Home | History | Annotate | Line # | Download | only in selftests
      1  1.1  riastrad /*	$NetBSD: i915_buddy.c,v 1.2 2021/12/18 23:45:31 riastradh Exp $	*/
      2  1.1  riastrad 
      3  1.1  riastrad // SPDX-License-Identifier: MIT
      4  1.1  riastrad /*
      5  1.1  riastrad  * Copyright  2019 Intel Corporation
      6  1.1  riastrad  */
      7  1.1  riastrad 
      8  1.1  riastrad #include <sys/cdefs.h>
      9  1.1  riastrad __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: i915_buddy.c,v 1.2 2021/12/18 23:45:31 riastradh Exp $");
     10  1.1  riastrad 
     11  1.1  riastrad #include <linux/prime_numbers.h>
     12  1.1  riastrad 
     13  1.1  riastrad #include "../i915_selftest.h"
     14  1.1  riastrad #include "i915_random.h"
     15  1.1  riastrad 
     16  1.1  riastrad #define SZ_8G (1ULL << 33)
     17  1.1  riastrad 
     18  1.1  riastrad static void __igt_dump_block(struct i915_buddy_mm *mm,
     19  1.1  riastrad 			     struct i915_buddy_block *block,
     20  1.1  riastrad 			     bool buddy)
     21  1.1  riastrad {
     22  1.1  riastrad 	pr_err("block info: header=%llx, state=%u, order=%d, offset=%llx size=%llx root=%s buddy=%s\n",
     23  1.1  riastrad 	       block->header,
     24  1.1  riastrad 	       i915_buddy_block_state(block),
     25  1.1  riastrad 	       i915_buddy_block_order(block),
     26  1.1  riastrad 	       i915_buddy_block_offset(block),
     27  1.1  riastrad 	       i915_buddy_block_size(mm, block),
     28  1.1  riastrad 	       yesno(!block->parent),
     29  1.1  riastrad 	       yesno(buddy));
     30  1.1  riastrad }
     31  1.1  riastrad 
     32  1.1  riastrad static void igt_dump_block(struct i915_buddy_mm *mm,
     33  1.1  riastrad 			   struct i915_buddy_block *block)
     34  1.1  riastrad {
     35  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *buddy;
     36  1.1  riastrad 
     37  1.1  riastrad 	__igt_dump_block(mm, block, false);
     38  1.1  riastrad 
     39  1.1  riastrad 	buddy = get_buddy(block);
     40  1.1  riastrad 	if (buddy)
     41  1.1  riastrad 		__igt_dump_block(mm, buddy, true);
     42  1.1  riastrad }
     43  1.1  riastrad 
     44  1.1  riastrad static int igt_check_block(struct i915_buddy_mm *mm,
     45  1.1  riastrad 			   struct i915_buddy_block *block)
     46  1.1  riastrad {
     47  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *buddy;
     48  1.1  riastrad 	unsigned int block_state;
     49  1.1  riastrad 	u64 block_size;
     50  1.1  riastrad 	u64 offset;
     51  1.1  riastrad 	int err = 0;
     52  1.1  riastrad 
     53  1.1  riastrad 	block_state = i915_buddy_block_state(block);
     54  1.1  riastrad 
     55  1.1  riastrad 	if (block_state != I915_BUDDY_ALLOCATED &&
     56  1.1  riastrad 	    block_state != I915_BUDDY_FREE &&
     57  1.1  riastrad 	    block_state != I915_BUDDY_SPLIT) {
     58  1.1  riastrad 		pr_err("block state mismatch\n");
     59  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     60  1.1  riastrad 	}
     61  1.1  riastrad 
     62  1.1  riastrad 	block_size = i915_buddy_block_size(mm, block);
     63  1.1  riastrad 	offset = i915_buddy_block_offset(block);
     64  1.1  riastrad 
     65  1.1  riastrad 	if (block_size < mm->chunk_size) {
     66  1.1  riastrad 		pr_err("block size smaller than min size\n");
     67  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     68  1.1  riastrad 	}
     69  1.1  riastrad 
     70  1.1  riastrad 	if (!is_power_of_2(block_size)) {
     71  1.1  riastrad 		pr_err("block size not power of two\n");
     72  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     73  1.1  riastrad 	}
     74  1.1  riastrad 
     75  1.1  riastrad 	if (!IS_ALIGNED(block_size, mm->chunk_size)) {
     76  1.1  riastrad 		pr_err("block size not aligned to min size\n");
     77  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     78  1.1  riastrad 	}
     79  1.1  riastrad 
     80  1.1  riastrad 	if (!IS_ALIGNED(offset, mm->chunk_size)) {
     81  1.1  riastrad 		pr_err("block offset not aligned to min size\n");
     82  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     83  1.1  riastrad 	}
