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 <drm/drm_prime.h>
  13
  14 #include "msm_drv.h"
  15 #include "msm_fence.h"
  16 #include "msm_gem.h"
  17 #include "msm_gpu.h"
  18 #include "msm_mmu.h"
  19
  20 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  21
  22
  23 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  24 {
  25         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  26         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  27         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  28                         priv->vram.paddr;
  29 }
  30
  31 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  32 {
  33         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  34         return !msm_obj->vram_node;
  35 }
  36
  37 /*
  38  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  39  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  40  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  41  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  42  *
  43  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  44  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  45  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  46  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  47  *
  48  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  49  */
  50
  51 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  52 {
  53         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  54
  55         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  56                 dma_sync_sgtable_for_device(dev, msm_obj->sgt,
  57                                             DMA_BIDIRECTIONAL);
  58         } else {
  59                 dma_map_sgtable(dev, msm_obj->sgt, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
  60         }
  61 }
  62
  63 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  64 {
  65         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  66
  67         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  68                 dma_sync_sgtable_for_cpu(dev, msm_obj->sgt, DMA_BIDIRECTIONAL);
  69         } else {
  70                 dma_unmap_sgtable(dev, msm_obj->sgt, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
  71         }
  72 }
  73
  74 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  75 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  76 {
  77         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  78         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  79         dma_addr_t paddr;
  80         struct page **p;
  81         int ret, i;
  82
  83         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  84         if (!p)
  85                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  86
  87         spin_lock(&priv->vram.lock);
  88         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  89         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  90         if (ret) {
  91                 kvfree(p);
  92                 return ERR_PTR(ret);
  93         }
  94
  95         paddr = physaddr(obj);
  96         for (i = 0; i < npages; i++) {
  97                 p[i] = phys_to_page(paddr);
  98                 paddr += PAGE_SIZE;
  99         }
 100
 101         return p;
 102 }
 103
 104 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 105 {
 106         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 107
 108         if (!msm_obj->pages) {
 109                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 110                 struct page **p;
 111                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 112
 113                 if (use_pages(obj))
 114                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 115                 else
 116                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 117
 118                 if (IS_ERR(p)) {
 119                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 120                                         PTR_ERR(p));
 121                         return p;
 122                 }
 123
 124                 msm_obj->pages = p;
 125
 126                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(obj->dev, p, npages);
 127                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 128                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 129
 130                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 131                         msm_obj->sgt = NULL;
 132                         return ptr;
 133                 }
 134
 135                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 136                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 137                  */
 138                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 139                         sync_for_device(msm_obj);
 140         }
 141
 142         return msm_obj->pages;
 143 }
 144
 145 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 146 {
 147         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 148         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 149
 150         spin_lock(&priv->vram.lock);
 151         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 152         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 153
 154         kvfree(msm_obj->pages);
 155 }
 156
 157 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 158 {
 159         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 160
 161         if (msm_obj->pages) {
 162                 if (msm_obj->sgt) {
 163                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 164                          * pages are clean because display controller,
 165                          * GPU, etc. are not coherent:
 166                          */
 167                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 168                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 169
 170                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 171                         kfree(msm_obj->sgt);
 172                 }
 173
 174                 if (use_pages(obj))
 175                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 176                 else
 177                         put_pages_vram(obj);
 178
 179                 msm_obj->pages = NULL;
 180         }
 181 }
 182
 183 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 184 {
 185         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 186         struct page **p;
 187
 188         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 189
 190         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 191                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 192                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 193         }
 194
 195         p = get_pages(obj);
 196         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 197         return p;
 198 }
 199
 200 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 201 {
 202         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 203 }
 204
 205 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 206                 struct vm_area_struct *vma)
 207 {
 208         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 209
 210         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 211         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 212
 213         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 214                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 215         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 216                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 217         } else {
 218                 /*
 219                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 220                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 221                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 222                  */
 223                 fput(vma->vm_file);
 224                 get_file(obj->filp);
 225                 vma->vm_pgoff = 0;
 226                 vma->vm_file  = obj->filp;
 227
 228                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 229         }
 230
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 235 {
 236         int ret;
 237
 238         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 239         if (ret) {
 240                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 241                 return ret;
 242         }
 243
 244         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 245 }
 246
 247 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 248 {
 249         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 250         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 251         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 252         struct page **pages;
