drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   4  * Author: Rob Clark <[email protected]>
   5  */
   6
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/shmem_fs.h>
   9 #include <linux/dma-buf.h>
  10 #include <linux/pfn_t.h>
  11
  12 #include <drm/drm_prime.h>
  13
  14 #include "msm_drv.h"
  15 #include "msm_fence.h"
  16 #include "msm_gem.h"
  17 #include "msm_gpu.h"
  18 #include "msm_mmu.h"
  19
  20 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  21
  22
  23 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  24 {
  25         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  26         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  27         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  28                         priv->vram.paddr;
  29 }
  30
  31 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  32 {
  33         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  34         return !msm_obj->vram_node;
  35 }
  36
  37 /*
  38  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  39  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  40  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  41  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  42  *
  43  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  44  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  45  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  46  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  47  *
  48  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  49  */
  50
  51 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  52 {
  53         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  54
  55         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  56                 dma_sync_sg_for_device(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  57                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  58         } else {
  59                 dma_map_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  60                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  61         }
  62 }
  63
  64 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  65 {
  66         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  67
  68         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  69                 dma_sync_sg_for_cpu(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  70                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  71         } else {
  72                 dma_unmap_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  73                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  74         }
  75 }
  76
  77 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  78 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  79 {
  80         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  81         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  82         dma_addr_t paddr;
  83         struct page **p;
  84         int ret, i;
  85
  86         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  87         if (!p)
  88                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  89
  90         spin_lock(&priv->vram.lock);
  91         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  92         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  93         if (ret) {
  94                 kvfree(p);
  95                 return ERR_PTR(ret);
  96         }
  97
  98         paddr = physaddr(obj);
  99         for (i = 0; i < npages; i++) {
 100                 p[i] = phys_to_page(paddr);
 101                 paddr += PAGE_SIZE;
 102         }
 103
 104         return p;
 105 }
 106
 107 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 108 {
 109         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 110
 111         if (!msm_obj->pages) {
 112                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 113                 struct page **p;
 114                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 115
 116                 if (use_pages(obj))
 117                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 118                 else
 119                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 120
 121                 if (IS_ERR(p)) {
 122                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 123                                         PTR_ERR(p));
 124                         return p;
 125                 }
 126
 127                 msm_obj->pages = p;
 128
 129                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
 130                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 131                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 132
 133                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 134                         msm_obj->sgt = NULL;
 135                         return ptr;
 136                 }
 137
 138                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 139                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 140                  */
 141                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 142                         sync_for_device(msm_obj);
 143         }
 144
 145         return msm_obj->pages;
 146 }
 147
 148 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 149 {
 150         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 151         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 152
 153         spin_lock(&priv->vram.lock);
 154         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 155         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 156
 157         kvfree(msm_obj->pages);
 158 }
 159
 160 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 161 {
 162         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 163
 164         if (msm_obj->pages) {
 165                 if (msm_obj->sgt) {
 166                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 167                          * pages are clean because display controller,
 168                          * GPU, etc. are not coherent:
 169                          */
 170                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 171                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 172
 173                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 174                         kfree(msm_obj->sgt);
 175                 }
 176
 177                 if (use_pages(obj))
 178                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 179                 else
 180                         put_pages_vram(obj);
 181
 182                 msm_obj->pages = NULL;
 183         }
 184 }
 185
 186 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 187 {
 188         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 189         struct page **p;
 190
 191         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 192
 193         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 194                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 195                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 196         }
 197
 198         p = get_pages(obj);
 199         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 200         return p;
 201 }
 202
 203 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 204 {
 205         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 206 }
 207
 208 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 209                 struct vm_area_struct *vma)
 210 {
 211         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 212
 213         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 214         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 215
 216         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 217                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 218         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 219                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 220         } else {
 221                 /*
 222                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 223                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 224                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 225                  */
 226                 fput(vma->vm_file);
 227                 get_file(obj->filp);
 228                 vma->vm_pgoff = 0;
 229                 vma->vm_file  = obj->filp;
 230
 231                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 232         }
 233
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 238 {
 239         int ret;
 240
 241         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 242         if (ret) {
 243                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 244                 return ret;
 245         }
 246
 247         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 248 }
 249
 250 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 251 {
 252         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 253         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 254         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 255         struct page **pages;
 256         unsigned long pfn;
 257         pgoff_t pgoff;
 258         int err;
 259         vm_fault_t ret;
 260
 261         /*
 262          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 263          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 264          */
 265         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 266         if (err) {
 267                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 268                 goto out;
 269         }
 270
 271         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 272                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 273                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 274         }
 275
 276         /* make sure we have pages attached now */
 277         pages = get_pages(obj);
 278         if (IS_ERR(pages)) {
 279                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 280                 goto out_unlock;
 281         }
 282
 283         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 284         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 285
 286         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 287
 288         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 289                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 290
 291         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 292 out_unlock:
 293         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 294 out:
 295         return ret;
 296 }
 297
 298 /** get mmap offset */
 299 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 300 {
 301         struct drm_device *dev = obj->dev;
 302         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 303         int ret;
 304
