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/dma-map-ops.h>
   8 #include <linux/spinlock.h>
   9 #include <linux/shmem_fs.h>
  10 #include <linux/dma-buf.h>
  11 #include <linux/pfn_t.h>
  12
  13 #include <drm/drm_prime.h>
  14
  15 #include "msm_drv.h"
  16 #include "msm_fence.h"
  17 #include "msm_gem.h"
  18 #include "msm_gpu.h"
  19 #include "msm_mmu.h"
  20
  21 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  22
  23
  24 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  25 {
  26         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  27         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  28         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  29                         priv->vram.paddr;
  30 }
  31
  32 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  33 {
  34         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  35         return !msm_obj->vram_node;
  36 }
  37
  38 /*
  39  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  40  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  41  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  42  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  43  *
  44  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  45  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  46  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  47  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  48  *
  49  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  50  */
  51
  52 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  53 {
  54         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  55
  56         dma_map_sgtable(dev, msm_obj->sgt, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
  57 }
  58
  59 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  60 {
  61         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  62
  63         dma_unmap_sgtable(dev, msm_obj->sgt, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
  64 }
  65
  66 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  67 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  68 {
  69         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  70         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  71         dma_addr_t paddr;
  72         struct page **p;
  73         int ret, i;
  74
  75         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  76         if (!p)
  77                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  78
  79         spin_lock(&priv->vram.lock);
  80         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  81         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  82         if (ret) {
  83                 kvfree(p);
  84                 return ERR_PTR(ret);
  85         }
  86
  87         paddr = physaddr(obj);
  88         for (i = 0; i < npages; i++) {
  89                 p[i] = phys_to_page(paddr);
  90                 paddr += PAGE_SIZE;
  91         }
  92
  93         return p;
  94 }
  95
  96 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
  97 {
  98         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  99
 100         if (!msm_obj->pages) {
 101                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 102                 struct page **p;
 103                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 104
 105                 if (use_pages(obj))
 106                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 107                 else
 108                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 109
 110                 if (IS_ERR(p)) {
 111                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 112                                         PTR_ERR(p));
 113                         return p;
 114                 }
 115
 116                 msm_obj->pages = p;
 117
 118                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(obj->dev, p, npages);
 119                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 120                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 121
 122                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 123                         msm_obj->sgt = NULL;
 124                         return ptr;
 125                 }
 126
 127                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 128                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 129                  */
 130                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 131                         sync_for_device(msm_obj);
 132         }
 133
 134         return msm_obj->pages;
 135 }
 136
 137 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 138 {
 139         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 140         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 141
 142         spin_lock(&priv->vram.lock);
 143         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 144         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 145
 146         kvfree(msm_obj->pages);
 147 }
 148
 149 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 150 {
 151         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 152
 153         if (msm_obj->pages) {
 154                 if (msm_obj->sgt) {
 155                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 156                          * pages are clean because display controller,
 157                          * GPU, etc. are not coherent:
 158                          */
 159                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 160                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 161
 162                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 163                         kfree(msm_obj->sgt);
 164                 }
 165
 166                 if (use_pages(obj))
 167                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 168                 else
 169                         put_pages_vram(obj);
 170
 171                 msm_obj->pages = NULL;
 172         }
 173 }
 174
 175 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 176 {
 177         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 178         struct page **p;
 179
 180         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 181
 182         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 183                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 184                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 185         }
 186
 187         p = get_pages(obj);
 188         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 189         return p;
 190 }
 191
 192 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 193 {
 194         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 195 }
 196
 197 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 198                 struct vm_area_struct *vma)
 199 {
 200         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 201
 202         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 203         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 204
 205         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 206                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 207         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 208                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 209         } else {
 210                 /*
 211                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 212                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 213                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 214                  */
 215                 fput(vma->vm_file);
 216                 get_file(obj->filp);
 217                 vma->vm_pgoff = 0;
 218                 vma->vm_file  = obj->filp;
 219
 220                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 221         }
 222
 223         return 0;
 224 }
 225
 226 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 227 {
 228         int ret;
 229
 230         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 231         if (ret) {
 232                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 233                 return ret;
 234         }
 235
 236         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 237 }
 238
 239 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 240 {
 241         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 242         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 243         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 244         struct page **pages;
 245         unsigned long pfn;
 246         pgoff_t pgoff;
 247         int err;
 248         vm_fault_t ret;
 249
 250         /*
 251          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 252          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 253          */
 254         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 255         if (err) {
