drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   4  * Author: Rob Clark <[email protected]>
   5  */
   6
   7 #ifndef __MSM_GEM_H__
   8 #define __MSM_GEM_H__
   9
  10 #include <linux/kref.h>
  11 #include <linux/dma-resv.h>
  12 #include "drm/gpu_scheduler.h"
  13 #include "msm_drv.h"
  14
  15 /* Make all GEM related WARN_ON()s ratelimited.. when things go wrong they
  16  * tend to go wrong 1000s of times in a short timespan.
  17  */
  18 #define GEM_WARN_ON(x)  WARN_RATELIMIT(x, "%s", __stringify(x))
  19
  20 /* Additional internal-use only BO flags: */
  21 #define MSM_BO_STOLEN        0x10000000    /* try to use stolen/splash memory */
  22 #define MSM_BO_MAP_PRIV      0x20000000    /* use IOMMU_PRIV when mapping */
  23
  24 struct msm_gem_address_space {
  25         const char *name;
  26         /* NOTE: mm managed at the page level, size is in # of pages
  27          * and position mm_node->start is in # of pages:
  28          */
  29         struct drm_mm mm;
  30         spinlock_t lock; /* Protects drm_mm node allocation/removal */
  31         struct msm_mmu *mmu;
  32         struct kref kref;
  33
  34         /* For address spaces associated with a specific process, this
  35          * will be non-NULL:
  36          */
  37         struct pid *pid;
  38
  39         /* @faults: the number of GPU hangs associated with this address space */
  40         int faults;
  41
  42         /** @va_start: lowest possible address to allocate */
  43         uint64_t va_start;
  44
  45         /** @va_size: the size of the address space (in bytes) */
  46         uint64_t va_size;
  47 };
  48
  49 struct msm_gem_address_space *
  50 msm_gem_address_space_get(struct msm_gem_address_space *aspace);
  51
  52 void msm_gem_address_space_put(struct msm_gem_address_space *aspace);
  53
  54 struct msm_gem_address_space *
  55 msm_gem_address_space_create(struct msm_mmu *mmu, const char *name,
  56                 u64 va_start, u64 size);
  57
  58 struct msm_fence_context;
  59
  60 struct msm_gem_vma {
  61         struct drm_mm_node node;
  62         uint64_t iova;
  63         struct msm_gem_address_space *aspace;
  64         struct list_head list;    /* node in msm_gem_object::vmas */
  65         bool mapped;
  66         int inuse;
  67         uint32_t fence_mask;
  68         uint32_t fence[MSM_GPU_MAX_RINGS];
  69         struct msm_fence_context *fctx[MSM_GPU_MAX_RINGS];
  70 };
  71
  72 int msm_gem_init_vma(struct msm_gem_address_space *aspace,
  73                 struct msm_gem_vma *vma, int size,
  74                 u64 range_start, u64 range_end);
  75 bool msm_gem_vma_inuse(struct msm_gem_vma *vma);
  76 void msm_gem_purge_vma(struct msm_gem_address_space *aspace,
  77                 struct msm_gem_vma *vma);
  78 void msm_gem_unpin_vma(struct msm_gem_vma *vma);
  79 void msm_gem_unpin_vma_fenced(struct msm_gem_vma *vma, struct msm_fence_context *fctx);
  80 int msm_gem_map_vma(struct msm_gem_address_space *aspace,
  81                 struct msm_gem_vma *vma, int prot,
  82                 struct sg_table *sgt, int size);
  83 void msm_gem_close_vma(struct msm_gem_address_space *aspace,
  84                 struct msm_gem_vma *vma);
  85
  86 struct msm_gem_object {
  87         struct drm_gem_object base;
  88
  89         uint32_t flags;
  90
  91         /**
  92          * Advice: are the backing pages purgeable?
  93          */
  94         uint8_t madv;
  95
  96         /**
  97          * Is object on inactive_dontneed list (ie. counted in priv->shrinkable_count)?
  98          */
  99         bool dontneed : 1;
 100
 101         /**
 102          * Is object evictable (ie. counted in priv->evictable_count)?
