided
  36  * by drm_modeset_lock / drm_modeset_acquire_ctx.
  37  *
  38  * For basic principles of ww_mutex, see: Documentation/locking/ww-mutex-design.txt
  39  *
  40  * The basic usage pattern is to:
  41  *
  42  *     drm_modeset_acquire_init(&ctx)
  43  *   retry:
  44  *     foreach (lock in random_ordered_set_of_locks) {
  45  *       ret = drm_modeset_lock(lock, &ctx)
  46  *       if (ret == -EDEADLK) {
  47  *          drm_modeset_backoff(&ctx);
  48  *          goto retry;
  49  *       }
  50  *     }
  51  *
  52  *     ... do stuff ...
  53  *
  54  *     drm_modeset_drop_locks(&ctx);
  55  *     drm_modeset_acquire_fini(&ctx);
  56  */
  57
  58
  59 /**
  60  * drm_modeset_lock_all - take all modeset locks
  61  * @dev: drm device
  62  *
  63  * This function takes all modeset locks, suitable where a more fine-grained
  64  * scheme isn't (yet) implemented. Locks must be dropped with
  65  * drm_modeset_unlock_all.
  66  */
  67 void drm_modeset_lock_all(struct drm_device *dev)
  68 {
  69         struct drm_mode_config *config = &dev->mode_config;
  70         struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx;
  71         int ret;
  72
  73         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
  74         if (WARN_ON(!ctx))
  75                 return;
  76
  77         mutex_lock(&config->mutex);
  78
  79         drm_modeset_acquire_init(ctx, 0);
  80
  81 retry:
  82         ret = drm_modeset_lock(&config->connection_mutex, ctx);
  83         if (ret)
  84                 goto fail;
  85         ret = drm_modeset_lock_all_crtcs(dev, ctx);
  86         if (ret)
  87                 goto fail;
  88
  89         WARN_ON(config->acquire_ctx);
  90
  91         /* now we hold the locks, so now that it is safe, stash the
  92          * ctx for drm_modeset_unlock_all():
  93          */
  94         config->acquire_ctx = ctx;
  95
  96         drm_warn_on_modeset_not_all_locked(dev);
  97
  98         return;
  99
 100 fail:
 101         if (ret == -EDEADLK) {
 102                 drm_modeset_backoff(ctx);
 103                 goto retry;
 104         }
 105 }
 106 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_lock_all);
 107
 108 /**
 109  * drm_modeset_unlock_all - drop all modeset locks
 110  * @dev: device
 111  *
 112  * This function drop all modeset locks taken by drm_modeset_lock_all.
 113  */
 114 void drm_modeset_unlock_all(struct drm_device *dev)
 115 {
 116         struct drm_mode_config *config = &dev->mode_config;
 117         struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx = config->acquire_ctx;
 118
 119         if (WARN_ON(!ctx))
 120                 return;
 121
 122         config->acquire_ctx = NULL;
 123         drm_modeset_drop_locks(ctx);
 124         drm_modeset_acquire_fini(ctx);
 125
 126         kfree(ctx);
 127
 128         mutex_unlock(&dev->mode_config.mutex);
 129 }
 130 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_unlock_all);
 131
 132 /**
 133  * drm_modeset_lock_crtc - lock crtc with hidden acquire ctx
 134  * @crtc: drm crtc
 135  *
 136  * This function locks the given crtc using a hidden acquire context. This is
 137  * necessary so that drivers internally using the atomic interfaces can grab
 138  * further locks with the lock acquire context.
 139  */
 140 void drm_modeset_lock_crtc(struct drm_crtc *crtc)
 141 {
 142         struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx;
 143         int ret;
 144
 145         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 146         if (WARN_ON(!ctx))
 147                 return;
 148
 149         drm_modeset_acquire_init(ctx, 0);
 150
 151 retry:
 152         ret = drm_modeset_lock(&crtc->mutex, ctx);
 153         if (ret)
 154                 goto fail;
 155
 156         WARN_ON(crtc->acquire_ctx);
 157
 158         /* now we hold the locks, so now that it is safe, stash the
 159          * ctx for drm_modeset_unlock_crtc():
 160          */
 161         crtc->acquire_ctx = ctx;
 162
 163         return;
 164
 165 fail:
 166         if (ret == -EDEADLK) {
 167                 drm_modeset_backoff(ctx);
 168                 goto retry;
 169         }
 170 }
 171 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_lock_crtc);
 172
 173 /**
 174  * drm_modeset_legacy_acquire_ctx - find acquire ctx for legacy ioctls
 175  * @crtc: drm crtc
 176  *
 177  * Legacy ioctl operations like cursor updates or page flips only have per-crtc
 178  * locking, and store the acquire ctx in the corresponding crtc. All other
 179  * legacy operations take all locks and use a global acquire context. This
 180  * function grabs the right one.