 256                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 257                 goto out;
 258         }
 259
 260         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 261                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 262                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 263         }
 264
 265         /* make sure we have pages attached now */
 266         pages = get_pages(obj);
 267         if (IS_ERR(pages)) {
 268                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 269                 goto out_unlock;
 270         }
 271
 272         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 273         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 274
 275         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 276
 277         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 278                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 279
 280         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 281 out_unlock:
 282         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 283 out:
 284         return ret;
 285 }
 286
 287 /** get mmap offset */
 288 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 289 {
 290         struct drm_device *dev = obj->dev;
 291         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 292         int ret;
 293
 294         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 295
 296         /* Make it mmapable */
 297         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 298
 299         if (ret) {
 300                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 301                 return 0;
 302         }
 303
 304         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 305 }
 306
 307 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 308 {
 309         uint64_t offset;
 310         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 311
 312         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 313         offset = mmap_offset(obj);
 314         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 315         return offset;
 316 }
 317
 318 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 319                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 320 {
 321         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 322         struct msm_gem_vma *vma;
 323
 324         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 325
 326         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 327         if (!vma)
 328                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 329
 330         vma->aspace = aspace;
 331
 332         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 333
 334         return vma;
 335 }
 336
 337 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 338                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 339 {
 340         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 341         struct msm_gem_vma *vma;
 342
 343         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 344
 345         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 346                 if (vma->aspace == aspace)
 347                         return vma;
 348         }
 349
 350         return NULL;
 351 }
 352
 353 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 354 {
 355         if (!vma)
 356                 return;
 357
 358         list_del(&vma->list);
 359         kfree(vma);
 360 }
 361
 362 /* Called with msm_obj->lock locked */
 363 static void
 364 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 365 {
 366         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 367         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 368
 369         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 370
 371         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 372                 if (vma->aspace) {
 373                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 374                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 375                 }
 376                 del_vma(vma);
 377         }
 378 }
 379
 380 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 381                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 382                 u64 range_start, u64 range_end)
 383 {
 384         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 385         struct msm_gem_vma *vma;
 386         int ret = 0;
 387
 388         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 389
 390         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 391
 392         if (!vma) {
 393                 vma = add_vma(obj, aspace);
 394                 if (IS_ERR(vma))
 395                         return PTR_ERR(vma);
 396
 397                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 398                         range_start, range_end);
 399                 if (ret) {
 400                         del_vma(vma);
 401                         return ret;
 402                 }
 403         }
 404
 405         *iova = vma->iova;
 406         return 0;
 407 }
 408
 409 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 410                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 411 {
 412         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 413         struct msm_gem_vma *vma;
 414         struct page **pages;
 415         int prot = IOMMU_READ;
 416
 417         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 418                 prot |= IOMMU_WRITE;
 419
 420         if (msm_obj->flags & MSM_BO_MAP_PRIV)
 421                 prot |= IOMMU_PRIV;
 422
 423         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 424
 425         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 426                 return -EBUSY;
 427
 428         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 429         if (WARN_ON(!vma))
 430                 return -EINVAL;
 431
 432         pages = get_pages(obj);
 433         if (IS_ERR(pages))
 434                 return PTR_ERR(pages);
 435
 436         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 437                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 438 }
 439
 440 /*
 441  * get iova and pin it. Should have a matching put
 442  * limits iova to specified range (in pages)
 443  */
 444 int msm_gem_get_and_pin_iova_range(struct drm_gem_object *obj,
 445                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 446                 u64 range_start, u64 range_end)
 447 {
 448         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 449         u64 local;
 450         int ret;
 451
 452         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 453
 454         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local,
 455                 range_start, range_end);
 456
 457         if (!ret)
 458                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 459
 460         if (!ret)
 461                 *iova = local;
 462
 463         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 464         return ret;
 465 }
 466
 467 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 468 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 469                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 470 {
 471         return msm_gem_get_and_pin_iova_range(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 476  * valid for the life of the object
 477  */
 478 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 479                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 480 {
 481         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 482         int ret;
 483
 484         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 485         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 486         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 487
 488         return ret;
 489 }
 490
 491 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 492  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 493  */
 494 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 495                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 496 {
 497         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 498         struct msm_gem_vma *vma;
 499
 500         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 501         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 502         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 503         WARN_ON(!vma);
 504
 505         return vma ? vma->iova : 0;
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 510  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 511  * to get rid of it
 512  */
 513 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 514                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 515 {
 516         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 517         struct msm_gem_vma *vma;
 518
