drivers/gpu/drm/amd/amdgpu/amdgpu_vram_mgr.c

   1 /*
   2  * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  17  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  *
  22  * Authors: Christian König
  23  */
  24
  25 #include <drm/drmP.h>
  26 #include "amdgpu.h"
  27
  28 struct amdgpu_vram_mgr {
  29         struct drm_mm mm;
  30         spinlock_t lock;
  31         atomic64_t usage;
  32         atomic64_t vis_usage;
  33 };
  34
  35 /**
  36  * DOC: mem_info_vram_total
  37  *
  38  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  39  * available on the device
  40  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
  41  * amount of VRAM in bytes
  42  */
  43 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
  44                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  45 {
  46         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  47         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  48
  49         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
  50 }
  51
  52 /**
  53  * DOC: mem_info_vis_vram_total
  54  *
  55  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
  56  * visible VRAM available on the device
  57  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
  58  * amount of visible VRAM in bytes
  59  */
  60 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
  61                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  62 {
  63         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  64         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  65
  66         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
  67 }
  68
  69 /**
  70  * DOC: mem_info_vram_used
  71  *
  72  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  73  * available on the device
  74  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
  75  * amount of currently used VRAM in bytes
  76  */
  77 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
  78                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  79 {
  80         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  81         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  82
  83         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
  84                 amdgpu_vram_mgr_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
  85 }
  86
  87 /**
  88  * DOC: mem_info_vis_vram_used
  89  *
  90  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
  91  * used visible VRAM
  92  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
  93  * amount of currently used visible VRAM in bytes
  94  */
  95 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
  96                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  97 {
  98         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  99         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
 100
 101         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
 102                 amdgpu_vram_mgr_vis_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
 103 }
 104
 105 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
 106                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
 107 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
 108                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
 109 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
 110                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
 111 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
 112                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
 113
 114 /**
 115  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
 116  *
 117  * @man: TTM memory type manager
 118  * @p_size: maximum size of VRAM
 119  *
 120  * Allocate and initialize the VRAM manager.
 121  */
 122 static int amdgpu_vram_mgr_init(struct ttm_mem_type_manager *man,
 123                                 unsigned long p_size)
 124 {
 125         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 126         struct amdgpu_vram_mgr *mgr;
 127         int ret;
 128
 129         mgr = kzalloc(sizeof(*mgr), GFP_KERNEL);
 130         if (!mgr)
 131                 return -ENOMEM;
 132
 133         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, p_size);
 134         spin_lock_init(&mgr->lock);
 135         man->priv = mgr;
 136
 137         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
 138         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_total);
 139         if (ret) {
 140                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vram_total\n");
 141                 return ret;
 142         }
 143         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_total);
 144         if (ret) {
 145                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vis_vram_total\n");
 146                 return ret;
 147         }
 148         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_used);
 149         if (ret) {
 150                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vram_used\n");
 151                 return ret;
 152         }
 153         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_used);
 154         if (ret) {
 155                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vis_vram_used\n");
 156                 return ret;
 157         }
 158
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 /**
 163  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
 164  *
 165  * @man: TTM memory type manager
 166  *
 167  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
 168  * allocated inside it.
 169  */
 170 static int amdgpu_vram_mgr_fini(struct ttm_mem_type_manager *man)
 171 {
 172         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 173         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 174
 175         spin_lock(&mgr->lock);
 176         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
 177         spin_unlock(&mgr->lock);
 178         kfree(mgr);
 179         man->priv = NULL;
 180         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_total);
 181         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_total);
 182         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_used);
 183         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_used);
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 /**
 188  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
 189  *
 190  * @adev: amdgpu device structure
 191  * @node: MM node structure
 192  *
 193  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
 194  */
 195 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
 196                                     struct drm_mm_node *node)
 197 {
 198         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
 199         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
 200
 201         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
 202                 return 0;
 203
 204         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
 205                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
 206 }
 207
 208 /**
 209  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
 210  *
 211  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
 212  *
 213  * Returns:
 214  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
 215  */
 216 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
 217 {
 218         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 219         struct ttm_mem_reg *mem = &bo->tbo.mem;
 220         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 221         unsigned pages = mem->num_pages;
 222         u64 usage;
 223
 224         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
 225                 return amdgpu_bo_size(bo);
 226
 227         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
 228                 return 0;
 229
 230         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
 231                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 232
 233         return usage;
 234 }
 235
 236 /**
 237  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
 238  *
 239  * @mem: ttm_mem_reg to update
 240  * @node: just allocated node
 241  *
 242  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
 243  * accessible.
 244  */
 245 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_mem_reg *mem,
 246                                        struct drm_mm_node *node)
 247 {
 248         unsigned long start;
 249
 250         start = node->start + node->size;
 251         if (start > mem->num_pages)
 252                 start -= mem->num_pages;
 253         else
 254                 start = 0;
 255         mem->start = max(mem->start, start);
 256 }
 257
 258 /**
 259  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
 260  *
 261  * @man: TTM memory type manager
 262  * @tbo: TTM BO we need this range for
 263  * @place: placement flags and restrictions
 264  * @mem: the resulting mem object
 265  *
 266  * Allocate VRAM for the given BO.
