drivers/gpu/drm/exynos/exynos_drm_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /* exynos_drm_gem.c
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  * Author: Inki Dae <[email protected]>
   6  */
   7
   8
   9 #include <linux/dma-buf.h>
  10 #include <linux/pfn_t.h>
  11 #include <linux/shmem_fs.h>
  12
  13 #include <drm/drm_prime.h>
  14 #include <drm/drm_vma_manager.h>
  15 #include <drm/exynos_drm.h>
  16
  17 #include "exynos_drm_drv.h"
  18 #include "exynos_drm_gem.h"
  19
  20 static int exynos_drm_alloc_buf(struct exynos_drm_gem *exynos_gem, bool kvmap)
  21 {
  22         struct drm_device *dev = exynos_gem->base.dev;
  23         unsigned long attr = 0;
  24
  25         if (exynos_gem->dma_addr) {
  26                 DRM_DEV_DEBUG_KMS(to_dma_dev(dev), "already allocated.\n");
  27                 return 0;
  28         }
  29
  30         /*
  31          * if EXYNOS_BO_CONTIG, fully physically contiguous memory
  32          * region will be allocated else physically contiguous
  33          * as possible.
  34          */
  35         if (!(exynos_gem->flags & EXYNOS_BO_NONCONTIG))
  36                 attr |= DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS;
  37
  38         /*
  39          * if EXYNOS_BO_WC or EXYNOS_BO_NONCACHABLE, writecombine mapping
  40          * else cachable mapping.
  41          */
  42         if (exynos_gem->flags & EXYNOS_BO_WC ||
  43                         !(exynos_gem->flags & EXYNOS_BO_CACHABLE))
  44                 attr |= DMA_ATTR_WRITE_COMBINE;
  45
  46         /* FBDev emulation requires kernel mapping */
  47         if (!kvmap)
  48                 attr |= DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING;
  49
  50         exynos_gem->dma_attrs = attr;
  51         exynos_gem->cookie = dma_alloc_attrs(to_dma_dev(dev), exynos_gem->size,
  52                                              &exynos_gem->dma_addr, GFP_KERNEL,
  53                                              exynos_gem->dma_attrs);
  54         if (!exynos_gem->cookie) {
  55                 DRM_DEV_ERROR(to_dma_dev(dev), "failed to allocate buffer.\n");
  56                 return -ENOMEM;
  57         }
  58
  59         if (kvmap)
  60                 exynos_gem->kvaddr = exynos_gem->cookie;
  61
  62         DRM_DEV_DEBUG_KMS(to_dma_dev(dev), "dma_addr(0x%lx), size(0x%lx)\n",
  63                         (unsigned long)exynos_gem->dma_addr, exynos_gem->size);
  64         return 0;
  65 }
  66
  67 static void exynos_drm_free_buf(struct exynos_drm_gem *exynos_gem)
  68 {
  69         struct drm_device *dev = exynos_gem->base.dev;
  70
  71         if (!exynos_gem->dma_addr) {
  72                 DRM_DEV_DEBUG_KMS(dev->dev, "dma_addr is invalid.\n");
  73                 return;
  74         }
  75
  76         DRM_DEV_DEBUG_KMS(dev->dev, "dma_addr(0x%lx), size(0x%lx)\n",
  77                         (unsigned long)exynos_gem->dma_addr, exynos_gem->size);
  78
  79         dma_free_attrs(to_dma_dev(dev), exynos_gem->size, exynos_gem->cookie,
  80                         (dma_addr_t)exynos_gem->dma_addr,
  81                         exynos_gem->dma_attrs);
  82 }
  83
  84 static int exynos_drm_gem_handle_create(struct drm_gem_object *obj,
  85                                         struct drm_file *file_priv,
  86                                         unsigned int *handle)
  87 {
  88         int ret;
  89
  90         /*
  91          * allocate a id of idr table where the obj is registered
  92          * and handle has the id what user can see.