 519         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 520         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 521
 522         if (!WARN_ON(!vma))
 523                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 524
 525         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 526 }
 527
 528 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 529                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 530 {
 531         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 532         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 533         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 534                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 535 }
 536
 537 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 538                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 539 {
 540         struct drm_gem_object *obj;
 541         int ret = 0;
 542
 543         /* GEM does all our handle to object mapping */
 544         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 545         if (obj == NULL) {
 546                 ret = -ENOENT;
 547                 goto fail;
 548         }
 549
 550         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 551
 552         drm_gem_object_put(obj);
 553
 554 fail:
 555         return ret;
 556 }
 557
 558 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 559 {
 560         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 561         int ret = 0;
 562
 563         if (obj->import_attach)
 564                 return ERR_PTR(-ENODEV);
 565
 566         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 567
 568         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 569                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 570                         msm_obj->madv, madv);
 571                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 572                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 573         }
 574
 575         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 576          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 577          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 578          * same object from within the vmap() call (while we already
 579          * hold msm_obj->lock)
 580          */
 581         msm_obj->vmap_count++;
 582
 583         if (!msm_obj->vaddr) {
 584                 struct page **pages = get_pages(obj);
 585                 if (IS_ERR(pages)) {
 586                         ret = PTR_ERR(pages);
 587                         goto fail;
 588                 }
 589                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 590                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 591                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 592                         ret = -ENOMEM;
 593                         goto fail;
 594                 }
 595         }
 596
 597         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 598         return msm_obj->vaddr;
 599
 600 fail:
 601         msm_obj->vmap_count--;
 602         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 603         return ERR_PTR(ret);
 604 }
 605
 606 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 607 {
 608         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 609 }
 610
 611 /*
 612  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 613  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 614  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 615  * active list.
 616  */
 617 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 618 {
 619         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 620 }
 621
 622 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 623 {
 624         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 625
 626         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 627         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 628         msm_obj->vmap_count--;
 629         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 630 }
 631
 632 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 633  * false or -errno.
 634  */
 635 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 636 {
 637         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 638
 639         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 640
 641         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 642
 643         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 644                 msm_obj->madv = madv;
 645
 646         madv = msm_obj->madv;
 647
 648         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 649
 650         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 651 }
 652
 653 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 654 {
 655         struct drm_device *dev = obj->dev;
 656         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 657
 658         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 659         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 660         WARN_ON(obj->import_attach);
 661
 662         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 663
 664         put_iova(obj);
 665
 666         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 667
 668         put_pages(obj);
 669
 670         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 671
 672         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 673         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 674
 675         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 676          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 677          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 678          * backing pages, *now*.
 679          */
 680         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 681
 682         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 683                         0, (loff_t)-1);
 684
 685         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 686 }
 687
 688 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 689 {
 690         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 691
 692         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 693
 694         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 695                 return;
 696
 697         vunmap(msm_obj->vaddr);
 698         msm_obj->vaddr = NULL;
 699 }
 700
 701 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 702 {
 703         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 704
 705         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 706         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 707         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 708 }
 709
 710 /* must be called before _move_to_active().. */
 711 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 712                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 713 {
 714         struct dma_resv_list *fobj;
 715         struct dma_fence *fence;
 716         int i, ret;
 717
 718         fobj = dma_resv_get_list(obj->resv);
 719         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 720                 fence = dma_resv_get_excl(obj->resv);
 721                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 722                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 723                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 724                         if (ret)
 725                                 return ret;
 726                 }
 727         }
 728
 729         if (!exclusive || !fobj)
 730                 return 0;
 731
 732         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 733                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 734                                                 dma_resv_held(obj->resv));
 735                 if (fence->context != fctx->context) {
 736                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 737                         if (ret)
 738                                 return ret;
 739                 }
 740         }
 741
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 void msm_gem_active_get(struct drm_gem_object *obj, struct msm_gpu *gpu)
 746 {
 747         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 748         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 749         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 750
 751         if (!atomic_fetch_inc(&msm_obj->active_count)) {
 752                 msm_obj->gpu = gpu;
 753                 list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 754                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 755         }
 756 }
 757
 758 void msm_gem_active_put(struct drm_gem_object *obj)
 759 {
 760         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 761         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 762
 763         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 764
 765         if (!atomic_dec_return(&msm_obj->active_count)) {
