]> git.ipfire.org Git - thirdparty/kernel/linux.git/commitdiff
drm/xe: Create page reclaim list on unbind
authorBrian Nguyen <brian3.nguyen@intel.com>
Fri, 12 Dec 2025 21:32:31 +0000 (05:32 +0800)
committerMatthew Brost <matthew.brost@intel.com>
Sat, 13 Dec 2025 00:59:09 +0000 (16:59 -0800)
Page reclaim list (PRL) is preparation work for the page reclaim feature.
The PRL is firstly owned by pt_update_ops and all other page reclaim
operations will point back to this PRL. PRL generates its entries during
the unbind page walker, updating the PRL.

This PRL is restricted to a 4K page, so 512 page entries at most.

v2:
 - Removed unused function. (Shuicheng)
 - Compacted warning checking, update commit message,
   spelling, etc. (Shuicheng, Matthew B)
 - Fix kernel docs
 - Moved PRL max entries overflow handling out from
   generate_reclaim_entry to caller (Shuicheng)
 - Add xe_page_reclaim_list_init for clarity. (Matthew B)
 - Modify xe_guc_page_reclaim_entry to use macros
   for greater flexbility. (Matthew B)
 - Add fallback for PTE outside of page reclaim supported
   4K, 64K, 2M pages (Matthew B)
 - Invalidate PRL for early abort page walk.
 - Removed page reclaim related variables from tlb fence
   (Matthew Brost)
 - Remove error handling in *alloc_entries failure. (Matthew B)

v3:
 - Fix NULL pointer dereference check.
 - Modify reclaim_entry to QW and bitfields accordingly. (Matthew B)
 - Add vm_dbg prints for PRL generation and invalidation. (Matthew B)

v4:
 - s/GENMASK/GENMASK_ULL && s/BIT/BIT_ULL (CI)

v5:
 - Addition of xe_page_reclaim_list_is_new() to avoid continuous
   allocation of PRL if consecutive VMAs cause a PRL invalidation.
 - Add xe_page_reclaim_list_valid() helpers for clarity. (Matthew B)
 - Move xe_page_reclaim_list_entries_put in
   xe_page_reclaim_list_invalidate.

Signed-off-by: Brian Nguyen <brian3.nguyen@intel.com>
Reviewed-by: Matthew Brost <matthew.brost@intel.com>
Cc: Shuicheng Lin <shuicheng.lin@intel.com>
Signed-off-by: Matthew Brost <matthew.brost@intel.com>
Link: https://patch.msgid.link/20251212213225.3564537-17-brian3.nguyen@intel.com
drivers/gpu/drm/xe/Makefile
drivers/gpu/drm/xe/regs/xe_gtt_defs.h
drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.c [new file with mode: 0644]
drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.h [new file with mode: 0644]
drivers/gpu/drm/xe/xe_pt.c
drivers/gpu/drm/xe/xe_pt_types.h

index e5f3c2ec9e9a956c263e0b47a8150c08865d1b2b..8b43e391b3d34bba39588fd2a12cb81ff521655d 100644 (file)
@@ -95,6 +95,7 @@ xe-y += xe_bb.o \
        xe_oa.o \
        xe_observation.o \
        xe_pagefault.o \
+       xe_page_reclaim.o \
        xe_pat.o \
        xe_pci.o \
        xe_pcode.o \
index 4389e5a76f896e4a4c75d2ac4759442e193874c4..4d83461e538b1c390d2e95151aa21a83711d2714 100644 (file)
@@ -9,6 +9,7 @@
 #define XELPG_GGTT_PTE_PAT0    BIT_ULL(52)
 #define XELPG_GGTT_PTE_PAT1    BIT_ULL(53)
 
+#define XE_PTE_ADDR_MASK       GENMASK_ULL(51, 12)
 #define GGTT_PTE_VFID          GENMASK_ULL(11, 2)
 