 267  */
 268 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_mem_type_manager *man,
 269                                struct ttm_buffer_object *tbo,
 270                                const struct ttm_place *place,
 271                                struct ttm_mem_reg *mem)
 272 {
 273         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 274         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 275         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
 276         struct drm_mm_node *nodes;
 277         enum drm_mm_insert_mode mode;
 278         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
 279         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes;
 280         unsigned i;
 281         int r;
 282
 283         lpfn = place->lpfn;
 284         if (!lpfn)
 285                 lpfn = man->size;
 286
 287         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
 288         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
 289         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > adev->gmc.mc_vram_size) {
 290                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 291                 mem->mm_node = NULL;
 292                 return 0;
 293         }
 294
 295         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
 296                 pages_per_node = ~0ul;
 297                 num_nodes = 1;
 298         } else {
 299 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 300                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
 301 #else
 302                 /* default to 2MB */
 303                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
 304 #endif
 305                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
 306                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
 307         }
 308
 309         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
 310                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 311         if (!nodes) {
 312                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 313                 return -ENOMEM;
 314         }
 315
 316         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
 317         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
 318                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
 319
 320         mem->start = 0;
 321         pages_left = mem->num_pages;
 322
 323         spin_lock(&mgr->lock);
 324         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
 325                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
 326
 327                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
 328                                                 pages_per_node, 0,
 329                                                 place->fpfn, lpfn,
 330                                                 mode);
 331                 if (unlikely(r))
 332                         break;
 333
 334                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 335                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 336                 pages_left -= pages;
 337         }
 338
 339         for (; pages_left; ++i) {
 340                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
 341                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
 342
 343                 if (pages == pages_per_node)
 344                         alignment = pages_per_node;
 345
 346                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
 347                                                 pages, alignment, 0,
 348                                                 place->fpfn, lpfn,
 349                                                 mode);
 350                 if (unlikely(r))
 351                         goto error;
 352
 353                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 354                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 355                 pages_left -= pages;
 356         }
 357         spin_unlock(&mgr->lock);
 358
 359         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 360
 361         mem->mm_node = nodes;
 362
 363         return 0;
 364
 365 error:
 366         while (i--)
 367                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
 368         spin_unlock(&mgr->lock);
 369         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
 370
 371         kvfree(nodes);
 372         return r == -ENOSPC ? 0 : r;
 373 }
 374
 375 /**
 376  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
 377  *
 378  * @man: TTM memory type manager
 379  * @tbo: TTM BO we need this range for
 380  * @place: placement flags and restrictions
 381  * @mem: TTM memory object
 382  *
 383  * Free the allocated VRAM again.
 384  */
 385 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_mem_type_manager *man,
 386                                 struct ttm_mem_reg *mem)
 387 {
 388         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 389         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 390         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 391         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
 392         unsigned pages = mem->num_pages;
 393
 394         if (!mem->mm_node)
 395                 return;
 396
 397         spin_lock(&mgr->lock);
 398         while (pages) {
 399                 pages -= nodes->size;
 400                 drm_mm_remove_node(nodes);
 401                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
 402                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 403                 ++nodes;
 404         }
 405         spin_unlock(&mgr->lock);
 406
 407         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
 408         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 409
 410         kvfree(mem->mm_node);
 411         mem->mm_node = NULL;
 412 }
 413
 414 /**
 415  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
 416  *
 417  * @man: TTM memory type manager
 418  *
 419  * Returns how many bytes are used in this domain.
 420  */
 421 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 422 {
 423         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 424
 425         return atomic64_read(&mgr->usage);
 426 }
 427
 428 /**
 429  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
 430  *
 431  * @man: TTM memory type manager
 432  *
 433  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
 434  */
 435 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 436 {
 437         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 438
 439         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
 440 }
 441
 442 /**
 443  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
 444  *
 445  * @man: TTM memory type manager
 446  * @printer: DRM printer to use
 447  *
 448  * Dump the table content using printk.
 449  */
 450 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_mem_type_manager *man,
 451                                   struct drm_printer *printer)
 452 {
 453         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 454
 455         spin_lock(&mgr->lock);
 456         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
 457         spin_unlock(&mgr->lock);
 458
 459         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
 460                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
 461                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
 462 }
 463
 464 const struct ttm_mem_type_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
 465         .init           = amdgpu_vram_mgr_init,
 466         .takedown       = amdgpu_vram_mgr_fini,
 467         .get_node       = amdgpu_vram_mgr_new,
 468         .put_node       = amdgpu_vram_mgr_del,
 469         .debug          = amdgpu_vram_mgr_debug
 470 };