     84  1.1  riastrad 
     85  1.1  riastrad 	if (!IS_ALIGNED(offset, block_size)) {
     86  1.1  riastrad 		pr_err("block offset not aligned to block size\n");
     87  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     88  1.1  riastrad 	}
     89  1.1  riastrad 
     90  1.1  riastrad 	buddy = get_buddy(block);
     91  1.1  riastrad 
     92  1.1  riastrad 	if (!buddy && block->parent) {
     93  1.1  riastrad 		pr_err("buddy has gone fishing\n");
     94  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
     95  1.1  riastrad 	}
     96  1.1  riastrad 
     97  1.1  riastrad 	if (buddy) {
     98  1.1  riastrad 		if (i915_buddy_block_offset(buddy) != (offset ^ block_size)) {
     99  1.1  riastrad 			pr_err("buddy has wrong offset\n");
    100  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    101  1.1  riastrad 		}
    102  1.1  riastrad 
    103  1.1  riastrad 		if (i915_buddy_block_size(mm, buddy) != block_size) {
    104  1.1  riastrad 			pr_err("buddy size mismatch\n");
    105  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    106  1.1  riastrad 		}
    107  1.1  riastrad 
    108  1.1  riastrad 		if (i915_buddy_block_state(buddy) == block_state &&
    109  1.1  riastrad 		    block_state == I915_BUDDY_FREE) {
    110  1.1  riastrad 			pr_err("block and its buddy are free\n");
    111  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    112  1.1  riastrad 		}
    113  1.1  riastrad 	}
    114  1.1  riastrad 
    115  1.1  riastrad 	return err;
    116  1.1  riastrad }
    117  1.1  riastrad 
    118  1.1  riastrad static int igt_check_blocks(struct i915_buddy_mm *mm,
    119  1.1  riastrad 			    struct list_head *blocks,
    120  1.1  riastrad 			    u64 expected_size,
    121  1.1  riastrad 			    bool is_contiguous)
    122  1.1  riastrad {
    123  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *block;
    124  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *prev;
    125  1.1  riastrad 	u64 total;
    126  1.1  riastrad 	int err = 0;
    127  1.1  riastrad 
    128  1.1  riastrad 	block = NULL;
    129  1.1  riastrad 	prev = NULL;
    130  1.1  riastrad 	total = 0;
    131  1.1  riastrad 
    132  1.1  riastrad 	list_for_each_entry(block, blocks, link) {
    133  1.1  riastrad 		err = igt_check_block(mm, block);
    134  1.1  riastrad 
    135  1.1  riastrad 		if (!i915_buddy_block_is_allocated(block)) {
    136  1.1  riastrad 			pr_err("block not allocated\n"),
    137  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    138  1.1  riastrad 		}
    139  1.1  riastrad 
    140  1.1  riastrad 		if (is_contiguous && prev) {
    141  1.1  riastrad 			u64 prev_block_size;
    142  1.1  riastrad 			u64 prev_offset;
    143  1.1  riastrad 			u64 offset;
    144  1.1  riastrad 
    145  1.1  riastrad 			prev_offset = i915_buddy_block_offset(prev);
    146  1.1  riastrad 			prev_block_size = i915_buddy_block_size(mm, prev);
    147  1.1  riastrad 			offset = i915_buddy_block_offset(block);
    148  1.1  riastrad 
    149  1.1  riastrad 			if (offset != (prev_offset + prev_block_size)) {
    150  1.1  riastrad 				pr_err("block offset mismatch\n");
    151  1.1  riastrad 				err = -EINVAL;
    152  1.1  riastrad 			}
    153  1.1  riastrad 		}
    154  1.1  riastrad 
    155  1.1  riastrad 		if (err)
    156  1.1  riastrad 			break;
    157  1.1  riastrad 
    158  1.1  riastrad 		total += i915_buddy_block_size(mm, block);
    159  1.1  riastrad 		prev = block;
    160  1.1  riastrad 	}
    161  1.1  riastrad 
    162  1.1  riastrad 	if (!err) {
    163  1.1  riastrad 		if (total != expected_size) {
    164  1.1  riastrad 			pr_err("size mismatch, expected=%llx, found=%llx\n",
    165  1.1  riastrad 			       expected_size, total);
    166  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    167  1.1  riastrad 		}
    168  1.1  riastrad 		return err;
    169  1.1  riastrad 	}
    170  1.1  riastrad 
    171  1.1  riastrad 	if (prev) {
    172  1.1  riastrad 		pr_err("prev block, dump:\n");
    173  1.1  riastrad 		igt_dump_block(mm, prev);
    174  1.1  riastrad 	}
    175  1.1  riastrad 
    176  1.1  riastrad 	if (block) {
    177  1.1  riastrad 		pr_err("bad block, dump:\n");