 #define GUC_GGTT_TOP           0xFEE00000
diff --git a/drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.c b/drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..018d546
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,65 @@
+// SPDX-License-Identifier: MIT
+/*
+ * Copyright © 2025 Intel Corporation
+ */
+
+#include <linux/bitfield.h>
+#include <linux/kref.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/slab.h>
+
+#include "xe_page_reclaim.h"
+
+#include "regs/xe_gt_regs.h"
+#include "xe_assert.h"
+#include "xe_macros.h"
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_list_invalidate() - Mark a PRL as invalid
+ * @prl: Page reclaim list to reset
+ *
+ * Clears the entries pointer and marks the list as invalid so
+ * future use knows PRL is unusable. It is expected that the entries
+ * have already been released.
+ */
+void xe_page_reclaim_list_invalidate(struct xe_page_reclaim_list *prl)
+{
+       xe_page_reclaim_entries_put(prl->entries);
+       prl->entries = NULL;
+       prl->num_entries = XE_PAGE_RECLAIM_INVALID_LIST;
+}
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_list_init() - Initialize a page reclaim list
+ * @prl: Page reclaim list to initialize
+ *
+ * NULLs both values in list to prepare on initalization.
+ */
+void xe_page_reclaim_list_init(struct xe_page_reclaim_list *prl)
+{
+       // xe_page_reclaim_list_invalidate(prl);
+       prl->entries = NULL;
+       prl->num_entries = 0;
+}
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_list_alloc_entries() - Allocate page reclaim list entries
+ * @prl: Page reclaim list to allocate entries for
+ *
+ * Allocate one 4K page for the PRL entries, otherwise assign prl->entries to NULL.
+ */
+int xe_page_reclaim_list_alloc_entries(struct xe_page_reclaim_list *prl)
+{
+       struct page *page;
+
+       if (XE_WARN_ON(prl->entries))
+               return 0;
+
+       page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
+       if (page) {
+               prl->entries = page_address(page);
+               prl->num_entries = 0;
+       }
+
+       return page ? 0 : -ENOMEM;
+}
diff --git a/drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.h b/drivers/gpu/drm/xe/xe_page_reclaim.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e776bad
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,96 @@
+/* SPDX-License-Identifier: MIT */
+/*
+ * Copyright © 2025 Intel Corporation
+ */
+
+#ifndef _XE_PAGE_RECLAIM_H_
+#define _XE_PAGE_RECLAIM_H_
+
+#include <linux/kref.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/workqueue.h>
+#include <linux/bits.h>
+
+#define XE_PAGE_RECLAIM_MAX_ENTRIES    512
+#define XE_PAGE_RECLAIM_LIST_MAX_SIZE  SZ_4K
+
+struct xe_guc_page_reclaim_entry {
+       u64 qw;
+/* valid reclaim entry bit */
+#define XE_PAGE_RECLAIM_VALID          BIT_ULL(0)
+/*
+ * offset order of page size to be reclaimed
+ * page_size = 1 << (XE_PTE_SHIFT + reclamation_size)
+ */
+#define XE_PAGE_RECLAIM_SIZE           GENMASK_ULL(6, 1)
+#define XE_PAGE_RECLAIM_RSVD_0         GENMASK_ULL(11, 7)
+/* lower 20 bits of the physical address */
+#define XE_PAGE_RECLAIM_ADDR_LO                GENMASK_ULL(31, 12)
+/* upper 20 bits of the physical address */
+#define XE_PAGE_RECLAIM_ADDR_HI                GENMASK_ULL(51, 32)
+#define XE_PAGE_RECLAIM_RSVD_1         GENMASK_ULL(63, 52)
+} __packed;
+
+struct xe_page_reclaim_list {
+       /** @entries: array of page reclaim entries, page allocated */
+       struct xe_guc_page_reclaim_entry *entries;
+       /** @num_entries: number of entries */
+       int num_entries;
+#define XE_PAGE_RECLAIM_INVALID_LIST   -1
+};
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_list_is_new() - Check if PRL is new allocation
+ * @prl: Pointer to page reclaim list
+ *
+ * PRL indicates it hasn't been allocated through both values being NULL
+ */
+static inline bool xe_page_reclaim_list_is_new(struct xe_page_reclaim_list *prl)
+{
+       return !prl->entries && prl->num_entries == 0;
+}
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_list_valid() - Check if the page reclaim list is valid
+ * @prl: Pointer to page reclaim list
+ *
+ * PRL uses the XE_PAGE_RECLAIM_INVALID_LIST to indicate that a PRL
+ * is unusable.
+ */
+static inline bool xe_page_reclaim_list_valid(struct xe_page_reclaim_list *prl)
+{
+       return !xe_page_reclaim_list_is_new(prl) &&
+              prl->num_entries != XE_PAGE_RECLAIM_INVALID_LIST;
+}
+
+void xe_page_reclaim_list_invalidate(struct xe_page_reclaim_list *prl);
+void xe_page_reclaim_list_init(struct xe_page_reclaim_list *prl);
+int xe_page_reclaim_list_alloc_entries(struct xe_page_reclaim_list *prl);
+/**
+ * xe_page_reclaim_entries_get() - Increment the reference count of page reclaim entries.
+ * @entries: Pointer to the array of page reclaim entries.
+ *
+ * This function increments the reference count of the backing page.
+ */
+static inline void xe_page_reclaim_entries_get(struct xe_guc_page_reclaim_entry *entries)
+{
+       if (entries)
+               get_page(virt_to_page(entries));
+}
+
+/**
+ * xe_page_reclaim_entries_put() - Decrement the reference count of page reclaim entries.
+ * @entries: Pointer to the array of page reclaim entries.
+ *
+ * This function decrements the reference count of the backing page
+ * and frees it if the count reaches zero.
+ */
+static inline void xe_page_reclaim_entries_put(struct xe_guc_page_reclaim_entry *entries)
+{
+       if (entries)
+               put_page(virt_to_page(entries));
+}
+
+#endif /* _XE_PAGE_RECLAIM_H_ */
index 884127b4d97ddce4a00553daaa4fac14e1b07726..ac17d5702030b3464ef92f80355488e3cf8c489d 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@
 #include "xe_exec_queue.h"
 #include "xe_gt.h"
 #include "xe_migrate.h"
+#include "xe_page_reclaim.h"
 #include "xe_pt_types.h"
 #include "xe_pt_walk.h"
 #include "xe_res_cursor.h"
@@ -1535,6 +1536,9 @@ struct xe_pt_stage_unbind_walk {
        /** @modified_end: Walk range start, modified like @modified_start. */
        u64 modified_end;
 