 253         unsigned long pfn;
 254         pgoff_t pgoff;
 255         int err;
 256         vm_fault_t ret;
 257
 258         /*
 259          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 260          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 261          */
 262         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 263         if (err) {
 264                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 265                 goto out;
 266         }
 267
 268         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 269                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 270                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 271         }
 272
 273         /* make sure we have pages attached now */
 274         pages = get_pages(obj);
 275         if (IS_ERR(pages)) {
 276                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 277                 goto out_unlock;
 278         }
 279
 280         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 281         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 282
 283         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 284
 285         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 286                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 287
 288         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 289 out_unlock:
 290         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 291 out:
 292         return ret;
 293 }
 294
 295 /** get mmap offset */
 296 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 297 {
 298         struct drm_device *dev = obj->dev;
 299         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 300         int ret;
 301
 302         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 303
 304         /* Make it mmapable */
 305         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 306
 307         if (ret) {
 308                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 309                 return 0;
 310         }
 311
 312         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 313 }
 314
 315 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 316 {
 317         uint64_t offset;
 318         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 319
 320         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 321         offset = mmap_offset(obj);
 322         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 323         return offset;
 324 }
 325
 326 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 327                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 328 {
 329         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 330         struct msm_gem_vma *vma;
 331
 332         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 333
 334         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 335         if (!vma)
 336                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 337
 338         vma->aspace = aspace;
 339
 340         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 341
 342         return vma;
 343 }
 344
 345 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 346                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 347 {
 348         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 349         struct msm_gem_vma *vma;
 350
 351         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 352
 353         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 354                 if (vma->aspace == aspace)
 355                         return vma;
 356         }
 357
 358         return NULL;
 359 }
 360
 361 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 362 {
 363         if (!vma)
 364                 return;
 365
 366         list_del(&vma->list);
 367         kfree(vma);
 368 }
 369
 370 /* Called with msm_obj->lock locked */
 371 static void
 372 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 373 {
 374         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 375         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 376
 377         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 378
 379         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 380                 if (vma->aspace) {
 381                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 382                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 383                 }
 384                 del_vma(vma);
 385         }
 386 }
 387
 388 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 389                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 390                 u64 range_start, u64 range_end)
 391 {
 392         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 393         struct msm_gem_vma *vma;
 394         int ret = 0;
 395
 396         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 397
 398         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 399
 400         if (!vma) {
 401                 vma = add_vma(obj, aspace);
 402                 if (IS_ERR(vma))
 403                         return PTR_ERR(vma);
 404
 405                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 406                         range_start, range_end);
 407                 if (ret) {
 408                         del_vma(vma);
 409                         return ret;
 410                 }
 411         }
 412
 413         *iova = vma->iova;
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 418                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 419 {
 420         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 421         struct msm_gem_vma *vma;
 422         struct page **pages;
 423         int prot = IOMMU_READ;
 424
 425         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 426                 prot |= IOMMU_WRITE;
 427
 428         if (msm_obj->flags & MSM_BO_MAP_PRIV)
 429                 prot |= IOMMU_PRIV;
 430
 431         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 432
 433         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 434                 return -EBUSY;
 435
 436         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 437         if (WARN_ON(!vma))
 438                 return -EINVAL;
 439
 440         pages = get_pages(obj);
 441         if (IS_ERR(pages))
 442                 return PTR_ERR(pages);
 443
 444         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 445                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 446 }
 447
 448 /*
 449  * get iova and pin it. Should have a matching put
 450  * limits iova to specified range (in pages)
 451  */
 452 int msm_gem_get_and_pin_iova_range(struct drm_gem_object *obj,
 453                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 454                 u64 range_start, u64 range_end)
 455 {
 456         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 457         u64 local;
 458         int ret;
 459
 460         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 461
 462         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local,
 463                 range_start, range_end);
 464
 465         if (!ret)
 466                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 467
 468         if (!ret)
 469                 *iova = local;
 470
 471         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 472         return ret;
 473 }
 474
 475 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 476 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 477                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 478 {
 479         return msm_gem_get_and_pin_iova_range(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 484  * valid for the life of the object
 485  */
 486 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 487                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 488 {
 489         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 490         int ret;
 491
 492         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 493         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 494         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 495
 496         return ret;
 497 }
 498
 499 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 500  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 501  */
 502 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 503                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 504 {
 505         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 506         struct msm_gem_vma *vma;
 507
 508         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 509         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 510         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 511         WARN_ON(!vma);