  93          */
  94         ret = drm_gem_handle_create(file_priv, obj, handle);
  95         if (ret)
  96                 return ret;
  97
  98         DRM_DEV_DEBUG_KMS(to_dma_dev(obj->dev), "gem handle = 0x%x\n", *handle);
  99
 100         /* drop reference from allocate - handle holds it now. */
 101         drm_gem_object_put(obj);
 102
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 void exynos_drm_gem_destroy(struct exynos_drm_gem *exynos_gem)
 107 {
 108         struct drm_gem_object *obj = &exynos_gem->base;
 109
 110         DRM_DEV_DEBUG_KMS(to_dma_dev(obj->dev), "handle count = %d\n",
 111                           obj->handle_count);
 112
 113         /*
 114          * do not release memory region from exporter.
 115          *
 116          * the region will be released by exporter
 117          * once dmabuf's refcount becomes 0.
 118          */
 119         if (obj->import_attach)
 120                 drm_prime_gem_destroy(obj, exynos_gem->sgt);
 121         else
 122                 exynos_drm_free_buf(exynos_gem);
 123
 124         /* release file pointer to gem object. */
 125         drm_gem_object_release(obj);
 126
 127         kfree(exynos_gem);
 128 }
 129
 130 static struct exynos_drm_gem *exynos_drm_gem_init(struct drm_device *dev,
 131                                                   unsigned long size)
 132 {
 133         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 134         struct drm_gem_object *obj;
 135         int ret;
 136
 137         exynos_gem = kzalloc(sizeof(*exynos_gem), GFP_KERNEL);
 138         if (!exynos_gem)
 139                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 140
 141         exynos_gem->size = size;
 142         obj = &exynos_gem->base;
 143
 144         ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
 145         if (ret < 0) {
 146                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to initialize gem object\n");
 147                 kfree(exynos_gem);
 148                 return ERR_PTR(ret);
 149         }
 150
 151         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 152         if (ret < 0) {
 153                 drm_gem_object_release(obj);
 154                 kfree(exynos_gem);
 155                 return ERR_PTR(ret);
 156         }
 157
 158         DRM_DEV_DEBUG_KMS(dev->dev, "created file object = %pK\n", obj->filp);
 159
 160         return exynos_gem;
 161 }
 162
 163 struct exynos_drm_gem *exynos_drm_gem_create(struct drm_device *dev,
 164                                              unsigned int flags,
 165                                              unsigned long size,
 166                                              bool kvmap)
 167 {
 168         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 169         int ret;
 170
 171         if (flags & ~(EXYNOS_BO_MASK)) {
 172                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev,
 173                               "invalid GEM buffer flags: %u\n", flags);
 174                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 175         }
 176
 177         if (!size) {
 178                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid GEM buffer size: %lu\n", size);
 179                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 180         }
 181
 182         size = roundup(size, PAGE_SIZE);
 183
 184         exynos_gem = exynos_drm_gem_init(dev, size);
 185         if (IS_ERR(exynos_gem))
 186                 return exynos_gem;
 187
 188         if (!is_drm_iommu_supported(dev) && (flags & EXYNOS_BO_NONCONTIG)) {
 189                 /*
 190                  * when no IOMMU is available, all allocated buffers are
 191                  * contiguous anyway, so drop EXYNOS_BO_NONCONTIG flag
 192                  */
 193                 flags &= ~EXYNOS_BO_NONCONTIG;
 194                 DRM_WARN("Non-contiguous allocation is not supported without IOMMU, falling back to contiguous buffer\n");
 195         }
 196
 197         /* set memory type and cache attribute from user side. */
 198         exynos_gem->flags = flags;
 199
 200         ret = exynos_drm_alloc_buf(exynos_gem, kvmap);
 201         if (ret < 0) {
 202                 drm_gem_object_release(&exynos_gem->base);
 203                 kfree(exynos_gem);
 204                 return ERR_PTR(ret);
 205         }
 206
 207         return exynos_gem;
 208 }
 209
 210 int exynos_drm_gem_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 211                                 struct drm_file *file_priv)
 212 {
 213         struct drm_exynos_gem_create *args = data;
 214         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 215         int ret;
 216