 103          */
 104         bool evictable : 1;
 105
 106         /**
 107          * count of active vmap'ing
 108          */
 109         uint8_t vmap_count;
 110
 111         /**
 112          * Node in list of all objects (mainly for debugfs, protected by
 113          * priv->obj_lock
 114          */
 115         struct list_head node;
 116
 117         /**
 118          * An object is either:
 119          *  inactive - on priv->inactive_dontneed or priv->inactive_willneed
 120          *     (depending on purgeability status)
 121          *  active   - on one one of the gpu's active_list..  well, at
 122          *     least for now we don't have (I don't think) hw sync between
 123          *     2d and 3d one devices which have both, meaning we need to
 124          *     block on submit if a bo is already on other ring
 125          */
 126         struct list_head mm_list;
 127
 128         struct page **pages;
 129         struct sg_table *sgt;
 130         void *vaddr;
 131
 132         struct list_head vmas;    /* list of msm_gem_vma */
 133
 134         /* For physically contiguous buffers.  Used when we don't have
 135          * an IOMMU.  Also used for stolen/splashscreen buffer.
 136          */
 137         struct drm_mm_node *vram_node;
 138
 139         char name[32]; /* Identifier to print for the debugfs files */
 140
 141         int active_count;
 142         int pin_count;
 143 };
 144 #define to_msm_bo(x) container_of(x, struct msm_gem_object, base)
 145
 146 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj);
 147 int msm_gem_pin_vma_locked(struct drm_gem_object *obj, struct msm_gem_vma *vma);
 148 void msm_gem_unpin_locked(struct drm_gem_object *obj);
 149 struct msm_gem_vma *msm_gem_get_vma_locked(struct drm_gem_object *obj,
 150                                            struct msm_gem_address_space *aspace);
 151 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 152                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova);
 153 int msm_gem_set_iova(struct drm_gem_object *obj,
 154                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t iova);
 155 int msm_gem_get_and_pin_iova_range(struct drm_gem_object *obj,
 156                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 157                 u64 range_start, u64 range_end);
 158 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 159                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova);
 160 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 161                 struct msm_gem_address_space *aspace);
 162 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj);
 163 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj);
 164 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 165                 struct drm_mode_create_dumb *args);
 166 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 167                 uint32_t handle, uint64_t *offset);
 168 void *msm_gem_get_vaddr_locked(struct drm_gem_object *obj);
 169 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj);
 170 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj);
 171 void msm_gem_put_vaddr_locked(struct drm_gem_object *obj);
 172 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj);
 173 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv);
 174 void msm_gem_active_get(struct drm_gem_object *obj, struct msm_gpu *gpu);
 175 void msm_gem_active_put(struct drm_gem_object *obj);
 176 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout);
 177 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj);
 178 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 179                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle, char *name);
 180 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 181                 uint32_t size, uint32_t flags);
 182 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
 183                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
 184                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova);
 185 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
 186                 struct msm_gem_address_space *aspace);
 187 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
 188                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt);
 189 __printf(2, 3)
 190 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...);
 191
 192 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 193 struct msm_gem_stats {
 194         struct {
 195                 unsigned count;
 196                 size_t size;
 197         } all, active, resident, purgeable, purged;
 198 };
 199
 200 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m,
 201                 struct msm_gem_stats *stats);
 202 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m);
 203 #endif
 204
 205 static inline void
 206 msm_gem_lock(struct drm_gem_object *obj)
 207 {
 208         dma_resv_lock(obj->resv, NULL);
 209 }
 210
 211 static inline bool __must_check
 212 msm_gem_trylock(struct drm_gem_object *obj)
 213 {
 214         return dma_resv_trylock(obj->resv);
 215 }
 216
 217 static inline int
 218 msm_gem_lock_interruptible(struct drm_gem_object *obj)
 219 {
 220         return dma_resv_lock_interruptible(obj->resv, NULL);
 221 }
 222
 223 static inline void
 224 msm_gem_unlock(struct drm_gem_object *obj)
 225 {
 226         dma_resv_unlock(obj->resv);
 227 }
 228
 229 static inline bool
 230 msm_gem_is_locked(struct drm_gem_object *obj)
 231 {
 232         /*
 233          * Destroying the object is a special case.. msm_gem_free_object()
 234          * calls many things that WARN_ON if the obj lock is not held.  But
 235          * acquiring the obj lock in msm_gem_free_object() can cause a
 236          * locking order inversion between reservation_ww_class_mutex and
 237          * fs_reclaim.