 512
 513         return vma ? vma->iova : 0;
 514 }
 515
 516 /*
 517  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 518  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 519  * to get rid of it
 520  */
 521 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 522                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 523 {
 524         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 525         struct msm_gem_vma *vma;
 526
 527         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 528         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 529
 530         if (!WARN_ON(!vma))
 531                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 532
 533         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 534 }
 535
 536 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 537                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 538 {
 539         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 540         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 541         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 542                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 543 }
 544
 545 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 546                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 547 {
 548         struct drm_gem_object *obj;
 549         int ret = 0;
 550
 551         /* GEM does all our handle to object mapping */
 552         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 553         if (obj == NULL) {
 554                 ret = -ENOENT;
 555                 goto fail;
 556         }
 557
 558         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 559
 560         drm_gem_object_put(obj);
 561
 562 fail:
 563         return ret;
 564 }
 565
 566 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 567 {
 568         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 569         int ret = 0;
 570
 571         if (obj->import_attach)
 572                 return ERR_PTR(-ENODEV);
 573
 574         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 575
 576         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 577                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 578                         msm_obj->madv, madv);
 579                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 580                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 581         }
 582
 583         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 584          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 585          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 586          * same object from within the vmap() call (while we already
 587          * hold msm_obj->lock)
 588          */
 589         msm_obj->vmap_count++;
 590
 591         if (!msm_obj->vaddr) {
 592                 struct page **pages = get_pages(obj);
 593                 if (IS_ERR(pages)) {
 594                         ret = PTR_ERR(pages);
 595                         goto fail;
 596                 }
 597                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 598                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 599                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 600                         ret = -ENOMEM;
 601                         goto fail;
 602                 }
 603         }
 604
 605         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 606         return msm_obj->vaddr;
 607
 608 fail:
 609         msm_obj->vmap_count--;
 610         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 611         return ERR_PTR(ret);
 612 }
 613
 614 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 615 {
 616         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 617 }
 618
 619 /*
 620  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 621  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 622  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 623  * active list.
 624  */
 625 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 626 {
 627         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 628 }
 629
 630 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 631 {
 632         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 633
 634         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 635         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 636         msm_obj->vmap_count--;
 637         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 638 }
 639
 640 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 641  * false or -errno.
 642  */
 643 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 644 {
 645         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 646
 647         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 648
 649         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 650
 651         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 652                 msm_obj->madv = madv;
 653
 654         madv = msm_obj->madv;
 655
 656         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 657
 658         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 659 }
 660
 661 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 662 {
 663         struct drm_device *dev = obj->dev;
 664         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 665
 666         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 667         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 668         WARN_ON(obj->import_attach);
 669
 670         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 671
 672         put_iova(obj);
 673
 674         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 675
 676         put_pages(obj);
 677
 678         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 679
 680         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 681         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 682
 683         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 684          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 685          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 686          * backing pages, *now*.
 687          */
 688         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 689
 690         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 691                         0, (loff_t)-1);
 692
 693         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 694 }
 695
 696 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 697 {
 698         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 699
 700         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 701
 702         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 703                 return;
 704
 705         vunmap(msm_obj->vaddr);
 706         msm_obj->vaddr = NULL;
 707 }
 708
 709 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 710 {
 711         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 712
 713         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 714         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 715         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 716 }
 717
 718 /* must be called before _move_to_active().. */
 719 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 720                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 721 {
 722         struct dma_resv_list *fobj;
 723         struct dma_fence *fence;
 724         int i, ret;
 725
 726         fobj = dma_resv_get_list(obj->resv);
 727         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 728                 fence = dma_resv_get_excl(obj->resv);
 729                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 730                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 731                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 732                         if (ret)
 733                                 return ret;
 734                 }
 735         }
 736
 737         if (!exclusive || !fobj)
 738                 return 0;
 739
 740         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 741                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 742                                                 dma_resv_held(obj->resv));
 743                 if (fence->context != fctx->context) {
 744                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 745                         if (ret)
 746                                 return ret;
 747                 }
 748         }
 749
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 754                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 755 {
 756         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 757         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 758         msm_obj->gpu = gpu;