 217         exynos_gem = exynos_drm_gem_create(dev, args->flags, args->size, false);
 218         if (IS_ERR(exynos_gem))
 219                 return PTR_ERR(exynos_gem);
 220
 221         ret = exynos_drm_gem_handle_create(&exynos_gem->base, file_priv,
 222                                            &args->handle);
 223         if (ret) {
 224                 exynos_drm_gem_destroy(exynos_gem);
 225                 return ret;
 226         }
 227
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 int exynos_drm_gem_map_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 232                              struct drm_file *file_priv)
 233 {
 234         struct drm_exynos_gem_map *args = data;
 235
 236         return drm_gem_dumb_map_offset(file_priv, dev, args->handle,
 237                                        &args->offset);
 238 }
 239
 240 struct exynos_drm_gem *exynos_drm_gem_get(struct drm_file *filp,
 241                                           unsigned int gem_handle)
 242 {
 243         struct drm_gem_object *obj;
 244
 245         obj = drm_gem_object_lookup(filp, gem_handle);
 246         if (!obj)
 247                 return NULL;
 248         return to_exynos_gem(obj);
 249 }
 250
 251 static int exynos_drm_gem_mmap_buffer(struct exynos_drm_gem *exynos_gem,
 252                                       struct vm_area_struct *vma)
 253 {
 254         struct drm_device *drm_dev = exynos_gem->base.dev;
 255         unsigned long vm_size;
 256         int ret;
 257
 258         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 259         vma->vm_pgoff = 0;
 260
 261         vm_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 262
 263         /* check if user-requested size is valid. */
 264         if (vm_size > exynos_gem->size)
 265                 return -EINVAL;
 266
 267         ret = dma_mmap_attrs(to_dma_dev(drm_dev), vma, exynos_gem->cookie,
 268                              exynos_gem->dma_addr, exynos_gem->size,
 269                              exynos_gem->dma_attrs);
 270         if (ret < 0) {
 271                 DRM_ERROR("failed to mmap.\n");
 272                 return ret;
 273         }
 274
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 int exynos_drm_gem_get_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 279                                       struct drm_file *file_priv)
 280 {
 281         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 282         struct drm_exynos_gem_info *args = data;
 283         struct drm_gem_object *obj;
 284
 285         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
 286         if (!obj) {
 287                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to lookup gem object.\n");
 288                 return -EINVAL;
 289         }
 290
 291         exynos_gem = to_exynos_gem(obj);
 292
 293         args->flags = exynos_gem->flags;
 294         args->size = exynos_gem->size;
 295
 296         drm_gem_object_put(obj);
 297
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 void exynos_drm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 302 {
 303         exynos_drm_gem_destroy(to_exynos_gem(obj));
 304 }
 305
 306 int exynos_drm_gem_dumb_create(struct drm_file *file_priv,
 307                                struct drm_device *dev,
 308                                struct drm_mode_create_dumb *args)
 309 {
 310         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 311         unsigned int flags;
 312         int ret;
 313
 314         /*
 315          * allocate memory to be used for framebuffer.
 316          * - this callback would be called by user application
 317          *      with DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB command.
 318          */
 319
 320         args->pitch = args->width * ((args->bpp + 7) / 8);
 321         args->size = args->pitch * args->height;
 322
 323         if (is_drm_iommu_supported(dev))
 324                 flags = EXYNOS_BO_NONCONTIG | EXYNOS_BO_WC;
 325         else
 326                 flags = EXYNOS_BO_CONTIG | EXYNOS_BO_WC;
 327
 328         exynos_gem = exynos_drm_gem_create(dev, flags, args->size, false);
 329         if (IS_ERR(exynos_gem)) {
 330                 dev_warn(dev->dev, "FB allocation failed.\n");
 331                 return PTR_ERR(exynos_gem);
 332         }
 333
 334         ret = exynos_drm_gem_handle_create(&exynos_gem->base, file_priv,
 335                                            &args->handle);
 336         if (ret) {
 337                 exynos_drm_gem_destroy(exynos_gem);
 338                 return ret;
 339         }
 340
 341         return 0;
 342 }
 343
 344 static int exynos_drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 345                                    struct vm_area_struct *vma)
