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

   1 /*
   2  * Copyright 2019 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  * based on nouveau_prime.c
  23  *
  24  * Authors: Alex Deucher
  25  */
  26
  27 /**
  28  * DOC: PRIME Buffer Sharing
  29  *
  30  * The following callback implementations are used for :ref:`sharing GEM buffer
  31  * objects between different devices via PRIME <prime_buffer_sharing>`.
  32  */
  33
  34 #include "amdgpu.h"
  35 #include "amdgpu_display.h"
  36 #include "amdgpu_gem.h"
  37 #include "amdgpu_dma_buf.h"
  38 #include <drm/amdgpu_drm.h>
  39 #include <linux/dma-buf.h>
  40 #include <linux/dma-fence-array.h>
  41
  42 /**
  43  * amdgpu_gem_prime_vmap - &dma_buf_ops.vmap implementation
  44  * @obj: GEM BO
  45  *
  46  * Sets up an in-kernel virtual mapping of the BO's memory.
  47  *
  48  * Returns:
  49  * The virtual address of the mapping or an error pointer.
  50  */
  51 void *amdgpu_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *obj)
  52 {
  53         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  54         int ret;
  55
  56         ret = ttm_bo_kmap(&bo->tbo, 0, bo->tbo.num_pages,
  57                           &bo->dma_buf_vmap);
  58         if (ret)
  59                 return ERR_PTR(ret);
  60
  61         return bo->dma_buf_vmap.virtual;
  62 }
  63
  64 /**
  65  * amdgpu_gem_prime_vunmap - &dma_buf_ops.vunmap implementation
  66  * @obj: GEM BO
  67  * @vaddr: Virtual address (unused)
  68  *
  69  * Tears down the in-kernel virtual mapping of the BO's memory.
  70  */
  71 void amdgpu_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
  72 {
  73         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  74
  75         ttm_bo_kunmap(&bo->dma_buf_vmap);
  76 }
  77
  78 /**
  79  * amdgpu_gem_prime_mmap - &drm_driver.gem_prime_mmap implementation
  80  * @obj: GEM BO
  81  * @vma: Virtual memory area
  82  *
  83  * Sets up a userspace mapping of the BO's memory in the given
  84  * virtual memory area.
  85  *
  86  * Returns:
  87  * 0 on success or a negative error code on failure.
  88  */
  89 int amdgpu_gem_prime_mmap(struct drm_gem_object *obj,
  90                           struct vm_area_struct *vma)
  91 {
  92         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  93         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
  94         unsigned asize = amdgpu_bo_size(bo);
  95         int ret;
  96
  97         if (!vma->vm_file)
  98                 return -ENODEV;
  99
 100         if (adev == NULL)
 101                 return -ENODEV;
 102
 103         /* Check for valid size. */
 104         if (asize < vma->vm_end - vma->vm_start)
 105                 return -EINVAL;
 106
 107         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
 108             (bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_NO_CPU_ACCESS)) {
 109                 return -EPERM;
 110         }
 111         vma->vm_pgoff += amdgpu_bo_mmap_offset(bo) >> PAGE_SHIFT;
 112
 113         /* prime mmap does not need to check access, so allow here */
 114         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
 115         if (ret)
 116                 return ret;
 117
 118         ret = ttm_bo_mmap(vma->vm_file, vma, &adev->mman.bdev);
 119         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
 120
 121         return ret;
 122 }
 123
 124 static int
 125 __dma_resv_make_exclusive(struct dma_resv *obj)
 126 {
 127         struct dma_fence **fences;
 128         unsigned int count;
 129         int r;
 130
 131         if (!dma_resv_get_list(obj)) /* no shared fences to convert */
 132                 return 0;
 133
 134         r = dma_resv_get_fences_rcu(obj, NULL, &count, &fences);
 135         if (r)
 136                 return r;
 137
 138         if (count == 0) {
 139                 /* Now that was unexpected. */
 140         } else if (count == 1) {
 141                 dma_resv_add_excl_fence(obj, fences[0]);
 142                 dma_fence_put(fences[0]);
 143                 kfree(fences);
 144         } else {
 145                 struct dma_fence_array *array;
 146
 147                 array = dma_fence_array_create(count, fences,
 148                                                dma_fence_context_alloc(1), 0,
 149                                                false);
 150                 if (!array)
 151                         goto err_fences_put;
 152
 153                 dma_resv_add_excl_fence(obj, &array->base);
 154                 dma_fence_put(&array->base);
 155         }
 156
 157         return 0;
 158
 159 err_fences_put:
 160         while (count--)
 161                 dma_fence_put(fences[count]);
 162         kfree(fences);
 163         return -ENOMEM;
 164 }
 165
 166 /**
 167  * amdgpu_dma_buf_attach - &dma_buf_ops.attach implementation
 168  *
 169  * @dmabuf: DMA-buf where we attach to
 170  * @attach: attachment to add
 171  *
 172  * Add the attachment as user to the exported DMA-buf.
