drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   4  * Author: Rob Clark <[email protected]>
   5  */
   6
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/shmem_fs.h>
   9 #include <linux/dma-buf.h>
  10 #include <linux/pfn_t.h>
  11
  12 #include "msm_drv.h"
  13 #include "msm_fence.h"
  14 #include "msm_gem.h"
  15 #include "msm_gpu.h"
  16 #include "msm_mmu.h"
  17
  18 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  19
  20
  21 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  22 {
  23         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  24         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  25         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  26                         priv->vram.paddr;
  27 }
  28
  29 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  30 {
  31         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  32         return !msm_obj->vram_node;
  33 }
  34
  35 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  36 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  37 {
  38         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  39         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  40         dma_addr_t paddr;
  41         struct page **p;
  42         int ret, i;
  43
  44         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  45         if (!p)
  46                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  47
  48         spin_lock(&priv->vram.lock);
  49         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  50         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  51         if (ret) {
  52                 kvfree(p);
  53                 return ERR_PTR(ret);
  54         }
  55
  56         paddr = physaddr(obj);
  57         for (i = 0; i < npages; i++) {
  58                 p[i] = phys_to_page(paddr);
  59                 paddr += PAGE_SIZE;
  60         }
  61
  62         return p;
  63 }
  64
  65 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
  66 {
  67         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  68
  69         if (!msm_obj->pages) {
  70                 struct drm_device *dev = obj->dev;
  71                 struct page **p;
  72                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
  73
  74                 if (use_pages(obj))
  75                         p = drm_gem_get_pages(obj);
  76                 else
  77                         p = get_pages_vram(obj, npages);
  78
  79                 if (IS_ERR(p)) {
  80                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
  81                                         PTR_ERR(p));
  82                         return p;
  83                 }
  84
  85                 msm_obj->pages = p;
  86
  87                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
  88                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
  89                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
  90
  91                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
  92                         msm_obj->sgt = NULL;
  93                         return ptr;
  94                 }
  95
  96                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
  97                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
  98                  */
  99                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 100                         dma_map_sg(dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
 101                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
 102         }
 103
 104         return msm_obj->pages;
 105 }
 106
 107 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 108 {
 109         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 110         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 111
 112         spin_lock(&priv->vram.lock);
 113         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 114         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 115
 116         kvfree(msm_obj->pages);
 117 }
 118
 119 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 120 {
 121         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 122
 123         if (msm_obj->pages) {
 124                 if (msm_obj->sgt) {
 125                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 126                          * pages are clean because display controller,
 127                          * GPU, etc. are not coherent:
 128                          */
 129                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 130                                 dma_unmap_sg(obj->dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
 131                                              msm_obj->sgt->nents,
 132                                              DMA_BIDIRECTIONAL);
 133
 134                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 135                         kfree(msm_obj->sgt);
 136                 }
 137
 138                 if (use_pages(obj))
 139                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 140                 else
 141                         put_pages_vram(obj);
 142
 143                 msm_obj->pages = NULL;
 144         }
 145 }
 146
 147 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 148 {
 149         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 150         struct page **p;
 151
 152         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 153
 154         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 155                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 156                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 157         }
 158
 159         p = get_pages(obj);
 160         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 161         return p;
 162 }
 163
 164 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 165 {
 166         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 167 }
 168
 169 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 170                 struct vm_area_struct *vma)
 171 {
 172         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 173
 174         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 175         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 176
 177         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 178                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 179         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 180                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 181         } else {
 182                 /*
 183                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 184                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 185                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 186                  */
 187                 fput(vma->vm_file);
 188                 get_file(obj->filp);
 189                 vma->vm_pgoff = 0;
 190                 vma->vm_file  = obj->filp;
 191
 192                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 193         }
 194
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 199 {
 200         int ret;
 201
 202         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 203         if (ret) {
 204                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 205                 return ret;
 206         }
 207
 208         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 209 }
 210
 211 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 212 {
 213         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 214         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 215         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 216         struct page **pages;
 217         unsigned long pfn;
 218         pgoff_t pgoff;
 219         int err;
 220         vm_fault_t ret;
 221
 222         /*
 223          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 224          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 225          */
 226         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 227         if (err) {
 228                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 229                 goto out;
 230         }
 231
 232         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 233                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 234                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 235         }
 236
 237         /* make sure we have pages attached now */
 238         pages = get_pages(obj);
 239         if (IS_ERR(pages)) {
 240                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 241                 goto out_unlock;
 242         }
 243
 244         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 245         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 246
 247         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 248
 249         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 250                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 251
 252         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 253 out_unlock:
 254         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 255 out:
 256         return ret;
 257 }
 258
 259 /** get mmap offset */
 260 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 261 {
 262         struct drm_device *dev = obj->dev;
 263         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 264         int ret;
 265
 266         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 267
 268         /* Make it mmapable */
 269         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 270
 271         if (ret) {
 272                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 273                 return 0;
 274         }
 275
 276         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 277 }
 278
 279 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 280 {