 238          *
 239          * This deadlock is not actually possible, because no one should
 240          * be already holding the lock when msm_gem_free_object() is called.
 241          * Unfortunately lockdep is not aware of this detail.  So when the
 242          * refcount drops to zero, we pretend it is already locked.
 243          */
 244         return dma_resv_is_locked(obj->resv) || (kref_read(&obj->refcount) == 0);
 245 }
 246
 247 static inline bool is_active(struct msm_gem_object *msm_obj)
 248 {
 249         GEM_WARN_ON(!msm_gem_is_locked(&msm_obj->base));
 250         return msm_obj->active_count;
 251 }
 252
 253 /* imported/exported objects are not purgeable: */
 254 static inline bool is_unpurgeable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 255 {
 256         return msm_obj->base.import_attach || msm_obj->pin_count;
 257 }
 258
 259 static inline bool is_purgeable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 260 {
 261         return (msm_obj->madv == MSM_MADV_DONTNEED) && msm_obj->sgt &&
 262                         !is_unpurgeable(msm_obj);
 263 }
 264
 265 static inline bool is_vunmapable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 266 {
 267         GEM_WARN_ON(!msm_gem_is_locked(&msm_obj->base));
 268         return (msm_obj->vmap_count == 0) && msm_obj->vaddr;
 269 }
 270
 271 static inline void mark_purgeable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 272 {
 273         struct msm_drm_private *priv = msm_obj->base.dev->dev_private;
 274
 275         GEM_WARN_ON(!mutex_is_locked(&priv->mm_lock));
 276
 277         if (is_unpurgeable(msm_obj))
 278                 return;
 279
 280         if (GEM_WARN_ON(msm_obj->dontneed))
 281                 return;
 282
 283         priv->shrinkable_count += msm_obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 284         msm_obj->dontneed = true;
 285 }
 286
 287 static inline void mark_unpurgeable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 288 {
 289         struct msm_drm_private *priv = msm_obj->base.dev->dev_private;
 290
 291         GEM_WARN_ON(!mutex_is_locked(&priv->mm_lock));
 292
 293         if (is_unpurgeable(msm_obj))
 294                 return;
 295
 296         if (GEM_WARN_ON(!msm_obj->dontneed))
 297                 return;
 298
 299         priv->shrinkable_count -= msm_obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 300         GEM_WARN_ON(priv->shrinkable_count < 0);
 301         msm_obj->dontneed = false;
 302 }
 303
 304 static inline bool is_unevictable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 305 {
 306         return is_unpurgeable(msm_obj) || msm_obj->vaddr;
 307 }
 308
 309 static inline void mark_evictable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 310 {
 311         struct msm_drm_private *priv = msm_obj->base.dev->dev_private;
 312
 313         WARN_ON(!mutex_is_locked(&priv->mm_lock));
 314
 315         if (is_unevictable(msm_obj))
 316                 return;
 317
 318         if (WARN_ON(msm_obj->evictable))
 319                 return;
 320
 321         priv->evictable_count += msm_obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 322         msm_obj->evictable = true;
 323 }
 324
 325 static inline void mark_unevictable(struct msm_gem_object *msm_obj)
 326 {
 327         struct msm_drm_private *priv = msm_obj->base.dev->dev_private;
 328
 329         WARN_ON(!mutex_is_locked(&priv->mm_lock));
 330
 331         if (is_unevictable(msm_obj))
 332                 return;
 333
 334         if (WARN_ON(!msm_obj->evictable))
 335                 return;
 336
 337         priv->evictable_count -= msm_obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 338         WARN_ON(priv->evictable_count < 0);
 339         msm_obj->evictable = false;
 340 }
 341
 342 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj);
 343 void msm_gem_evict(struct drm_gem_object *obj);
 344 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj);
 345
 346 /* Created per submit-ioctl, to track bo's and cmdstream bufs, etc,
 347  * associated with the cmdstream submission for synchronization (and
 348  * make it easier to unwind when things go wrong, etc).