 173  */
 174 static int amdgpu_dma_buf_attach(struct dma_buf *dmabuf,
 175                                  struct dma_buf_attachment *attach)
 176 {
 177         struct drm_gem_object *obj = dmabuf->priv;
 178         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 179         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 180         int r;
 181
 182         if (attach->dev->driver == adev->dev->driver)
 183                 return 0;
 184
 185         r = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
 186         if (unlikely(r != 0))
 187                 return r;
 188
 189         /*
 190          * We only create shared fences for internal use, but importers
 191          * of the dmabuf rely on exclusive fences for implicitly
 192          * tracking write hazards. As any of the current fences may
 193          * correspond to a write, we need to convert all existing
 194          * fences on the reservation object into a single exclusive
 195          * fence.
 196          */
 197         r = __dma_resv_make_exclusive(bo->tbo.base.resv);
 198         if (r)
 199                 return r;
 200
 201         bo->prime_shared_count++;
 202         amdgpu_bo_unreserve(bo);
 203         return 0;
 204 }
 205
 206 /**
 207  * amdgpu_dma_buf_detach - &dma_buf_ops.detach implementation
 208  *
 209  * @dmabuf: DMA-buf where we remove the attachment from
 210  * @attach: the attachment to remove
 211  *
 212  * Called when an attachment is removed from the DMA-buf.
 213  */
 214 static void amdgpu_dma_buf_detach(struct dma_buf *dmabuf,
 215                                   struct dma_buf_attachment *attach)
 216 {
 217         struct drm_gem_object *obj = dmabuf->priv;
 218         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 219         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 220
 221         if (attach->dev->driver != adev->dev->driver && bo->prime_shared_count)
 222                 bo->prime_shared_count--;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * amdgpu_dma_buf_map - &dma_buf_ops.map_dma_buf implementation
 227  * @attach: DMA-buf attachment
 228  * @dir: DMA direction
 229  *
 230  * Makes sure that the shared DMA buffer can be accessed by the target device.
 231  * For now, simply pins it to the GTT domain, where it should be accessible by
 232  * all DMA devices.
 233  *
 234  * Returns:
 235  * sg_table filled with the DMA addresses to use or ERR_PRT with negative error
 236  * code.
 237  */
 238 static struct sg_table *amdgpu_dma_buf_map(struct dma_buf_attachment *attach,
 239                                            enum dma_data_direction dir)
 240 {
 241         struct dma_buf *dma_buf = attach->dmabuf;
 242         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 243         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 244         struct sg_table *sgt;
 245         long r;
 246
 247         r = amdgpu_bo_pin(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);
 248         if (r)
 249                 return ERR_PTR(r);
 250
 251         sgt = drm_prime_pages_to_sg(bo->tbo.ttm->pages, bo->tbo.num_pages);
 252         if (IS_ERR(sgt))
 253                 return sgt;
 254
 255         if (!dma_map_sg_attrs(attach->dev, sgt->sgl, sgt->nents, dir,
 256                               DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
 257                 goto error_free;
 258
 259         return sgt;
 260
 261 error_free:
 262         sg_free_table(sgt);
 263         kfree(sgt);
 264         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 265 }
 266
 267 /**
 268  * amdgpu_dma_buf_unmap - &dma_buf_ops.unmap_dma_buf implementation
 269  * @attach: DMA-buf attachment
 270  * @sgt: sg_table to unmap
 271  * @dir: DMA direction
 272  *
 273  * This is called when a shared DMA buffer no longer needs to be accessible by
 274  * another device. For now, simply unpins the buffer from GTT.
 275  */
 276 static void amdgpu_dma_buf_unmap(struct dma_buf_attachment *attach,
 277                                  struct sg_table *sgt,
 278                                  enum dma_data_direction dir)
 279 {
 280         struct drm_gem_object *obj = attach->dmabuf->priv;
 281         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 282
 283         dma_unmap_sg(attach->dev, sgt->sgl, sgt->nents, dir);
 284         sg_free_table(sgt);
 285         kfree(sgt);
 286         amdgpu_bo_unpin(bo);
 287 }
 288
 289 /**
 290  * amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access - &dma_buf_ops.begin_cpu_access implementation
 291  * @dma_buf: Shared DMA buffer
 292  * @direction: Direction of DMA transfer
 293  *
 294  * This is called before CPU access to the shared DMA buffer's memory. If it's
 295  * a read access, the buffer is moved to the GTT domain if possible, for optimal
 296  * CPU read performance.
 297  *
 298  * Returns:
 299  * 0 on success or a negative error code on failure.