+       /** @prl: Backing pointer to page reclaim list in pt_update_ops */
+       struct xe_page_reclaim_list *prl;
+
        /* Output */
        /* @wupd: Structure to track the page-table updates we're building */
        struct xe_walk_update wupd;
@@ -1572,6 +1576,68 @@ static bool xe_pt_check_kill(u64 addr, u64 next, unsigned int level,
        return false;
 }
 
+/* Huge 2MB leaf lives directly in a level-1 table and has no children */
+static bool is_2m_pte(struct xe_pt *pte)
+{
+       return pte->level == 1 && !pte->base.children;
+}
+
+/* page_size = 2^(reclamation_size + XE_PTE_SHIFT) */
+#define COMPUTE_RECLAIM_ADDRESS_MASK(page_size)                                \
+({                                                                     \
+       BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(page_size));                 \
+       ilog2(page_size) - XE_PTE_SHIFT;                                \
+})
+
+static int generate_reclaim_entry(struct xe_tile *tile,
+                                 struct xe_page_reclaim_list *prl,
+                                 u64 pte, struct xe_pt *xe_child)
+{
+       struct xe_guc_page_reclaim_entry *reclaim_entries = prl->entries;
+       u64 phys_page = (pte & XE_PTE_ADDR_MASK) >> XE_PTE_SHIFT;
+       int num_entries = prl->num_entries;
+       u32 reclamation_size;
+
+       xe_tile_assert(tile, xe_child->level <= MAX_HUGEPTE_LEVEL);
+       xe_tile_assert(tile, reclaim_entries);
+       xe_tile_assert(tile, num_entries < XE_PAGE_RECLAIM_MAX_ENTRIES - 1);
+
+       if (!xe_page_reclaim_list_valid(prl))
+               return -EINVAL;
+
+       /**
+        * reclamation_size indicates the size of the page to be
+        * invalidated and flushed from non-coherent cache.
+        * Page size is computed as 2^(reclamation_size + XE_PTE_SHIFT) bytes.
+        * Only 4K, 64K (level 0), and 2M pages are supported by hardware for page reclaim
+        */
+       if (xe_child->level == 0 && !(pte & XE_PTE_PS64)) {
+               reclamation_size = COMPUTE_RECLAIM_ADDRESS_MASK(SZ_4K);  /* reclamation_size = 0 */
+       } else if (xe_child->level == 0) {
+               reclamation_size = COMPUTE_RECLAIM_ADDRESS_MASK(SZ_64K); /* reclamation_size = 4 */
+       } else if (is_2m_pte(xe_child)) {
+               reclamation_size = COMPUTE_RECLAIM_ADDRESS_MASK(SZ_2M);  /* reclamation_size = 9 */
+       } else {
+               xe_page_reclaim_list_invalidate(prl);
+               vm_dbg(&tile_to_xe(tile)->drm,
+                      "PRL invalidate: unsupported PTE level=%u pte=%#llx\n",
+                      xe_child->level, pte);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       reclaim_entries[num_entries].qw =
+               FIELD_PREP(XE_PAGE_RECLAIM_VALID, 1) |
+               FIELD_PREP(XE_PAGE_RECLAIM_SIZE, reclamation_size) |
+               FIELD_PREP(XE_PAGE_RECLAIM_ADDR_LO, phys_page) |
+               FIELD_PREP(XE_PAGE_RECLAIM_ADDR_HI, phys_page >> 20);
+       prl->num_entries++;
+       vm_dbg(&tile_to_xe(tile)->drm,
+              "PRL add entry: level=%u pte=%#llx reclamation_size=%u prl_idx=%d\n",
+              xe_child->level, pte, reclamation_size, num_entries);
+
+       return 0;
+}
+
 static int xe_pt_stage_unbind_entry(struct xe_ptw *parent, pgoff_t offset,
                                    unsigned int level, u64 addr, u64 next,
                                    struct xe_ptw **child,
@@ -1579,11 +1645,48 @@ static int xe_pt_stage_unbind_entry(struct xe_ptw *parent, pgoff_t offset,
                                    struct xe_pt_walk *walk)
 {
        struct xe_pt *xe_child = container_of(*child, typeof(*xe_child), base);
+       struct xe_pt_stage_unbind_walk *xe_walk =
+               container_of(walk, typeof(*xe_walk), base);
+       struct xe_device *xe = tile_to_xe(xe_walk->tile);
 