 759         if (exclusive)
 760                 dma_resv_add_excl_fence(obj->resv, fence);
 761         else
 762                 dma_resv_add_shared_fence(obj->resv, fence);
 763         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 764         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 765 }
 766
 767 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 768 {
 769         struct drm_device *dev = obj->dev;
 770         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 771         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 772
 773         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 774
 775         msm_obj->gpu = NULL;
 776         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 777         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 778 }
 779
 780 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 781 {
 782         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 783         unsigned long remain =
 784                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 785         long ret;
 786
 787         ret = dma_resv_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 788                                                   true,  remain);
 789         if (ret == 0)
 790                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 791         else if (ret < 0)
 792                 return ret;
 793
 794         /* TODO cache maintenance */
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 800 {
 801         /* TODO cache maintenance */
 802         return 0;
 803 }
 804
 805 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 806 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 807                 struct seq_file *m)
 808 {
 809         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 810                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 811                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 812                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 813                                 fence->seqno);
 814 }
 815
 816 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 817 {
 818         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 819         struct dma_resv *robj = obj->resv;
 820         struct dma_resv_list *fobj;
 821         struct dma_fence *fence;
 822         struct msm_gem_vma *vma;
 823         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 824         const char *madv;
 825
 826         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 827
 828         switch (msm_obj->madv) {
 829         case __MSM_MADV_PURGED:
 830                 madv = " purged";
 831                 break;
 832         case MSM_MADV_DONTNEED:
 833                 madv = " purgeable";
 834                 break;
 835         case MSM_MADV_WILLNEED:
 836         default:
 837                 madv = "";
 838                 break;
 839         }
 840
 841         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 842                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 843                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 844                         off, msm_obj->vaddr);
 845
 846         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 847
 848         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 849
 850                 seq_puts(m, "      vmas:");
 851
 852                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 853                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]",
 854                                 vma->aspace != NULL ? vma->aspace->name : NULL,
 855                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 856                                 vma->inuse);
 857
 858                 seq_puts(m, "\n");
 859         }
 860
 861         rcu_read_lock();
 862         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 863         if (fobj) {
 864                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 865
 866                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 867                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 868                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 869                 }
 870         }
 871
 872         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 873         if (fence)
 874                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 875         rcu_read_unlock();
 876
 877         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 878 }
 879
 880 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 881 {
 882         struct msm_gem_object *msm_obj;
 883         int count = 0;
 884         size_t size = 0;
 885
 886         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 887         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 888                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 889                 seq_puts(m, "   ");
 890                 msm_gem_describe(obj, m);
 891                 count++;
 892                 size += obj->size;
 893         }
 894
 895         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 896 }
 897 #endif
 898
 899 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put_locked() and friends */
 900 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 901 {
 902         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 903         struct drm_device *dev = obj->dev;
 904         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 905
 906         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 907                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 908 }
 909
 910 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 911 {
 912         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 913         struct drm_device *dev = obj->dev;
 914
 915         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 916
 917         /* object should not be on active list: */
 918         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 919
 920         list_del(&msm_obj->mm_list);
 921
 922         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 923
 924         put_iova(obj);
 925
 926         if (obj->import_attach) {
 927                 WARN_ON(msm_obj->vaddr);
 928
 929                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 930                  * ours, just free the array we allocated:
 931                  */
 932                 if (msm_obj->pages)
 933                         kvfree(msm_obj->pages);
 934
 935                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 936         } else {
 937                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 938                 put_pages(obj);
 939         }
 940
 941         drm_gem_object_release(obj);
 942
 943         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 944         kfree(msm_obj);
 945 }
 946
 947 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 948 {
 949         struct msm_drm_private *priv =
 950                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 951         struct drm_device *dev = priv->dev;
 952         struct llist_node *freed;
 953         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 954
 955         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 956
 957                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 958
 959                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 960                                           freed, freed)
 961                         free_object(msm_obj);
 962
 963                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 964
 965                 if (need_resched())
 966                         break;
 967         }
 968 }
 969
 970 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 971 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 972                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 973                 char *name)
 974 {
 975         struct drm_gem_object *obj;
 976         int ret;
 977
 978         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 979
 980         if (IS_ERR(obj))
 981                 return PTR_ERR(obj);
 982
 983         if (name)
 984                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 985
 986         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 987
 988         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 989         drm_gem_object_put(obj);
 990
 991         return ret;
 992 }
 993
 994 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 995                 uint32_t size, uint32_t flags,
 996                 struct drm_gem_object **obj)
 997 {
 998         struct msm_gem_object *msm_obj;
 999
1000         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
1001         case MSM_BO_UNCACHED:
1002         case MSM_BO_CACHED:
1003         case MSM_BO_WC:
1004                 break;
1005         default:
1006                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
1007                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
1008                 return -EINVAL;
1009         }
1010
1011         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
1012         if (!msm_obj)
1013                 return -ENOMEM;
1014
1015         mutex_init(&msm_obj->lock);
1016
1017         msm_obj->flags = flags;
1018         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
1019
1020         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
1021         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
1022
1023         *obj = &msm_obj->base;
1024
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1029                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
1030 {
1031         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1032         struct msm_gem_object *msm_obj;
1033         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1034         bool use_vram = false;
1035         int ret;
1036
1037         size = PAGE_ALIGN(size);
1038
1039         if (!msm_use_mmu(dev))
1040                 use_vram = true;
1041         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1042                 use_vram = true;
1043
1044         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1045                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1046
1047         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1048          * infrastructure grumpy
1049          */
1050         if (size == 0)
1051                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1052
1053         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
1054         if (ret)
1055                 goto fail;
1056
1057         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1058
1059         if (use_vram) {
1060                 struct msm_gem_vma *vma;
1061                 struct page **pages;
1062
1063                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1064
1065                 vma = add_vma(obj, NULL);
1066                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1067                 if (IS_ERR(vma)) {
1068                         ret = PTR_ERR(vma);
1069                         goto fail;
1070                 }
1071
1072                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1073
1074                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1075
1076                 pages = get_pages(obj);
1077                 if (IS_ERR(pages)) {
1078                         ret = PTR_ERR(pages);
1079                         goto fail;
1080                 }
1081
1082                 vma->iova = physaddr(obj);
1083         } else {
1084                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1085                 if (ret)
1086                         goto fail;
1087                 /*
1088                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1089                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1090                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1091                  * expected if you're going to pin these pages.
1092                  */
1093                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1094         }
1095
1096         if (struct_mutex_locked) {
1097                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
1098                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1099         } else {
1100                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1101                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1102                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1103         }
1104
1105         return obj;
1106
1107 fail:
1108         drm_gem_object_put(obj);
1109         return ERR_PTR(ret);
1110 }
1111
1112 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1113                 uint32_t size, uint32_t flags)
1114 {
1115         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1116 }
1117
1118 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1119                 uint32_t size, uint32_t flags)
1120 {
1121         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1122 }
1123
1124 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1125                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1126 {
1127         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1128         struct msm_gem_object *msm_obj;
1129         struct drm_gem_object *obj;
1130         uint32_t size;
1131         int ret, npages;
1132
1133         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1134         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1135                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1136                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1137         }
1138
1139         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1140
1141         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
1142         if (ret)
1143                 goto fail;
1144
1145         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1146
1147         npages = size / PAGE_SIZE;
1148
1149         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1150         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1151         msm_obj->sgt = sgt;
1152         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1153         if (!msm_obj->pages) {
1154                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1155                 ret = -ENOMEM;
1156                 goto fail;
1157         }
1158
1159         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1160         if (ret) {
1161                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1162                 goto fail;
1163         }
1164
1165         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1166
1167         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1168         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1169         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1170
1171         return obj;
1172
1173 fail:
1174         drm_gem_object_put(obj);
1175         return ERR_PTR(ret);
1176 }
1177
1178 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1179                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1180                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1181 {
1182         void *vaddr;
1183         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1184         int ret;
1185
1186         if (IS_ERR(obj))
1187                 return ERR_CAST(obj);
1188
1189         if (iova) {
1190                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1191                 if (ret)
1192                         goto err;
1193         }
1194
1195         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1196         if (IS_ERR(vaddr)) {
1197                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1198                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1199                 goto err;
1200         }
1201
1202         if (bo)
1203                 *bo = obj;
1204
1205         return vaddr;
1206 err:
1207         if (locked)
1208                 drm_gem_object_put_locked(obj);
1209         else
1210                 drm_gem_object_put(obj);
1211
1212         return ERR_PTR(ret);
1213
1214 }
1215
1216 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1217                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1218                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1219 {
1220         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1221 }
1222
1223 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1224                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1225                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1226 {
1227         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1228 }
1229
1230 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1231                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1232 {
1233         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1234                 return;
1235
1236         msm_gem_put_vaddr(bo);
1237         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1238
1239         if (locked)
1240                 drm_gem_object_put_locked(bo);
1241         else
1242                 drm_gem_object_put(bo);
1243 }
1244
1245 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1246 {
1247         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1248         va_list ap;
1249
1250         if (!fmt)
1251                 return;
1252
1253         va_start(ap, fmt);
1254         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1255         va_end(ap);
1256 }