 305         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 306
 307         /* Make it mmapable */
 308         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 309
 310         if (ret) {
 311                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 312                 return 0;
 313         }
 314
 315         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 316 }
 317
 318 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 319 {
 320         uint64_t offset;
 321         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 322
 323         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 324         offset = mmap_offset(obj);
 325         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 326         return offset;
 327 }
 328
 329 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 330                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 331 {
 332         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 333         struct msm_gem_vma *vma;
 334
 335         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 336
 337         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 338         if (!vma)
 339                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 340
 341         vma->aspace = aspace;
 342
 343         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 344
 345         return vma;
 346 }
 347
 348 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 349                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 350 {
 351         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 352         struct msm_gem_vma *vma;
 353
 354         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 355
 356         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 357                 if (vma->aspace == aspace)
 358                         return vma;
 359         }
 360
 361         return NULL;
 362 }
 363
 364 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 365 {
 366         if (!vma)
 367                 return;
 368
 369         list_del(&vma->list);
 370         kfree(vma);
 371 }
 372
 373 /* Called with msm_obj->lock locked */
 374 static void
 375 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 376 {
 377         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 378         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 379
 380         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 381
 382         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 383                 if (vma->aspace) {
 384                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 385                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 386                 }
 387                 del_vma(vma);
 388         }
 389 }
 390
 391 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 392                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 393                 u64 range_start, u64 range_end)
 394 {
 395         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 396         struct msm_gem_vma *vma;
 397         int ret = 0;
 398
 399         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 400
 401         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 402
 403         if (!vma) {
 404                 vma = add_vma(obj, aspace);
 405                 if (IS_ERR(vma))
 406                         return PTR_ERR(vma);
 407
 408                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 409                         range_start, range_end);
 410                 if (ret) {
 411                         del_vma(vma);
 412                         return ret;
 413                 }
 414         }
 415
 416         *iova = vma->iova;
 417         return 0;
 418 }
 419
 420 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 421                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 422 {
 423         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 424         struct msm_gem_vma *vma;
 425         struct page **pages;
 426         int prot = IOMMU_READ;
 427
 428         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 429                 prot |= IOMMU_WRITE;
 430
 431         if (msm_obj->flags & MSM_BO_MAP_PRIV)
 432                 prot |= IOMMU_PRIV;
 433
 434         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 435
 436         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 437                 return -EBUSY;
 438
 439         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 440         if (WARN_ON(!vma))
 441                 return -EINVAL;
 442
 443         pages = get_pages(obj);
 444         if (IS_ERR(pages))
 445                 return PTR_ERR(pages);
 446
 447         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 448                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 449 }
 450
 451 /*
 452  * get iova and pin it. Should have a matching put
 453  * limits iova to specified range (in pages)
 454  */
 455 int msm_gem_get_and_pin_iova_range(struct drm_gem_object *obj,
 456                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 457                 u64 range_start, u64 range_end)
 458 {
 459         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 460         u64 local;
 461         int ret;
 462
 463         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 464
 465         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local,
 466                 range_start, range_end);
 467
 468         if (!ret)
 469                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 470
 471         if (!ret)
 472                 *iova = local;
 473
 474         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 475         return ret;
 476 }
 477
 478 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 479 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 480                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 481 {
 482         return msm_gem_get_and_pin_iova_range(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 487  * valid for the life of the object
 488  */
 489 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 490                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 491 {
 492         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 493         int ret;
 494
 495         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 496         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 497         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 498
 499         return ret;
 500 }
 501
 502 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 503  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 504  */
 505 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 506                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 507 {
 508         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 509         struct msm_gem_vma *vma;
 510
 511         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 512         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 513         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 514         WARN_ON(!vma);
 515
 516         return vma ? vma->iova : 0;
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 521  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 522  * to get rid of it
 523  */
 524 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 525                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 526 {
 527         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 528         struct msm_gem_vma *vma;
 529
 530         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 531         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 532
 533         if (!WARN_ON(!vma))
 534                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 535
 536         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 537 }
 538
 539 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 540                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 541 {
 542         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 543         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 544         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 545                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 546 }
 547
 548 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 549                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 550 {
 551         struct drm_gem_object *obj;
 552         int ret = 0;
 553
 554         /* GEM does all our handle to object mapping */
 555         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 556         if (obj == NULL) {
 557                 ret = -ENOENT;
 558                 goto fail;
 559         }
 560
 561         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 562
 563         drm_gem_object_put(obj);
 564
 565 fail:
 566         return ret;
 567 }
 568
 569 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 570 {
 571         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 572         int ret = 0;
 573
 574         if (obj->import_attach)
 575                 return ERR_PTR(-ENODEV);
 576
 577         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 578
 579         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 580                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 581                         msm_obj->madv, madv);
 582                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 583                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 584         }
 585
 586         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 587          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 588          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 589          * same object from within the vmap() call (while we already
 590          * hold msm_obj->lock)
 591          */
 592         msm_obj->vmap_count++;
 593
 594         if (!msm_obj->vaddr) {
 595                 struct page **pages = get_pages(obj);
 596                 if (IS_ERR(pages)) {
 597                         ret = PTR_ERR(pages);
 598                         goto fail;
 599                 }
 600                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 601                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 602                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 603                         ret = -ENOMEM;
 604                         goto fail;
 605                 }
 606         }
 607
 608         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 609         return msm_obj->vaddr;
 610
 611 fail:
 612         msm_obj->vmap_count--;
 613         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 614         return ERR_PTR(ret);
 615 }
 616
 617 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 618 {
 619         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 624  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 625  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 626  * active list.