 281         uint64_t offset;
 282         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 283
 284         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 285         offset = mmap_offset(obj);
 286         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 287         return offset;
 288 }
 289
 290 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 291                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 292 {
 293         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 294         struct msm_gem_vma *vma;
 295
 296         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 297
 298         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 299         if (!vma)
 300                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 301
 302         vma->aspace = aspace;
 303
 304         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 305
 306         return vma;
 307 }
 308
 309 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 310                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 311 {
 312         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 313         struct msm_gem_vma *vma;
 314
 315         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 316
 317         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 318                 if (vma->aspace == aspace)
 319                         return vma;
 320         }
 321
 322         return NULL;
 323 }
 324
 325 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 326 {
 327         if (!vma)
 328                 return;
 329
 330         list_del(&vma->list);
 331         kfree(vma);
 332 }
 333
 334 /* Called with msm_obj->lock locked */
 335 static void
 336 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 337 {
 338         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 339         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 340
 341         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 342
 343         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 344                 if (vma->aspace) {
 345                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 346                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 347                 }
 348                 del_vma(vma);
 349         }
 350 }
 351
 352 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 353                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 354 {
 355         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 356         struct msm_gem_vma *vma;
 357         int ret = 0;
 358
 359         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 360
 361         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 362
 363         if (!vma) {
 364                 vma = add_vma(obj, aspace);
 365                 if (IS_ERR(vma))
 366                         return PTR_ERR(vma);
 367
 368                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 369                 if (ret) {
 370                         del_vma(vma);
 371                         return ret;
 372                 }
 373         }
 374
 375         *iova = vma->iova;
 376         return 0;
 377 }
 378
 379 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 380                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 381 {
 382         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 383         struct msm_gem_vma *vma;
 384         struct page **pages;
 385         int prot = IOMMU_READ;
 386
 387         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 388                 prot |= IOMMU_WRITE;
 389
 390         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 391
 392         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 393                 return -EBUSY;
 394
 395         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 396         if (WARN_ON(!vma))
 397                 return -EINVAL;
 398
 399         pages = get_pages(obj);
 400         if (IS_ERR(pages))
 401                 return PTR_ERR(pages);
 402
 403         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 404                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 405 }
 406
 407 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 408 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 409                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 410 {
 411         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 412         u64 local;
 413         int ret;
 414
 415         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 416
 417         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local);
 418
 419         if (!ret)
 420                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 421
 422         if (!ret)
 423                 *iova = local;
 424
 425         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 426         return ret;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 431  * valid for the life of the object
 432  */
 433 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 434                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 435 {
 436         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 437         int ret;
 438
 439         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 440         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova);
 441         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 442
 443         return ret;
 444 }
 445
 446 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 447  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 448  */
 449 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 450                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 451 {
 452         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 453         struct msm_gem_vma *vma;
 454
 455         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 456         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 457         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 458         WARN_ON(!vma);
 459
 460         return vma ? vma->iova : 0;
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 465  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 466  * to get rid of it
 467  */
 468 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 469                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 470 {
 471         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 472         struct msm_gem_vma *vma;
 473
 474         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 475         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 476
 477         if (!WARN_ON(!vma))
 478                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 479
 480         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 481 }
 482
 483 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 484                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 485 {
 486         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 487         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 488         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 489                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 490 }
 491
 492 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 493                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 494 {
 495         struct drm_gem_object *obj;
 496         int ret = 0;
 497
 498         /* GEM does all our handle to object mapping */
 499         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 500         if (obj == NULL) {
 501                 ret = -ENOENT;
 502                 goto fail;
 503         }
 504
 505         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 506
 507         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 508
 509 fail:
 510         return ret;
 511 }
 512
 513 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 514 {
 515         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 516         int ret = 0;
 517
 518         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 519
 520         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 521                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 522                         msm_obj->madv, madv);
 523                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 524                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 525         }
 526
 527         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 528          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 529          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 530          * same object from within the vmap() call (while we already
 531          * hold msm_obj->lock)
 532          */
 533         msm_obj->vmap_count++;
 534
 535         if (!msm_obj->vaddr) {
 536                 struct page **pages = get_pages(obj);
 537                 if (IS_ERR(pages)) {
 538                         ret = PTR_ERR(pages);
 539                         goto fail;
 540                 }
 541                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 542                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 543                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 544                         ret = -ENOMEM;
 545                         goto fail;
 546                 }
 547         }
 548
 549         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 550         return msm_obj->vaddr;
 551
 552 fail:
 553         msm_obj->vmap_count--;
 554         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 555         return ERR_PTR(ret);
 556 }
 557
 558 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 559 {
 560         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 561 }
 562
 563 /*
 564  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 565  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 566  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 567  * active list.