    178  1.1  riastrad 		igt_dump_block(mm, block);
    179  1.1  riastrad 	}
    180  1.1  riastrad 
    181  1.1  riastrad 	return err;
    182  1.1  riastrad }
    183  1.1  riastrad 
    184  1.1  riastrad static int igt_check_mm(struct i915_buddy_mm *mm)
    185  1.1  riastrad {
    186  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *root;
    187  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *prev;
    188  1.1  riastrad 	unsigned int i;
    189  1.1  riastrad 	u64 total;
    190  1.1  riastrad 	int err = 0;
    191  1.1  riastrad 
    192  1.1  riastrad 	if (!mm->n_roots) {
    193  1.1  riastrad 		pr_err("n_roots is zero\n");
    194  1.1  riastrad 		return -EINVAL;
    195  1.1  riastrad 	}
    196  1.1  riastrad 
    197  1.1  riastrad 	if (mm->n_roots != hweight64(mm->size)) {
    198  1.1  riastrad 		pr_err("n_roots mismatch, n_roots=%u, expected=%lu\n",
    199  1.1  riastrad 		       mm->n_roots, hweight64(mm->size));
    200  1.1  riastrad 		return -EINVAL;
    201  1.1  riastrad 	}
    202  1.1  riastrad 
    203  1.1  riastrad 	root = NULL;
    204  1.1  riastrad 	prev = NULL;
    205  1.1  riastrad 	total = 0;
    206  1.1  riastrad 
    207  1.1  riastrad 	for (i = 0; i < mm->n_roots; ++i) {
    208  1.1  riastrad 		struct i915_buddy_block *block;
    209  1.1  riastrad 		unsigned int order;
    210  1.1  riastrad 
    211  1.1  riastrad 		root = mm->roots[i];
    212  1.1  riastrad 		if (!root) {
    213  1.1  riastrad 			pr_err("root(%u) is NULL\n", i);
    214  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    215  1.1  riastrad 			break;
    216  1.1  riastrad 		}
    217  1.1  riastrad 
    218  1.1  riastrad 		err = igt_check_block(mm, root);
    219  1.1  riastrad 
    220  1.1  riastrad 		if (!i915_buddy_block_is_free(root)) {
    221  1.1  riastrad 			pr_err("root not free\n");
    222  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    223  1.1  riastrad 		}
    224  1.1  riastrad 
    225  1.1  riastrad 		order = i915_buddy_block_order(root);
    226  1.1  riastrad 
    227  1.1  riastrad 		if (!i) {
    228  1.1  riastrad 			if (order != mm->max_order) {
    229  1.1  riastrad 				pr_err("max order root missing\n");
    230  1.1  riastrad 				err = -EINVAL;
    231  1.1  riastrad 			}
    232  1.1  riastrad 		}
    233  1.1  riastrad 
    234  1.1  riastrad 		if (prev) {
    235  1.1  riastrad 			u64 prev_block_size;
    236  1.1  riastrad 			u64 prev_offset;
    237  1.1  riastrad 			u64 offset;
    238  1.1  riastrad 
    239  1.1  riastrad 			prev_offset = i915_buddy_block_offset(prev);
    240  1.1  riastrad 			prev_block_size = i915_buddy_block_size(mm, prev);
    241  1.1  riastrad 			offset = i915_buddy_block_offset(root);
    242  1.1  riastrad 
    243  1.1  riastrad 			if (offset != (prev_offset + prev_block_size)) {
    244  1.1  riastrad 				pr_err("root offset mismatch\n");
    245  1.1  riastrad 				err = -EINVAL;
    246  1.1  riastrad 			}
    247  1.1  riastrad 		}
    248  1.1  riastrad 
    249  1.1  riastrad 		block = list_first_entry_or_null(&mm->free_list[order],
    250  1.1  riastrad 						 struct i915_buddy_block,
    251  1.1  riastrad 						 link);
    252  1.1  riastrad 		if (block != root) {
    253  1.1  riastrad 			pr_err("root mismatch at order=%u\n", order);
    254  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    255  1.1  riastrad 		}
    256  1.1  riastrad 
    257  1.1  riastrad 		if (err)
    258  1.1  riastrad 			break;
    259  1.1  riastrad 
    260  1.1  riastrad 		prev = root;
    261  1.1  riastrad 		total += i915_buddy_block_size(mm, root);
    262  1.1  riastrad 	}
    263  1.1  riastrad 
    264  1.1  riastrad 	if (!err) {
    265  1.1  riastrad 		if (total != mm->size) {
    266  1.1  riastrad 			pr_err("expected mm size=%llx, found=%llx\n", mm->size,
    267  1.1  riastrad 			       total);
    268  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    269  1.1  riastrad 		}
    270  1.1  riastrad 		return err;
    271  1.1  riastrad 	}
    272  1.1  riastrad 
    273  1.1  riastrad 	if (prev) {
    274  1.1  riastrad 		pr_err("prev root(%u), dump:\n", i - 1);