        XE_WARN_ON(!*child);
        XE_WARN_ON(!level);
+       /* Check for leaf node */
+       if (xe_walk->prl && xe_page_reclaim_list_valid(xe_walk->prl) &&
+           !xe_child->base.children) {
+               struct iosys_map *leaf_map = &xe_child->bo->vmap;
+               pgoff_t first = xe_pt_offset(addr, 0, walk);
+               pgoff_t count = xe_pt_num_entries(addr, next, 0, walk);
+
+               for (pgoff_t i = 0; i < count; i++) {
+                       u64 pte = xe_map_rd(xe, leaf_map, (first + i) * sizeof(u64), u64);
+                       int ret;
+
+                       /* Account for NULL terminated entry on end (-1) */
+                       if (xe_walk->prl->num_entries < XE_PAGE_RECLAIM_MAX_ENTRIES - 1) {
+                               ret = generate_reclaim_entry(xe_walk->tile, xe_walk->prl,
+                                                            pte, xe_child);
+                               if (ret)
+                                       break;
+                       } else {
+                               /* overflow, mark as invalid */
+                               xe_page_reclaim_list_invalidate(xe_walk->prl);
+                               vm_dbg(&xe->drm,
+                                      "PRL invalidate: overflow while adding pte=%#llx",
+                                      pte);
+                               break;
+                       }
+               }
+       }
 
-       xe_pt_check_kill(addr, next, level - 1, xe_child, action, walk);
+       /* If aborting page walk early, invalidate PRL since PTE may be dropped from this abort */
+       if (xe_pt_check_kill(addr, next, level - 1, xe_child, action, walk) &&
+           xe_walk->prl && level > 1 && xe_child->base.children && xe_child->num_live != 0) {
+               xe_page_reclaim_list_invalidate(xe_walk->prl);
+               vm_dbg(&xe->drm,
+                      "PRL invalidate: kill at level=%u addr=%#llx next=%#llx num_live=%u\n",
+                      level, addr, next, xe_child->num_live);
+       }
 
        return 0;
 }
@@ -1654,6 +1757,8 @@ static unsigned int xe_pt_stage_unbind(struct xe_tile *tile,
 {
        u64 start = range ? xe_svm_range_start(range) : xe_vma_start(vma);
        u64 end = range ? xe_svm_range_end(range) : xe_vma_end(vma);
+       struct xe_vm_pgtable_update_op *pt_update_op =
+               container_of(entries, struct xe_vm_pgtable_update_op, entries[0]);
        struct xe_pt_stage_unbind_walk xe_walk = {
                .base = {
                        .ops = &xe_pt_stage_unbind_ops,
@@ -1665,6 +1770,7 @@ static unsigned int xe_pt_stage_unbind(struct xe_tile *tile,
                .modified_start = start,
                .modified_end = end,
                .wupd.entries = entries,
+               .prl = pt_update_op->prl,
        };
        struct xe_pt *pt = vm->pt_root[tile->id];
 