 300  */
 301 static int amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access(struct dma_buf *dma_buf,
 302                                            enum dma_data_direction direction)
 303 {
 304         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(dma_buf->priv);
 305         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 306         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
 307         u32 domain = amdgpu_display_supported_domains(adev, bo->flags);
 308         int ret;
 309         bool reads = (direction == DMA_BIDIRECTIONAL ||
 310                       direction == DMA_FROM_DEVICE);
 311
 312         if (!reads || !(domain & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT))
 313                 return 0;
 314
 315         /* move to gtt */
 316         ret = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
 317         if (unlikely(ret != 0))
 318                 return ret;
 319
 320         if (!bo->pin_count && (bo->allowed_domains & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT)) {
 321                 amdgpu_bo_placement_from_domain(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);
 322                 ret = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
 323         }
 324
 325         amdgpu_bo_unreserve(bo);
 326         return ret;
 327 }
 328
 329 const struct dma_buf_ops amdgpu_dmabuf_ops = {
 330         .dynamic_mapping = true,
 331         .attach = amdgpu_dma_buf_attach,
 332         .detach = amdgpu_dma_buf_detach,
 333         .map_dma_buf = amdgpu_dma_buf_map,
 334         .unmap_dma_buf = amdgpu_dma_buf_unmap,
 335         .release = drm_gem_dmabuf_release,
 336         .begin_cpu_access = amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access,
 337         .mmap = drm_gem_dmabuf_mmap,
 338         .vmap = drm_gem_dmabuf_vmap,
 339         .vunmap = drm_gem_dmabuf_vunmap,
 340 };
 341
 342 /**
 343  * amdgpu_gem_prime_export - &drm_driver.gem_prime_export implementation
 344  * @gobj: GEM BO
 345  * @flags: Flags such as DRM_CLOEXEC and DRM_RDWR.
 346  *
 347  * The main work is done by the &drm_gem_prime_export helper.
 348  *
 349  * Returns:
 350  * Shared DMA buffer representing the GEM BO from the given device.
 351  */
 352 struct dma_buf *amdgpu_gem_prime_export(struct drm_gem_object *gobj,
 353                                         int flags)
 354 {
 355         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(gobj);
 356         struct dma_buf *buf;
 357
 358         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
 359             bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_VM_ALWAYS_VALID)
 360                 return ERR_PTR(-EPERM);
 361
 362         buf = drm_gem_prime_export(gobj, flags);
 363         if (!IS_ERR(buf)) {
 364                 buf->file->f_mapping = gobj->dev->anon_inode->i_mapping;
 365                 buf->ops = &amdgpu_dmabuf_ops;
 366         }
 367
 368         return buf;
 369 }
 370
 371 /**
 372  * amdgpu_dma_buf_create_obj - create BO for DMA-buf import
 373  *
 374  * @dev: DRM device
 375  * @dma_buf: DMA-buf
 376  *
 377  * Creates an empty SG BO for DMA-buf import.
 378  *
 379  * Returns:
 380  * A new GEM BO of the given DRM device, representing the memory
 381  * described by the given DMA-buf attachment and scatter/gather table.
 382  */
 383 static struct drm_gem_object *
 384 amdgpu_dma_buf_create_obj(struct drm_device *dev, struct dma_buf *dma_buf)
 385 {
 386         struct dma_resv *resv = dma_buf->resv;
 387         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
 388         struct amdgpu_bo *bo;
 389         struct amdgpu_bo_param bp;
 390         int ret;
 391
 392         memset(&bp, 0, sizeof(bp));
 393         bp.size = dma_buf->size;
 394         bp.byte_align = PAGE_SIZE;
 395         bp.domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_CPU;
 396         bp.flags = 0;
 397         bp.type = ttm_bo_type_sg;
 398         bp.resv = resv;
 399         dma_resv_lock(resv, NULL);
 400         ret = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &bo);
 401         if (ret)
 402                 goto error;
 403
 404         bo->allowed_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
 405         bo->preferred_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
 406         if (dma_buf->ops != &amdgpu_dmabuf_ops)
 407                 bo->prime_shared_count = 1;
 408
 409         dma_resv_unlock(resv);
 410         return &bo->tbo.base;
 411
 412 error:
 413         dma_resv_unlock(resv);
 414         return ERR_PTR(ret);
 415 }
 416
 417 /**
 418  * amdgpu_gem_prime_import - &drm_driver.gem_prime_import implementation
 419  * @dev: DRM device
 420  * @dma_buf: Shared DMA buffer
 421  *
 422  * Import a dma_buf into a the driver and potentially create a new GEM object.
 423  *
 424  * Returns:
 425  * GEM BO representing the shared DMA buffer for the given device.
 426  */
 427 struct drm_gem_object *amdgpu_gem_prime_import(struct drm_device *dev,
 428                                                struct dma_buf *dma_buf)
 429 {
 430         struct dma_buf_attachment *attach;
 431         struct drm_gem_object *obj;
 432
 433         if (dma_buf->ops == &amdgpu_dmabuf_ops) {
 434                 obj = dma_buf->priv;
 435                 if (obj->dev == dev) {
 436                         /*
 437                          * Importing dmabuf exported from out own gem increases
 438                          * refcount on gem itself instead of f_count of dmabuf.
 439                          */
 440                         drm_gem_object_get(obj);
 441                         return obj;
 442                 }
 443         }
 444
 445         obj = amdgpu_dma_buf_create_obj(dev, dma_buf);
 446         if (IS_ERR(obj))
 447                 return obj;
 448
 449         attach = dma_buf_dynamic_attach(dma_buf, dev->dev, true);
 450         if (IS_ERR(attach)) {
 451                 drm_gem_object_put(obj);
 452                 return ERR_CAST(attach);
 453         }
 454
 455         get_dma_buf(dma_buf);
 456         obj->import_attach = attach;
 457         return obj;
 458 }