 346 {
 347         struct exynos_drm_gem *exynos_gem = to_exynos_gem(obj);
 348         int ret;
 349
 350         DRM_DEV_DEBUG_KMS(to_dma_dev(obj->dev), "flags = 0x%x\n",
 351                           exynos_gem->flags);
 352
 353         /* non-cachable as default. */
 354         if (exynos_gem->flags & EXYNOS_BO_CACHABLE)
 355                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 356         else if (exynos_gem->flags & EXYNOS_BO_WC)
 357                 vma->vm_page_prot =
 358                         pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 359         else
 360                 vma->vm_page_prot =
 361                         pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 362
 363         ret = exynos_drm_gem_mmap_buffer(exynos_gem, vma);
 364         if (ret)
 365                 goto err_close_vm;
 366
 367         return ret;
 368
 369 err_close_vm:
 370         drm_gem_vm_close(vma);
 371
 372         return ret;
 373 }
 374
 375 int exynos_drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 376 {
 377         struct drm_gem_object *obj;
 378         int ret;
 379
 380         /* set vm_area_struct. */
 381         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 382         if (ret < 0) {
 383                 DRM_ERROR("failed to mmap.\n");
 384                 return ret;
 385         }
 386
 387         obj = vma->vm_private_data;
 388
 389         if (obj->import_attach)
 390                 return dma_buf_mmap(obj->dma_buf, vma, 0);
 391
 392         return exynos_drm_gem_mmap_obj(obj, vma);
 393 }
 394
 395 /* low-level interface prime helpers */
 396 struct drm_gem_object *exynos_drm_gem_prime_import(struct drm_device *dev,
 397                                             struct dma_buf *dma_buf)
 398 {
 399         return drm_gem_prime_import_dev(dev, dma_buf, to_dma_dev(dev));
 400 }
 401
 402 struct sg_table *exynos_drm_gem_prime_get_sg_table(struct drm_gem_object *obj)
 403 {
 404         struct exynos_drm_gem *exynos_gem = to_exynos_gem(obj);
 405         struct drm_device *drm_dev = obj->dev;
 406         struct sg_table *sgt;
 407         int ret;
 408
 409         sgt = kzalloc(sizeof(*sgt), GFP_KERNEL);
 410         if (!sgt)
 411                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 412
 413         ret = dma_get_sgtable_attrs(to_dma_dev(drm_dev), sgt, exynos_gem->cookie,
 414                                     exynos_gem->dma_addr, exynos_gem->size,
 415                                     exynos_gem->dma_attrs);
 416         if (ret) {
 417                 DRM_ERROR("failed to get sgtable, %d\n", ret);
 418                 kfree(sgt);
 419                 return ERR_PTR(ret);
 420         }
 421
 422         return sgt;
 423 }
 424
 425 struct drm_gem_object *
 426 exynos_drm_gem_prime_import_sg_table(struct drm_device *dev,
 427                                      struct dma_buf_attachment *attach,
 428                                      struct sg_table *sgt)
 429 {
 430         struct exynos_drm_gem *exynos_gem;
 431
 432         /* check if the entries in the sg_table are contiguous */
 433         if (drm_prime_get_contiguous_size(sgt) < attach->dmabuf->size) {
 434                 DRM_ERROR("buffer chunks must be mapped contiguously");
 435                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 436         }
 437
 438         exynos_gem = exynos_drm_gem_init(dev, attach->dmabuf->size);
 439         if (IS_ERR(exynos_gem))
 440                 return ERR_CAST(exynos_gem);
 441
 442         /*
 443          * Buffer has been mapped as contiguous into DMA address space,
 444          * but if there is IOMMU, it can be either CONTIG or NONCONTIG.
 445          * We assume a simplified logic below:
 446          */
 447         if (is_drm_iommu_supported(dev))
 448                 exynos_gem->flags |= EXYNOS_BO_NONCONTIG;
 449         else
 450                 exynos_gem->flags |= EXYNOS_BO_CONTIG;
 451
 452         exynos_gem->dma_addr = sg_dma_address(sgt->sgl);
 453         exynos_gem->sgt = sgt;
 454         return &exynos_gem->base;
 455 }
 456
 457 void *exynos_drm_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *obj)
 458 {
 459         return NULL;
 460 }
 461
 462 void exynos_drm_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
 463 {
 464         /* Nothing to do */
 465 }
 466
 467 int exynos_drm_gem_prime_mmap(struct drm_gem_object *obj,
 468                               struct vm_area_struct *vma)
 469 {
 470         int ret;
 471
 472         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, obj->size, vma);
 473         if (ret < 0)
 474                 return ret;
 475
 476         return exynos_drm_gem_mmap_obj(obj, vma);
 477 }