 181  */
 182 struct drm_modeset_acquire_ctx *
 183 drm_modeset_legacy_acquire_ctx(struct drm_crtc *crtc)
 184 {
 185         if (crtc->acquire_ctx)
 186                 return crtc->acquire_ctx;
 187
 188         WARN_ON(!crtc->dev->mode_config.acquire_ctx);
 189
 190         return crtc->dev->mode_config.acquire_ctx;
 191 }
 192 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_legacy_acquire_ctx);
 193
 194 /**
 195  * drm_modeset_unlock_crtc - drop crtc lock
 196  * @crtc: drm crtc
 197  *
 198  * This drops the crtc lock acquire with drm_modeset_lock_crtc() and all other
 199  * locks acquired through the hidden context.
 200  */
 201 void drm_modeset_unlock_crtc(struct drm_crtc *crtc)
 202 {
 203         struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx = crtc->acquire_ctx;
 204
 205         if (WARN_ON(!ctx))
 206                 return;
 207
 208         crtc->acquire_ctx = NULL;
 209         drm_modeset_drop_locks(ctx);
 210         drm_modeset_acquire_fini(ctx);
 211
 212         kfree(ctx);
 213 }
 214 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_unlock_crtc);
 215
 216 /**
 217  * drm_warn_on_modeset_not_all_locked - check that all modeset locks are locked
 218  * @dev: device
 219  *
 220  * Useful as a debug assert.
 221  */
 222 void drm_warn_on_modeset_not_all_locked(struct drm_device *dev)
 223 {
 224         struct drm_crtc *crtc;
 225
 226         /* Locking is currently fubar in the panic handler. */
 227 #if 0
 228         if (oops_in_progress)
 229                 return;
 230 #endif
 231
 232         list_for_each_entry(crtc, &dev->mode_config.crtc_list, head)
 233                 WARN_ON(!drm_modeset_is_locked(&crtc->mutex));
 234
 235         WARN_ON(!drm_modeset_is_locked(&dev->mode_config.connection_mutex));
 236         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->mode_config.mutex));
 237 }
 238 EXPORT_SYMBOL(drm_warn_on_modeset_not_all_locked);
 239
 240 /**
 241  * drm_modeset_acquire_init - initialize acquire context
 242  * @ctx: the acquire context
 243  * @flags: for future
 244  */
 245 void drm_modeset_acquire_init(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx,
 246                 uint32_t flags)
 247 {
 248         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 249         ww_acquire_init(&ctx->ww_ctx, &crtc_ww_class);
 250         INIT_LIST_HEAD(&ctx->locked);
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_acquire_init);
 253
 254 /**
 255  * drm_modeset_acquire_fini - cleanup acquire context
 256  * @ctx: the acquire context
 257  */
 258 void drm_modeset_acquire_fini(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 259 {
 260         ww_acquire_fini(&ctx->ww_ctx);
 261 }
 262 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_acquire_fini);
 263
 264 /**
 265  * drm_modeset_drop_locks - drop all locks
 266  * @ctx: the acquire context
 267  *
 268  * Drop all locks currently held against this acquire context.
 269  */
 270 void drm_modeset_drop_locks(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 271 {
 272         WARN_ON(ctx->contended);
 273         while (!list_empty(&ctx->locked)) {
 274                 struct drm_modeset_lock_info *info;
 275
 276                 info = list_first_entry(&ctx->locked,
 277                                 struct drm_modeset_lock_info, ctx_entry);
 278
 279                 drm_modeset_unlock(info->lock);
 280         }
 281 }
 282 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_drop_locks);
 283
 284 static inline int modeset_lock(struct drm_modeset_lock *lock,
 285                 struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx,
 286                 bool interruptible, bool slow)
 287 {
 288         int ret;
 289
 290         WARN_ON(ctx->contended);
 291
 292         if (interruptible && slow) {
 293                 ret = ww_mutex_lock_slow_interruptible(&lock->mutex, &ctx->ww_ctx);
 294         } else if (interruptible) {
 295                 ret = ww_mutex_lock_interruptible(&lock->mutex, &ctx->ww_ctx);
 296         } else if (slow) {
 297                 ww_mutex_lock_slow(&lock->mutex, &ctx->ww_ctx);
 298                 ret = 0;
 299         } else {
 300                 ret = ww_mutex_lock(&lock->mutex, &ctx->ww_ctx);
 301         }
 302         if (ret == -EALREADY) {
 303                 /* we already hold the lock.. this is fine.  For atomic
 304                  * we will need to be able to drm_modeset_lock() things
 305                  * without having to keep track of what is already locked
 306                  * or not.