 568  */
 569 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 570 {
 571         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 572 }
 573
 574 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 575 {
 576         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 577
 578         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 579         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 580         msm_obj->vmap_count--;
 581         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 582 }
 583
 584 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 585  * false or -errno.
 586  */
 587 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 588 {
 589         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 590
 591         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 592
 593         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 594
 595         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 596                 msm_obj->madv = madv;
 597
 598         madv = msm_obj->madv;
 599
 600         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 601
 602         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 603 }
 604
 605 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 606 {
 607         struct drm_device *dev = obj->dev;
 608         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 609
 610         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 611         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 612         WARN_ON(obj->import_attach);
 613
 614         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 615
 616         put_iova(obj);
 617
 618         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 619
 620         put_pages(obj);
 621
 622         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 623
 624         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 625         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 626
 627         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 628          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 629          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 630          * backing pages, *now*.
 631          */
 632         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 633
 634         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 635                         0, (loff_t)-1);
 636
 637         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 638 }
 639
 640 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 641 {
 642         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 643
 644         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 645
 646         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 647                 return;
 648
 649         vunmap(msm_obj->vaddr);
 650         msm_obj->vaddr = NULL;
 651 }
 652
 653 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 654 {
 655         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 656
 657         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 658         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 659         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 660 }
 661
 662 /* must be called before _move_to_active().. */
 663 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 664                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 665 {
 666         struct reservation_object_list *fobj;
 667         struct dma_fence *fence;
 668         int i, ret;
 669
 670         fobj = reservation_object_get_list(obj->resv);
 671         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 672                 fence = reservation_object_get_excl(obj->resv);
 673                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 674                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 675                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 676                         if (ret)
 677                                 return ret;
 678                 }
 679         }
 680
 681         if (!exclusive || !fobj)
 682                 return 0;
 683
 684         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 685                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 686                                                 reservation_object_held(obj->resv));
 687                 if (fence->context != fctx->context) {
 688                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 689                         if (ret)
 690                                 return ret;
 691                 }
 692         }
 693
 694         return 0;
 695 }
 696
 697 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 698                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 699 {
 700         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 701         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 702         msm_obj->gpu = gpu;
 703         if (exclusive)
 704                 reservation_object_add_excl_fence(obj->resv, fence);
 705         else
 706                 reservation_object_add_shared_fence(obj->resv, fence);
 707         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 708         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 709 }
 710
 711 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 712 {
 713         struct drm_device *dev = obj->dev;
 714         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 715         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 716
 717         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 718
 719         msm_obj->gpu = NULL;
 720         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 721         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 722 }
 723
 724 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 725 {
 726         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 727         unsigned long remain =
 728                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 729         long ret;
 730
 731         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 732                                                   true,  remain);
 733         if (ret == 0)
 734                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 735         else if (ret < 0)
 736                 return ret;
 737
 738         /* TODO cache maintenance */
 739
 740         return 0;
 741 }
 742
 743 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 744 {
 745         /* TODO cache maintenance */
 746         return 0;
 747 }
 748
 749 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 750 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 751                 struct seq_file *m)
 752 {
 753         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 754                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 755                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 756                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 757                                 fence->seqno);
 758 }
 759
 760 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 761 {
 762         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 763         struct reservation_object *robj = obj->resv;
 764         struct reservation_object_list *fobj;
 765         struct dma_fence *fence;
 766         struct msm_gem_vma *vma;
 767         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 768         const char *madv;
 769
 770         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 771
 772         switch (msm_obj->madv) {
 773         case __MSM_MADV_PURGED:
 774                 madv = " purged";
 775                 break;
 776         case MSM_MADV_DONTNEED:
 777                 madv = " purgeable";
 778                 break;
 779         case MSM_MADV_WILLNEED:
 780         default:
 781                 madv = "";
 782                 break;
 783         }
 784
 785         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 786                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 787                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 788                         off, msm_obj->vaddr);
 789
 790         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 791
 792         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 793
 794                 seq_puts(m, "      vmas:");
 795
 796                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 797                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]",
 798                                 vma->aspace != NULL ? vma->aspace->name : NULL,
 799                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 800                                 vma->inuse);
 801
 802                 seq_puts(m, "\n");
 803         }
 804
 805         rcu_read_lock();
 806         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 807         if (fobj) {
 808                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 809
 810                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 811                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 812                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 813                 }
 814         }
 815
 816         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 817         if (fence)
 818                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 819         rcu_read_unlock();
 820
 821         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 822 }
 823
 824 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 825 {
 826         struct msm_gem_object *msm_obj;
 827         int count = 0;
 828         size_t size = 0;
 829
 830         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 831         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 832                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 833                 seq_puts(m, "   ");
 834                 msm_gem_describe(obj, m);
 835                 count++;
 836                 size += obj->size;
 837         }
 838
 839         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 840 }
 841 #endif
 842
 843 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put() and friends */
 844 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 845 {
 846         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 847         struct drm_device *dev = obj->dev;
 848         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 849
 850         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 851                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 852 }
 853
 854 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 855 {
 856         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 857         struct drm_device *dev = obj->dev;
 858
 859         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 860
 861         /* object should not be on active list: */
 862         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 863
 864         list_del(&msm_obj->mm_list);
 865
 866         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 867
 868         put_iova(obj);
 869
 870         if (obj->import_attach) {
 871                 if (msm_obj->vaddr)
 872                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 873
 874                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 875                  * ours, just free the array we allocated:
 876                  */
 877                 if (msm_obj->pages)
 878                         kvfree(msm_obj->pages);
 879
 880                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 881         } else {
 882                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 883                 put_pages(obj);
 884         }
 885
 886         drm_gem_object_release(obj);
 887
 888         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 889         kfree(msm_obj);
 890 }
 891
 892 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 893 {
 894         struct msm_drm_private *priv =
 895                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 896         struct drm_device *dev = priv->dev;
 897         struct llist_node *freed;
 898         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 899
 900         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 901
 902                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 903
 904                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 905                                           freed, freed)
 906                         free_object(msm_obj);
 907
 908                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 909
 910                 if (need_resched())
 911                         break;
 912         }
 913 }
 914
 915 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 916 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 917                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 918                 char *name)
 919 {
 920         struct drm_gem_object *obj;
 921         int ret;
 922
 923         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 924
 925         if (IS_ERR(obj))
 926                 return PTR_ERR(obj);
 927
 928         if (name)
 929                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 930
 931         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 932
 933         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 934         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 935
 936         return ret;
 937 }
 938
 939 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 940                 uint32_t size, uint32_t flags,
 941                 struct reservation_object *resv,
 942                 struct drm_gem_object **obj,
 943                 bool struct_mutex_locked)
 944 {
 945         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 946         struct msm_gem_object *msm_obj;
 947
 948         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
 949         case MSM_BO_UNCACHED:
 950         case MSM_BO_CACHED:
 951         case MSM_BO_WC:
 952                 break;
 953         default:
 954                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
 955                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
 956                 return -EINVAL;
 957         }
 958
 959         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
 960         if (!msm_obj)
 961                 return -ENOMEM;
 962
 963         mutex_init(&msm_obj->lock);
 964
 965         msm_obj->flags = flags;
 966         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
 967
 968         if (resv)
 969                 msm_obj->base.resv = resv;
 970
 971         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
 972         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
 973
 974         if (struct_mutex_locked) {
 975                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 976                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 977         } else {
 978                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 979                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 980                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 981         }