@@ -1897,6 +2003,7 @@ static int unbind_op_prepare(struct xe_tile *tile,
                             struct xe_vm_pgtable_update_ops *pt_update_ops,
                             struct xe_vma *vma)
 {
+       struct xe_device *xe = tile_to_xe(tile);
        u32 current_op = pt_update_ops->current_op;
        struct xe_vm_pgtable_update_op *pt_op = &pt_update_ops->ops[current_op];
        int err;
@@ -1914,6 +2021,16 @@ static int unbind_op_prepare(struct xe_tile *tile,
        pt_op->vma = vma;
        pt_op->bind = false;
        pt_op->rebind = false;
+       /*
+        * Maintain one PRL located in pt_update_ops that all others in unbind op reference.
+        * Ensure that PRL is allocated only once, and if invalidated, remains an invalidated PRL.
+        */
+       if (xe->info.has_page_reclaim_hw_assist &&
+           xe_page_reclaim_list_is_new(&pt_update_ops->prl))
+               xe_page_reclaim_list_alloc_entries(&pt_update_ops->prl);
+
+       /* Page reclaim may not be needed due to other features, so skip the corresponding VMA */
+       pt_op->prl = (xe_page_reclaim_list_valid(&pt_update_ops->prl)) ? &pt_update_ops->prl : NULL;
 
        err = vma_reserve_fences(tile_to_xe(tile), vma);
        if (err)
@@ -1979,6 +2096,7 @@ static int unbind_range_prepare(struct xe_vm *vm,
        pt_op->vma = XE_INVALID_VMA;
        pt_op->bind = false;
        pt_op->rebind = false;
+       pt_op->prl = NULL;
 
        pt_op->num_entries = xe_pt_stage_unbind(tile, vm, NULL, range,
                                                pt_op->entries);
@@ -2096,6 +2214,7 @@ xe_pt_update_ops_init(struct xe_vm_pgtable_update_ops *pt_update_ops)
        init_llist_head(&pt_update_ops->deferred);
        pt_update_ops->start = ~0x0ull;
        pt_update_ops->last = 0x0ull;
+       xe_page_reclaim_list_init(&pt_update_ops->prl);
 }
 
 /**
@@ -2518,6 +2637,8 @@ void xe_pt_update_ops_fini(struct xe_tile *tile, struct xe_vma_ops *vops)
                &vops->pt_update_ops[tile->id];
        int i;
 
+       xe_page_reclaim_entries_put(pt_update_ops->prl.entries);
+
        lockdep_assert_held(&vops->vm->lock);
        xe_vm_assert_held(vops->vm);
 
index 881f01e14db87690c58dac639565192c97eb377a..88fabf8e26551f3d77c5eb9aae399ee77702f039 100644 (file)
@@ -8,6 +8,7 @@
 
 #include <linux/types.h>
 
+#include "xe_page_reclaim.h"
 #include "xe_pt_walk.h"
 
 struct xe_bo;
@@ -79,6 +80,8 @@ struct xe_vm_pgtable_update_op {
        struct xe_vm_pgtable_update entries[XE_VM_MAX_LEVEL * 2 + 1];
        /** @vma: VMA for operation, operation not valid if NULL */
        struct xe_vma *vma;
+       /** @prl: Backing pointer to page reclaim list of pt_update_ops */
+       struct xe_page_reclaim_list *prl;
        /** @num_entries: number of entries for this update operation */
        u32 num_entries;
        /** @bind: is a bind */
@@ -95,6 +98,8 @@ struct xe_vm_pgtable_update_ops {
        struct llist_head deferred;
        /** @q: exec queue for PT operations */
        struct xe_exec_queue *q;
+       /** @prl: embedded page reclaim list */
+       struct xe_page_reclaim_list prl;
        /** @start: start address of ops */
        u64 start;
        /** @last: last address of ops */