 766                 msm_obj->gpu = NULL;
 767                 list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 768                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 769         }
 770 }
 771
 772 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 773 {
 774         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 775         unsigned long remain =
 776                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 777         long ret;
 778
 779         ret = dma_resv_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 780                                                   true,  remain);
 781         if (ret == 0)
 782                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 783         else if (ret < 0)
 784                 return ret;
 785
 786         /* TODO cache maintenance */
 787
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 792 {
 793         /* TODO cache maintenance */
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 798 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 799                 struct seq_file *m)
 800 {
 801         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 802                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 803                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 804                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 805                                 fence->seqno);
 806 }
 807
 808 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 809 {
 810         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 811         struct dma_resv *robj = obj->resv;
 812         struct dma_resv_list *fobj;
 813         struct dma_fence *fence;
 814         struct msm_gem_vma *vma;
 815         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 816         const char *madv;
 817
 818         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 819
 820         switch (msm_obj->madv) {
 821         case __MSM_MADV_PURGED:
 822                 madv = " purged";
 823                 break;
 824         case MSM_MADV_DONTNEED:
 825                 madv = " purgeable";
 826                 break;
 827         case MSM_MADV_WILLNEED:
 828         default:
 829                 madv = "";
 830                 break;
 831         }
 832
 833         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 834                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 835                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 836                         off, msm_obj->vaddr);
 837
 838         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 839
 840         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 841
 842                 seq_puts(m, "      vmas:");
 843
 844                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 845                         const char *name, *comm;
 846                         if (vma->aspace) {
 847                                 struct msm_gem_address_space *aspace = vma->aspace;
 848                                 struct task_struct *task =
 849                                         get_pid_task(aspace->pid, PIDTYPE_PID);
 850                                 if (task) {
 851                                         comm = kstrdup(task->comm, GFP_KERNEL);
 852                                 } else {
 853                                         comm = NULL;
 854                                 }
 855                                 name = aspace->name;
 856                         } else {
 857                                 name = comm = NULL;
 858                         }
 859                         seq_printf(m, " [%s%s%s: aspace=%p, %08llx,%s,inuse=%d]",
 860                                 name, comm ? ":" : "", comm ? comm : "",
 861                                 vma->aspace, vma->iova,
 862                                 vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 863                                 vma->inuse);
 864                         kfree(comm);
 865                 }
 866
 867                 seq_puts(m, "\n");
 868         }
 869
 870         rcu_read_lock();
 871         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 872         if (fobj) {
 873                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 874
 875                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 876                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 877                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 878                 }
 879         }
 880
 881         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 882         if (fence)
 883                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 884         rcu_read_unlock();
 885
 886         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 887 }
 888
 889 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 890 {
 891         struct msm_gem_object *msm_obj;
 892         int count = 0;
 893         size_t size = 0;
 894
 895         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 896         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 897                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 898                 seq_puts(m, "   ");
 899                 msm_gem_describe(obj, m);
 900                 count++;
 901                 size += obj->size;
 902         }
 903
 904         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 905 }
 906 #endif
 907
 908 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put_locked() and friends */
 909 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 910 {
 911         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 912         struct drm_device *dev = obj->dev;
 913         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 914
 915         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 916                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 917 }
 918
 919 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 920 {
 921         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 922         struct drm_device *dev = obj->dev;
 923
 924         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 925
 926         /* object should not be on active list: */
 927         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 928
 929         list_del(&msm_obj->mm_list);
 930
 931         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 932
 933         put_iova(obj);
 934
 935         if (obj->import_attach) {
 936                 WARN_ON(msm_obj->vaddr);
 937
 938                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 939                  * ours, just free the array we allocated:
 940                  */
 941                 if (msm_obj->pages)
 942                         kvfree(msm_obj->pages);
 943
 944                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 945         } else {
 946                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 947                 put_pages(obj);
 948         }
 949
 950         drm_gem_object_release(obj);
 951
 952         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 953         kfree(msm_obj);
 954 }
 955
 956 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 957 {
 958         struct msm_drm_private *priv =
 959                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 960         struct drm_device *dev = priv->dev;
 961         struct llist_node *freed;
 962         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 963
 964         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 965
 966                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 967
 968                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 969                                           freed, freed)
 970                         free_object(msm_obj);
 971
 972                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 973
 974                 if (need_resched())
 975                         break;
 976         }
 977 }
 978
 979 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 980 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 981                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 982                 char *name)
 983 {
 984         struct drm_gem_object *obj;
 985         int ret;
 986
 987         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 988
 989         if (IS_ERR(obj))
 990                 return PTR_ERR(obj);
 991
 992         if (name)
 993                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 994
 995         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 996
 997         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 998         drm_gem_object_put(obj);
 999
1000         return ret;
1001 }
1002
1003 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
1004                 uint32_t size, uint32_t flags,
1005                 struct drm_gem_object **obj)
1006 {
1007         struct msm_gem_object *msm_obj;