    275  1.1  riastrad 		igt_dump_block(mm, prev);
    276  1.1  riastrad 	}
    277  1.1  riastrad 
    278  1.1  riastrad 	if (root) {
    279  1.1  riastrad 		pr_err("bad root(%u), dump:\n", i);
    280  1.1  riastrad 		igt_dump_block(mm, root);
    281  1.1  riastrad 	}
    282  1.1  riastrad 
    283  1.1  riastrad 	return err;
    284  1.1  riastrad }
    285  1.1  riastrad 
    286  1.1  riastrad static void igt_mm_config(u64 *size, u64 *chunk_size)
    287  1.1  riastrad {
    288  1.1  riastrad 	I915_RND_STATE(prng);
    289  1.1  riastrad 	u64 s, ms;
    290  1.1  riastrad 
    291  1.1  riastrad 	/* Nothing fancy, just try to get an interesting bit pattern */
    292  1.1  riastrad 
    293  1.1  riastrad 	prandom_seed_state(&prng, i915_selftest.random_seed);
    294  1.1  riastrad 
    295  1.1  riastrad 	s = i915_prandom_u64_state(&prng) & (SZ_8G - 1);
    296  1.1  riastrad 	ms = BIT_ULL(12 + (prandom_u32_state(&prng) % ilog2(s >> 12)));
    297  1.1  riastrad 	s = max(s & -ms, ms);
    298  1.1  riastrad 
    299  1.1  riastrad 	*chunk_size = ms;
    300  1.1  riastrad 	*size = s;
    301  1.1  riastrad }
    302  1.1  riastrad 
    303  1.1  riastrad static int igt_buddy_alloc_smoke(void *arg)
    304  1.1  riastrad {
    305  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_mm mm;
    306  1.1  riastrad 	int max_order;
    307  1.1  riastrad 	u64 chunk_size;
    308  1.1  riastrad 	u64 mm_size;
    309  1.1  riastrad 	int err;
    310  1.1  riastrad 
    311  1.1  riastrad 	igt_mm_config(&mm_size, &chunk_size);
    312  1.1  riastrad 
    313  1.1  riastrad 	pr_info("buddy_init with size=%llx, chunk_size=%llx\n", mm_size, chunk_size);
    314  1.1  riastrad 
    315  1.1  riastrad 	err = i915_buddy_init(&mm, mm_size, chunk_size);
    316  1.1  riastrad 	if (err) {
    317  1.1  riastrad 		pr_err("buddy_init failed(%d)\n", err);
    318  1.1  riastrad 		return err;
    319  1.1  riastrad 	}
    320  1.1  riastrad 
    321  1.1  riastrad 	for (max_order = mm.max_order; max_order >= 0; max_order--) {
    322  1.1  riastrad 		struct i915_buddy_block *block;
    323  1.1  riastrad 		int order;
    324  1.1  riastrad 		LIST_HEAD(blocks);
    325  1.1  riastrad 		u64 total;
    326  1.1  riastrad 
    327  1.1  riastrad 		err = igt_check_mm(&mm);
    328  1.1  riastrad 		if (err) {
    329  1.1  riastrad 			pr_err("pre-mm check failed, abort\n");
    330  1.1  riastrad 			break;
    331  1.1  riastrad 		}
    332  1.1  riastrad 
    333  1.1  riastrad 		pr_info("filling from max_order=%u\n", max_order);
    334  1.1  riastrad 
    335  1.1  riastrad 		order = max_order;
    336  1.1  riastrad 		total = 0;
    337  1.1  riastrad 
    338  1.1  riastrad 		do {
    339  1.1  riastrad retry:
    340  1.1  riastrad 			block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    341  1.1  riastrad 			if (IS_ERR(block)) {
    342  1.1  riastrad 				err = PTR_ERR(block);
    343  1.1  riastrad 				if (err == -ENOMEM) {
    344  1.1  riastrad 					pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM with order=%d\n",
    345  1.1  riastrad 						order);
    346  1.1  riastrad 				} else {
    347  1.1  riastrad 					if (order--) {
    348  1.1  riastrad 						err = 0;
    349  1.1  riastrad 						goto retry;
    350  1.1  riastrad 					}
    351  1.1  riastrad 
    352  1.1  riastrad 					pr_err("buddy_alloc with order=%d failed(%d)\n",
    353  1.1  riastrad 					       order, err);
    354  1.1  riastrad 				}
    355  1.1  riastrad 
    356  1.1  riastrad 				break;
    357  1.1  riastrad 			}
    358  1.1  riastrad 
    359  1.1  riastrad 			list_add_tail(&block->link, &blocks);
    360  1.1  riastrad 
    361  1.1  riastrad 			if (i915_buddy_block_order(block) != order) {
    362  1.1  riastrad 				pr_err("buddy_alloc order mismatch\n");
    363  1.1  riastrad 				err = -EINVAL;
    364  1.1  riastrad 				break;
    365  1.1  riastrad 			}
    366  1.1  riastrad 
    367  1.1  riastrad 			total += i915_buddy_block_size(&mm, block);
    368  1.1  riastrad 		} while (total < mm.size);
    369  1.1  riastrad 
    370  1.1  riastrad 		if (!err)
    371  1.1  riastrad 			err = igt_check_blocks(&mm, &blocks, total, false);