 349  */
 350 struct msm_gem_submit {
 351         struct drm_sched_job base;
 352         struct kref ref;
 353         struct drm_device *dev;
 354         struct msm_gpu *gpu;
 355         struct msm_gem_address_space *aspace;
 356         struct list_head node;   /* node in ring submit list */
 357         struct ww_acquire_ctx ticket;
 358         uint32_t seqno;         /* Sequence number of the submit on the ring */
 359
 360         /* Hw fence, which is created when the scheduler executes the job, and
 361          * is signaled when the hw finishes (via seqno write from cmdstream)
 362          */
 363         struct dma_fence *hw_fence;
 364
 365         /* Userspace visible fence, which is signaled by the scheduler after
 366          * the hw_fence is signaled.
 367          */
 368         struct dma_fence *user_fence;
 369
 370         int fence_id;       /* key into queue->fence_idr */
 371         struct msm_gpu_submitqueue *queue;
 372         struct pid *pid;    /* submitting process */
 373         bool fault_dumped;  /* Limit devcoredump dumping to one per submit */
 374         bool valid;         /* true if no cmdstream patching needed */
 375         bool in_rb;         /* "sudo" mode, copy cmds into RB */
 376         struct msm_ringbuffer *ring;
 377         unsigned int nr_cmds;
 378         unsigned int nr_bos;
 379         u32 ident;         /* A "identifier" for the submit for logging */
 380         struct {
 381                 uint32_t type;
 382                 uint32_t size;  /* in dwords */
 383                 uint64_t iova;
 384                 uint32_t offset;/* in dwords */
 385                 uint32_t idx;   /* cmdstream buffer idx in bos[] */
 386                 uint32_t nr_relocs;
 387                 struct drm_msm_gem_submit_reloc *relocs;
 388         } *cmd;  /* array of size nr_cmds */
 389         struct {
 390 /* make sure these don't conflict w/ MSM_SUBMIT_BO_x */
 391 #define BO_VALID        0x8000  /* is current addr in cmdstream correct/valid? */
 392 #define BO_LOCKED       0x4000  /* obj lock is held */
 393 #define BO_ACTIVE       0x2000  /* active refcnt is held */
 394 #define BO_OBJ_PINNED   0x1000  /* obj (pages) is pinned and on active list */
 395 #define BO_VMA_PINNED   0x0800  /* vma (virtual address) is pinned */
 396                 uint32_t flags;
 397                 union {
 398                         struct msm_gem_object *obj;
 399                         uint32_t handle;
 400                 };
 401                 uint64_t iova;
 402                 struct msm_gem_vma *vma;
 403         } bos[];
 404 };
 405
 406 static inline struct msm_gem_submit *to_msm_submit(struct drm_sched_job *job)
 407 {
 408         return container_of(job, struct msm_gem_submit, base);
 409 }
 410
 411 void __msm_gem_submit_destroy(struct kref *kref);
 412
 413 static inline void msm_gem_submit_get(struct msm_gem_submit *submit)
 414 {
 415         kref_get(&submit->ref);
 416 }
 417
 418 static inline void msm_gem_submit_put(struct msm_gem_submit *submit)
 419 {
 420         kref_put(&submit->ref, __msm_gem_submit_destroy);
 421 }
 422
 423 void msm_submit_retire(struct msm_gem_submit *submit);
 424
 425 /* helper to determine of a buffer in submit should be dumped, used for both
 426  * devcoredump and debugfs cmdstream dumping:
 427  */
 428 static inline bool
 429 should_dump(struct msm_gem_submit *submit, int idx)
 430 {
 431         extern bool rd_full;
 432         return rd_full || (submit->bos[idx].flags & MSM_SUBMIT_BO_DUMP);
 433 }
 434
 435 #endif /* __MSM_GEM_H__ */