1008
1009         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
1010         case MSM_BO_UNCACHED:
1011         case MSM_BO_CACHED:
1012         case MSM_BO_WC:
1013                 break;
1014         default:
1015                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
1016                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
1017                 return -EINVAL;
1018         }
1019
1020         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
1021         if (!msm_obj)
1022                 return -ENOMEM;
1023
1024         mutex_init(&msm_obj->lock);
1025
1026         msm_obj->flags = flags;
1027         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
1028
1029         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
1030         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
1031
1032         *obj = &msm_obj->base;
1033
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1038                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
1039 {
1040         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1041         struct msm_gem_object *msm_obj;
1042         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1043         bool use_vram = false;
1044         int ret;
1045
1046         size = PAGE_ALIGN(size);
1047
1048         if (!msm_use_mmu(dev))
1049                 use_vram = true;
1050         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1051                 use_vram = true;
1052
1053         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1054                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1055
1056         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1057          * infrastructure grumpy
1058          */
1059         if (size == 0)
1060                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1061
1062         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
1063         if (ret)
1064                 goto fail;
1065
1066         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1067
1068         if (use_vram) {
1069                 struct msm_gem_vma *vma;
1070                 struct page **pages;
1071
1072                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1073
1074                 vma = add_vma(obj, NULL);
1075                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1076                 if (IS_ERR(vma)) {
1077                         ret = PTR_ERR(vma);
1078                         goto fail;
1079                 }
1080
1081                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1082
1083                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1084
1085                 pages = get_pages(obj);
1086                 if (IS_ERR(pages)) {
1087                         ret = PTR_ERR(pages);
1088                         goto fail;
1089                 }
1090
1091                 vma->iova = physaddr(obj);
1092         } else {
1093                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1094                 if (ret)
1095                         goto fail;
1096                 /*
1097                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1098                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1099                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1100                  * expected if you're going to pin these pages.
1101                  */
1102                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1103         }
1104
1105         if (struct_mutex_locked) {
1106                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
1107                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1108         } else {
1109                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1110                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1111                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1112         }
1113
1114         return obj;
1115
1116 fail:
1117         drm_gem_object_put(obj);
1118         return ERR_PTR(ret);
1119 }
1120
1121 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1122                 uint32_t size, uint32_t flags)
1123 {
1124         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1125 }
1126
1127 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1128                 uint32_t size, uint32_t flags)
1129 {
1130         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1131 }
1132
1133 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1134                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1135 {
1136         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1137         struct msm_gem_object *msm_obj;
1138         struct drm_gem_object *obj;
1139         uint32_t size;
1140         int ret, npages;
1141
1142         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1143         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1144                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1145                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1146         }
1147
1148         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1149
1150         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
1151         if (ret)
1152                 goto fail;
1153
1154         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1155
1156         npages = size / PAGE_SIZE;
1157
1158         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1159         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1160         msm_obj->sgt = sgt;
1161         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1162         if (!msm_obj->pages) {
1163                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1164                 ret = -ENOMEM;
1165                 goto fail;
1166         }
1167
1168         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1169         if (ret) {
1170                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1171                 goto fail;
1172         }
1173
1174         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1175
1176         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1177         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1178         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1179
1180         return obj;
1181
1182 fail:
1183         drm_gem_object_put(obj);
1184         return ERR_PTR(ret);
1185 }
1186
1187 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1188                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1189                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1190 {
1191         void *vaddr;
1192         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1193         int ret;
1194
1195         if (IS_ERR(obj))
1196                 return ERR_CAST(obj);
1197
1198         if (iova) {
1199                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1200                 if (ret)
1201                         goto err;
1202         }
1203
1204         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1205         if (IS_ERR(vaddr)) {
1206                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1207                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1208                 goto err;
1209         }
1210
1211         if (bo)
1212                 *bo = obj;
1213
1214         return vaddr;
1215 err:
1216         if (locked)
1217                 drm_gem_object_put_locked(obj);
1218         else
1219                 drm_gem_object_put(obj);
1220
1221         return ERR_PTR(ret);
1222
1223 }
1224
1225 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1226                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1227                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1228 {
1229         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1230 }
1231
1232 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1233                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1234                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1235 {
1236         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1237 }
1238
1239 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1240                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1241 {
1242         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1243                 return;
1244
1245         msm_gem_put_vaddr(bo);
1246         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1247
1248         if (locked)
1249                 drm_gem_object_put_locked(bo);
1250         else
1251                 drm_gem_object_put(bo);
1252 }
1253
1254 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1255 {
1256         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1257         va_list ap;
1258
1259         if (!fmt)
1260                 return;
1261
1262         va_start(ap, fmt);
1263         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1264         va_end(ap);
1265 }