    372  1.1  riastrad 
    373  1.1  riastrad 		i915_buddy_free_list(&mm, &blocks);
    374  1.1  riastrad 
    375  1.1  riastrad 		if (!err) {
    376  1.1  riastrad 			err = igt_check_mm(&mm);
    377  1.1  riastrad 			if (err)
    378  1.1  riastrad 				pr_err("post-mm check failed\n");
    379  1.1  riastrad 		}
    380  1.1  riastrad 
    381  1.1  riastrad 		if (err)
    382  1.1  riastrad 			break;
    383  1.1  riastrad 
    384  1.1  riastrad 		cond_resched();
    385  1.1  riastrad 	}
    386  1.1  riastrad 
    387  1.1  riastrad 	if (err == -ENOMEM)
    388  1.1  riastrad 		err = 0;
    389  1.1  riastrad 
    390  1.1  riastrad 	i915_buddy_fini(&mm);
    391  1.1  riastrad 
    392  1.1  riastrad 	return err;
    393  1.1  riastrad }
    394  1.1  riastrad 
    395  1.1  riastrad static int igt_buddy_alloc_pessimistic(void *arg)
    396  1.1  riastrad {
    397  1.1  riastrad 	const unsigned int max_order = 16;
    398  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *block, *bn;
    399  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_mm mm;
    400  1.1  riastrad 	unsigned int order;
    401  1.1  riastrad 	LIST_HEAD(blocks);
    402  1.1  riastrad 	int err;
    403  1.1  riastrad 
    404  1.1  riastrad 	/*
    405  1.1  riastrad 	 * Create a pot-sized mm, then allocate one of each possible
    406  1.1  riastrad 	 * order within. This should leave the mm with exactly one
    407  1.1  riastrad 	 * page left.
    408  1.1  riastrad 	 */
    409  1.1  riastrad 
    410  1.1  riastrad 	err = i915_buddy_init(&mm, PAGE_SIZE << max_order, PAGE_SIZE);
    411  1.1  riastrad 	if (err) {
    412  1.1  riastrad 		pr_err("buddy_init failed(%d)\n", err);
    413  1.1  riastrad 		return err;
    414  1.1  riastrad 	}
    415  1.1  riastrad 	GEM_BUG_ON(mm.max_order != max_order);
    416  1.1  riastrad 
    417  1.1  riastrad 	for (order = 0; order < max_order; order++) {
    418  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    419  1.1  riastrad 		if (IS_ERR(block)) {
    420  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM with order=%d\n",
    421  1.1  riastrad 				order);
    422  1.1  riastrad 			err = PTR_ERR(block);
    423  1.1  riastrad 			goto err;
    424  1.1  riastrad 		}
    425  1.1  riastrad 
    426  1.1  riastrad 		list_add_tail(&block->link, &blocks);
    427  1.1  riastrad 	}
    428  1.1  riastrad 
    429  1.1  riastrad 	/* And now the last remaining block available */
    430  1.1  riastrad 	block = i915_buddy_alloc(&mm, 0);
    431  1.1  riastrad 	if (IS_ERR(block)) {
    432  1.1  riastrad 		pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM on final alloc\n");
    433  1.1  riastrad 		err = PTR_ERR(block);
    434  1.1  riastrad 		goto err;
    435  1.1  riastrad 	}
    436  1.1  riastrad 	list_add_tail(&block->link, &blocks);
    437  1.1  riastrad 
    438  1.1  riastrad 	/* Should be completely full! */
    439  1.1  riastrad 	for (order = max_order; order--; ) {
    440  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    441  1.1  riastrad 		if (!IS_ERR(block)) {
    442  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc unexpectedly succeeded at order %d, it should be full!",
    443  1.1  riastrad 				order);
    444  1.1  riastrad 			list_add_tail(&block->link, &blocks);
    445  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    446  1.1  riastrad 			goto err;
    447  1.1  riastrad 		}
    448  1.1  riastrad 	}
    449  1.1  riastrad 
    450  1.1  riastrad 	block = list_last_entry(&blocks, typeof(*block), link);
    451  1.1  riastrad 	list_del(&block->link);
    452  1.1  riastrad 	i915_buddy_free(&mm, block);
    453  1.1  riastrad 
    454  1.1  riastrad 	/* As we free in increasing size, we make available larger blocks */
    455  1.1  riastrad 	order = 1;
    456  1.1  riastrad 	list_for_each_entry_safe(block, bn, &blocks, link) {
    457  1.1  riastrad 		list_del(&block->link);
    458  1.1  riastrad 		i915_buddy_free(&mm, block);
    459  1.1  riastrad 
    460  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    461  1.1  riastrad 		if (IS_ERR(block)) {