 307                  */
 308                 ret = 0;
 309         } else if (ret == -EDEADLK) {
 310                 ctx->contended = lock;
 311         }
 312         if (ret == 0) {
 313                 struct drm_modeset_lock_info *info;
 314
 315                 info = kzalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
 316                 INIT_LIST_HEAD(&info->ctx_entry);
 317                 INIT_LIST_HEAD(&info->lock_entry);
 318                 info->lock = lock;
 319                 info->ctx = ctx;
 320                 list_add(&info->ctx_entry, &ctx->locked);
 321                 list_add(&info->lock_entry, &lock->locked);
 322         }
 323
 324         return ret;
 325 }
 326
 327 static int modeset_backoff(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx,
 328                 bool interruptible)
 329 {
 330         struct drm_modeset_lock *contended = ctx->contended;
 331
 332         ctx->contended = NULL;
 333
 334         if (WARN_ON(!contended))
 335                 return 0;
 336
 337         drm_modeset_drop_locks(ctx);
 338
 339         return modeset_lock(contended, ctx, interruptible, true);
 340 }
 341
 342 /**
 343  * drm_modeset_backoff - deadlock avoidance backoff
 344  * @ctx: the acquire context
 345  *
 346  * If deadlock is detected (ie. drm_modeset_lock() returns -EDEADLK),
 347  * you must call this function to drop all currently held locks and
 348  * block until the contended lock becomes available.
 349  */
 350 void drm_modeset_backoff(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 351 {
 352         modeset_backoff(ctx, false);
 353 }
 354 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_backoff);
 355
 356 /**
 357  * drm_modeset_backoff_interruptible - deadlock avoidance backoff
 358  * @ctx: the acquire context
 359  *
 360  * Interruptible version of drm_modeset_backoff()
 361  */
 362 int drm_modeset_backoff_interruptible(struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 363 {
 364         return modeset_backoff(ctx, true);
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_backoff_interruptible);
 367
 368 /**
 369  * drm_modeset_lock - take modeset lock
 370  * @lock: lock to take
 371  * @ctx: acquire ctx
 372  *
 373  * If ctx is not NULL, then its ww acquire context is used and the
 374  * lock will be tracked by the context and can be released by calling
 375  * drm_modeset_drop_locks().  If -EDEADLK is returned, this means a
 376  * deadlock scenario has been detected and it is an error to attempt
 377  * to take any more locks without first calling drm_modeset_backoff().
 378  */
 379 int drm_modeset_lock(struct drm_modeset_lock *lock,
 380                 struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 381 {
 382         if (ctx)
 383                 return modeset_lock(lock, ctx, false, false);
 384
 385         ww_mutex_lock(&lock->mutex, NULL);
 386         return 0;
 387 }
 388 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_lock);
 389
 390 /**
 391  * drm_modeset_lock_interruptible - take modeset lock
 392  * @lock: lock to take
 393  * @ctx: acquire ctx
 394  *
 395  * Interruptible version of drm_modeset_lock()
 396  */
 397 int drm_modeset_lock_interruptible(struct drm_modeset_lock *lock,
 398                 struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 399 {
 400         if (ctx)
 401                 return modeset_lock(lock, ctx, true, false);
 402
 403         return ww_mutex_lock_interruptible(&lock->mutex, NULL);
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_lock_interruptible);
 406
 407 /**
 408  * drm_modeset_unlock - drop modeset lock
 409  * @lock: lock to release
 410  */
 411 void drm_modeset_unlock(struct drm_modeset_lock *lock)
 412 {
 413         struct drm_modeset_lock_info *info;
 414
 415         /* undo in reverse order */
 416         if (!list_empty(&lock->locked)) {
 417                 info = list_last_entry(&lock->locked,
 418                                 struct drm_modeset_lock_info, lock_entry);
 419                 list_del_init(&info->lock_entry);
 420                 if (info->ctx)
 421                         list_del_init(&info->ctx_entry);
 422                 kfree(info);
 423         }
 424         ww_mutex_unlock(&lock->mutex);
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_unlock);
 427
 428 /* Temporary.. until we have sufficiently fine grained locking, there
 429  * are a couple scenarios where it is convenient to grab all crtc locks.
 430  * It is planned to remove this:
 431  */
 432 int drm_modeset_lock_all_crtcs(struct drm_device *dev,
 433                 struct drm_modeset_acquire_ctx *ctx)
 434 {
 435         struct drm_mode_config *config = &dev->mode_config;
 436         struct drm_crtc *crtc;
 437         int ret = 0;
 438
 439         list_for_each_entry(crtc, &config->crtc_list, head) {
 440                 ret = drm_modeset_lock(&crtc->mutex, ctx);
 441                 if (ret)
 442                         return ret;
 443         }
 444
 445         return 0;
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL(drm_modeset_lock_all_crtcs);