 982
 983         *obj = &msm_obj->base;
 984
 985         return 0;
 986 }
 987
 988 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 989                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
 990 {
 991         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 992         struct drm_gem_object *obj = NULL;
 993         bool use_vram = false;
 994         int ret;
 995
 996         size = PAGE_ALIGN(size);
 997
 998         if (!msm_use_mmu(dev))
 999                 use_vram = true;
1000         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1001                 use_vram = true;
1002
1003         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1004                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1005
1006         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1007          * infrastructure grumpy
1008          */
1009         if (size == 0)
1010                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1011
1012         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, NULL, &obj, struct_mutex_locked);
1013         if (ret)
1014                 goto fail;
1015
1016         if (use_vram) {
1017                 struct msm_gem_vma *vma;
1018                 struct page **pages;
1019                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
1020
1021                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1022
1023                 vma = add_vma(obj, NULL);
1024                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1025                 if (IS_ERR(vma)) {
1026                         ret = PTR_ERR(vma);
1027                         goto fail;
1028                 }
1029
1030                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1031
1032                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1033
1034                 pages = get_pages(obj);
1035                 if (IS_ERR(pages)) {
1036                         ret = PTR_ERR(pages);
1037                         goto fail;
1038                 }
1039
1040                 vma->iova = physaddr(obj);
1041         } else {
1042                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1043                 if (ret)
1044                         goto fail;
1045                 /*
1046                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1047                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1048                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1049                  * expected if you're going to pin these pages.
1050                  */
1051                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1052         }
1053
1054         return obj;
1055
1056 fail:
1057         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1058         return ERR_PTR(ret);
1059 }
1060
1061 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1062                 uint32_t size, uint32_t flags)
1063 {
1064         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1065 }
1066
1067 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1068                 uint32_t size, uint32_t flags)
1069 {
1070         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1071 }
1072
1073 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1074                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1075 {
1076         struct msm_gem_object *msm_obj;
1077         struct drm_gem_object *obj;
1078         uint32_t size;
1079         int ret, npages;
1080
1081         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1082         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1083                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1084                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1085         }
1086
1087         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1088
1089         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, dmabuf->resv, &obj, false);
1090         if (ret)
1091                 goto fail;
1092
1093         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1094
1095         npages = size / PAGE_SIZE;
1096
1097         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1098         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1099         msm_obj->sgt = sgt;
1100         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1101         if (!msm_obj->pages) {
1102                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1103                 ret = -ENOMEM;
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1108         if (ret) {
1109                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1110                 goto fail;
1111         }
1112
1113         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1114         return obj;
1115
1116 fail:
1117         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1118         return ERR_PTR(ret);
1119 }
1120
1121 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1122                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1123                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1124 {
1125         void *vaddr;
1126         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1127         int ret;
1128
1129         if (IS_ERR(obj))
1130                 return ERR_CAST(obj);
1131
1132         if (iova) {
1133                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1134                 if (ret)
1135                         goto err;
1136         }
1137
1138         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1139         if (IS_ERR(vaddr)) {
1140                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1141                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1142                 goto err;
1143         }
1144
1145         if (bo)
1146                 *bo = obj;
1147
1148         return vaddr;
1149 err:
1150         if (locked)
1151                 drm_gem_object_put(obj);
1152         else
1153                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1154
1155         return ERR_PTR(ret);
1156
1157 }
1158
1159 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1160                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1161                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1162 {
1163         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1164 }
1165
1166 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1167                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1168                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1169 {
1170         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1171 }
1172
1173 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1174                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1175 {
1176         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1177                 return;
1178
1179         msm_gem_put_vaddr(bo);
1180         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1181
1182         if (locked)
1183                 drm_gem_object_put(bo);
1184         else
1185                 drm_gem_object_put_unlocked(bo);
1186 }
1187
1188 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1189 {
1190         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1191         va_list ap;
1192
1193         if (!fmt)
1194                 return;
1195
1196         va_start(ap, fmt);
1197         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1198         va_end(ap);
1199 }