    462  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc (realloc) hit -ENOMEM with order=%d\n",
    463  1.1  riastrad 				order);
    464  1.1  riastrad 			err = PTR_ERR(block);
    465  1.1  riastrad 			goto err;
    466  1.1  riastrad 		}
    467  1.1  riastrad 		i915_buddy_free(&mm, block);
    468  1.1  riastrad 		order++;
    469  1.1  riastrad 	}
    470  1.1  riastrad 
    471  1.1  riastrad 	/* To confirm, now the whole mm should be available */
    472  1.1  riastrad 	block = i915_buddy_alloc(&mm, max_order);
    473  1.1  riastrad 	if (IS_ERR(block)) {
    474  1.1  riastrad 		pr_info("buddy_alloc (realloc) hit -ENOMEM with order=%d\n",
    475  1.1  riastrad 			max_order);
    476  1.1  riastrad 		err = PTR_ERR(block);
    477  1.1  riastrad 		goto err;
    478  1.1  riastrad 	}
    479  1.1  riastrad 	i915_buddy_free(&mm, block);
    480  1.1  riastrad 
    481  1.1  riastrad err:
    482  1.1  riastrad 	i915_buddy_free_list(&mm, &blocks);
    483  1.1  riastrad 	i915_buddy_fini(&mm);
    484  1.1  riastrad 	return err;
    485  1.1  riastrad }
    486  1.1  riastrad 
    487  1.1  riastrad static int igt_buddy_alloc_optimistic(void *arg)
    488  1.1  riastrad {
    489  1.1  riastrad 	const int max_order = 16;
    490  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *block;
    491  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_mm mm;
    492  1.1  riastrad 	LIST_HEAD(blocks);
    493  1.1  riastrad 	int order;
    494  1.1  riastrad 	int err;
    495  1.1  riastrad 
    496  1.1  riastrad 	/*
    497  1.1  riastrad 	 * Create a mm with one block of each order available, and
    498  1.1  riastrad 	 * try to allocate them all.
    499  1.1  riastrad 	 */
    500  1.1  riastrad 
    501  1.1  riastrad 	err = i915_buddy_init(&mm,
    502  1.1  riastrad 			      PAGE_SIZE * ((1 << (max_order + 1)) - 1),
    503  1.1  riastrad 			      PAGE_SIZE);
    504  1.1  riastrad 	if (err) {
    505  1.1  riastrad 		pr_err("buddy_init failed(%d)\n", err);
    506  1.1  riastrad 		return err;
    507  1.1  riastrad 	}
    508  1.1  riastrad 	GEM_BUG_ON(mm.max_order != max_order);
    509  1.1  riastrad 
    510  1.1  riastrad 	for (order = 0; order <= max_order; order++) {
    511  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    512  1.1  riastrad 		if (IS_ERR(block)) {
    513  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM with order=%d\n",
    514  1.1  riastrad 				order);
    515  1.1  riastrad 			err = PTR_ERR(block);
    516  1.1  riastrad 			goto err;
    517  1.1  riastrad 		}
    518  1.1  riastrad 
    519  1.1  riastrad 		list_add_tail(&block->link, &blocks);
    520  1.1  riastrad 	}
    521  1.1  riastrad 
    522  1.1  riastrad 	/* Should be completely full! */
    523  1.1  riastrad 	block = i915_buddy_alloc(&mm, 0);
    524  1.1  riastrad 	if (!IS_ERR(block)) {
    525  1.1  riastrad 		pr_info("buddy_alloc unexpectedly succeeded, it should be full!");
    526  1.1  riastrad 		list_add_tail(&block->link, &blocks);
    527  1.1  riastrad 		err = -EINVAL;
    528  1.1  riastrad 		goto err;
    529  1.1  riastrad 	}
    530  1.1  riastrad 
    531  1.1  riastrad err:
    532  1.1  riastrad 	i915_buddy_free_list(&mm, &blocks);
    533  1.1  riastrad 	i915_buddy_fini(&mm);
    534  1.1  riastrad 	return err;
    535  1.1  riastrad }
    536  1.1  riastrad 
    537  1.1  riastrad static int igt_buddy_alloc_pathological(void *arg)
    538  1.1  riastrad {
    539  1.1  riastrad 	const int max_order = 16;
    540  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_block *block;
    541  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_mm mm;
    542  1.1  riastrad 	LIST_HEAD(blocks);
    543  1.1  riastrad 	LIST_HEAD(holes);
    544  1.1  riastrad 	int order, top;
    545  1.1  riastrad 	int err;
    546  1.1  riastrad 
    547  1.1  riastrad 	/*
    548  1.1  riastrad 	 * Create a pot-sized mm, then allocate one of each possible
    549  1.1  riastrad 	 * order within. This should leave the mm with exactly one
    550  1.1  riastrad 	 * page left. Free the largest block, then whittle down again.
    551  1.1  riastrad 	 * Eventually we will have a fully 50% fragmented mm.
    552  1.1  riastrad 	 */
    553  1.1  riastrad 
    554  1.1  riastrad 	err = i915_buddy_init(&mm, PAGE_SIZE << max_order, PAGE_SIZE);
    555  1.1  riastrad 	if (err) {
    556  1.1  riastrad 		pr_err("buddy_init failed(%d)\n", err);
    557  1.1  riastrad 		return err;
    558  1.1  riastrad 	}
    559  1.1  riastrad 	GEM_BUG_ON(mm.max_order != max_order);
    560  1.1  riastrad 
    561  1.1  riastrad 	for (top = max_order; top; top--) {
    562  1.1  riastrad 		/* Make room by freeing the largest allocated block */
    563  1.1  riastrad 		block = list_first_entry_or_null(&blocks, typeof(*block), link);
    564  1.1  riastrad 		if (block) {
    565  1.1  riastrad 			list_del(&block->link);
    566  1.1  riastrad 			i915_buddy_free(&mm, block);
    567  1.1  riastrad 		}
    568  1.1  riastrad 
    569  1.1  riastrad 		for (order = top; order--; ) {
    570  1.1  riastrad 			block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    571  1.1  riastrad 			if (IS_ERR(block)) {
    572  1.1  riastrad 				pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM with order=%d, top=%d\n",
    573  1.1  riastrad 					order, top);
    574  1.1  riastrad 				err = PTR_ERR(block);
    575  1.1  riastrad 				goto err;
    576  1.1  riastrad 			}
    577  1.1  riastrad 			list_add_tail(&block->link, &blocks);
    578  1.1  riastrad 		}
    579  1.1  riastrad 
    580  1.1  riastrad 		/* There should be one final page for this sub-allocation */
    581  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, 0);
    582  1.1  riastrad 		if (IS_ERR(block)) {
    583  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc hit -ENOMEM for hole\n");
    584  1.1  riastrad 			err = PTR_ERR(block);
    585  1.1  riastrad 			goto err;
    586  1.1  riastrad 		}
    587  1.1  riastrad 		list_add_tail(&block->link, &holes);
    588  1.1  riastrad 
    589  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, top);
    590  1.1  riastrad 		if (!IS_ERR(block)) {
    591  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc unexpectedly succeeded at top-order %d/%d, it should be full!",
    592  1.1  riastrad 				top, max_order);
    593  1.1  riastrad 			list_add_tail(&block->link, &blocks);
    594  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    595  1.1  riastrad 			goto err;
    596  1.1  riastrad 		}
    597  1.1  riastrad 	}
    598  1.1  riastrad 
    599  1.1  riastrad 	i915_buddy_free_list(&mm, &holes);
    600  1.1  riastrad 
    601  1.1  riastrad 	/* Nothing larger than blocks of chunk_size now available */
    602  1.1  riastrad 	for (order = 1; order <= max_order; order++) {
    603  1.1  riastrad 		block = i915_buddy_alloc(&mm, order);
    604  1.1  riastrad 		if (!IS_ERR(block)) {
    605  1.1  riastrad 			pr_info("buddy_alloc unexpectedly succeeded at order %d, it should be full!",
    606  1.1  riastrad 				order);
    607  1.1  riastrad 			list_add_tail(&block->link, &blocks);
    608  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    609  1.1  riastrad 			goto err;
    610  1.1  riastrad 		}
    611  1.1  riastrad 	}
    612  1.1  riastrad 
    613  1.1  riastrad err:
    614  1.1  riastrad 	list_splice_tail(&holes, &blocks);
    615  1.1  riastrad 	i915_buddy_free_list(&mm, &blocks);
    616  1.1  riastrad 	i915_buddy_fini(&mm);
    617  1.1  riastrad 	return err;
    618  1.1  riastrad }
    619  1.1  riastrad 
    620  1.1  riastrad static int igt_buddy_alloc_range(void *arg)
    621  1.1  riastrad {
    622  1.1  riastrad 	struct i915_buddy_mm mm;
    623  1.1  riastrad 	unsigned long page_num;
    624  1.1  riastrad 	LIST_HEAD(blocks);
    625  1.1  riastrad 	u64 chunk_size;
    626  1.1  riastrad 	u64 offset;
    627  1.1  riastrad 	u64 size;
    628  1.1  riastrad 	u64 rem;
    629  1.1  riastrad 	int err;
    630  1.1  riastrad 
    631  1.1  riastrad 	igt_mm_config(&size, &chunk_size);
    632  1.1  riastrad 
    633  1.1  riastrad 	pr_info("buddy_init with size=%llx, chunk_size=%llx\n", size, chunk_size);
    634  1.1  riastrad 
    635  1.1  riastrad 	err = i915_buddy_init(&mm, size, chunk_size);
    636  1.1  riastrad 	if (err) {
    637  1.1  riastrad 		pr_err("buddy_init failed(%d)\n", err);
    638  1.1  riastrad 		return err;
    639  1.1  riastrad 	}
    640  1.1  riastrad 
    641  1.1  riastrad 	err = igt_check_mm(&mm);
    642  1.1  riastrad 	if (err) {
    643  1.1  riastrad 		pr_err("pre-mm check failed, abort, abort, abort!\n");
    644  1.1  riastrad 		goto err_fini;
    645  1.1  riastrad 	}
    646  1.1  riastrad 
    647  1.1  riastrad 	rem = mm.size;
    648  1.1  riastrad 	offset = 0;
    649  1.1  riastrad 
    650  1.1  riastrad 	for_each_prime_number_from(page_num, 1, ULONG_MAX - 1) {
    651  1.1  riastrad 		struct i915_buddy_block *block;
    652  1.1  riastrad 		LIST_HEAD(tmp);
    653  1.1  riastrad 
    654  1.1  riastrad 		size = min(page_num * mm.chunk_size, rem);
    655  1.1  riastrad 
    656  1.1  riastrad 		err = i915_buddy_alloc_range(&mm, &tmp, offset, size);
    657  1.1  riastrad 		if (err) {
    658  1.1  riastrad 			if (err == -ENOMEM) {
    659  1.1  riastrad 				pr_info("alloc_range hit -ENOMEM with size=%llx\n",
    660  1.1  riastrad 					size);
    661  1.1  riastrad 			} else {
    662  1.1  riastrad 				pr_err("alloc_range with offset=%llx, size=%llx failed(%d)\n",
    663  1.1  riastrad 				       offset, size, err);
    664  1.1  riastrad 			}
    665  1.1  riastrad 
    666  1.1  riastrad 			break;
    667  1.1  riastrad 		}
    668  1.1  riastrad 
    669  1.1  riastrad 		block = list_first_entry_or_null(&tmp,
    670  1.1  riastrad 						 struct i915_buddy_block,
    671  1.1  riastrad 						 link);
    672  1.1  riastrad 		if (!block) {
    673  1.1  riastrad 			pr_err("alloc_range has no blocks\n");
    674  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    675  1.1  riastrad 			break;
    676  1.1  riastrad 		}
    677  1.1  riastrad 
    678  1.1  riastrad 		if (i915_buddy_block_offset(block) != offset) {
    679  1.1  riastrad 			pr_err("alloc_range start offset mismatch, found=%llx, expected=%llx\n",
    680  1.1  riastrad 			       i915_buddy_block_offset(block), offset);
    681  1.1  riastrad 			err = -EINVAL;
    682  1.1  riastrad 		}
    683  1.1  riastrad 
    684  1.1  riastrad 		if (!err)
    685  1.1  riastrad 			err = igt_check_blocks(&mm, &tmp, size, true);
    686  1.1  riastrad 
    687  1.1  riastrad 		list_splice_tail(&tmp, &blocks);
    688  1.1  riastrad 
    689  1.1  riastrad 		if (err)
    690  1.1  riastrad 			break;
    691  1.1  riastrad 
    692  1.1  riastrad 		offset += size;
    693  1.1  riastrad 
    694  1.1  riastrad 		rem -= size;
    695  1.1  riastrad 		if (!rem)
    696  1.1  riastrad 			break;
    697  1.1  riastrad 
    698  1.1  riastrad 		cond_resched();
    699  1.1  riastrad 	}
    700  1.1  riastrad 
    701  1.1  riastrad 	if (err == -ENOMEM)
    702  1.1  riastrad 		err = 0;
    703  1.1  riastrad 
    704  1.1  riastrad 	i915_buddy_free_list(&mm, &blocks);
    705  1.1  riastrad 
    706  1.1  riastrad 	if (!err) {
    707  1.1  riastrad 		err = igt_check_mm(&mm);
    708  1.1  riastrad 		if (err)
    709  1.1  riastrad 			pr_err("post-mm check failed\n");
    710  1.1  riastrad 	}
    711  1.1  riastrad 
    712  1.1  riastrad err_fini:
    713  1.1  riastrad 	i915_buddy_fini(&mm);
    714  1.1  riastrad 
    715  1.1  riastrad 	return err;
    716  1.1  riastrad }
    717  1.1  riastrad 
    718  1.1  riastrad int i915_buddy_mock_selftests(void)
    719  1.1  riastrad {
    720  1.1  riastrad 	static const struct i915_subtest tests[] = {
    721  1.1  riastrad 		SUBTEST(igt_buddy_alloc_pessimistic),
    722  1.1  riastrad 		SUBTEST(igt_buddy_alloc_optimistic),
    723  1.1  riastrad 		SUBTEST(igt_buddy_alloc_pathological),
    724  1.1  riastrad 		SUBTEST(igt_buddy_alloc_smoke),
    725  1.1  riastrad 		SUBTEST(igt_buddy_alloc_range),
    726  1.1  riastrad 	};
    727  1.1  riastrad 
    728  1.1  riastrad 	return i915_subtests(tests, NULL);
    729  1.1  riastrad }
    730