 627  */
 628 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 629 {
 630         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 631 }
 632
 633 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 634 {
 635         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 636
 637         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 638         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 639         msm_obj->vmap_count--;
 640         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 641 }
 642
 643 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 644  * false or -errno.
 645  */
 646 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 647 {
 648         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 649
 650         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 651
 652         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 653
 654         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 655                 msm_obj->madv = madv;
 656
 657         madv = msm_obj->madv;
 658
 659         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 660
 661         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 662 }
 663
 664 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 665 {
 666         struct drm_device *dev = obj->dev;
 667         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 668
 669         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 670         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 671         WARN_ON(obj->import_attach);
 672
 673         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 674
 675         put_iova(obj);
 676
 677         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 678
 679         put_pages(obj);
 680
 681         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 682
 683         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 684         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 685
 686         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 687          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 688          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 689          * backing pages, *now*.
 690          */
 691         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 692
 693         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 694                         0, (loff_t)-1);
 695
 696         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 697 }
 698
 699 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 700 {
 701         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 702
 703         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 704
 705         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 706                 return;
 707
 708         vunmap(msm_obj->vaddr);
 709         msm_obj->vaddr = NULL;
 710 }
 711
 712 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 713 {
 714         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 715
 716         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 717         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 718         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 719 }
 720
 721 /* must be called before _move_to_active().. */
 722 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 723                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 724 {
 725         struct dma_resv_list *fobj;
 726         struct dma_fence *fence;
 727         int i, ret;
 728
 729         fobj = dma_resv_get_list(obj->resv);
 730         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 731                 fence = dma_resv_get_excl(obj->resv);
 732                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 733                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 734                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 735                         if (ret)
 736                                 return ret;
 737                 }
 738         }
 739
 740         if (!exclusive || !fobj)
 741                 return 0;
 742
 743         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 744                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 745                                                 dma_resv_held(obj->resv));
 746                 if (fence->context != fctx->context) {
 747                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 748                         if (ret)
 749                                 return ret;
 750                 }
 751         }
 752
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 757                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 758 {
 759         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 760         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 761         msm_obj->gpu = gpu;
 762         if (exclusive)
 763                 dma_resv_add_excl_fence(obj->resv, fence);
 764         else
 765                 dma_resv_add_shared_fence(obj->resv, fence);
 766         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 767         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 768 }
 769
 770 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 771 {
 772         struct drm_device *dev = obj->dev;
 773         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 774         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 775
 776         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 777
 778         msm_obj->gpu = NULL;
 779         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 780         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 781 }
 782
 783 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 784 {
 785         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 786         unsigned long remain =
 787                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 788         long ret;
 789
 790         ret = dma_resv_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 791                                                   true,  remain);
 792         if (ret == 0)
 793                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 794         else if (ret < 0)
 795                 return ret;
 796
 797         /* TODO cache maintenance */
 798
 799         return 0;
 800 }
 801
 802 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 803 {
 804         /* TODO cache maintenance */
 805         return 0;
 806 }
 807
 808 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 809 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 810                 struct seq_file *m)
 811 {
 812         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 813                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 814                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 815                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 816                                 fence->seqno);
 817 }
 818
 819 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 820 {
 821         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 822         struct dma_resv *robj = obj->resv;
 823         struct dma_resv_list *fobj;
 824         struct dma_fence *fence;
 825         struct msm_gem_vma *vma;
 826         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 827         const char *madv;
 828
 829         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 830
 831         switch (msm_obj->madv) {
 832         case __MSM_MADV_PURGED:
 833                 madv = " purged";
 834                 break;
 835         case MSM_MADV_DONTNEED:
 836                 madv = " purgeable";
 837                 break;
 838         case MSM_MADV_WILLNEED:
 839         default:
 840                 madv = "";
 841                 break;
 842         }
 843
 844         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 845                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 846                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 847                         off, msm_obj->vaddr);
 848
 849         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 850
 851         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 852
 853                 seq_puts(m, "      vmas:");
 854
 855                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 856                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]",
 857                                 vma->aspace != NULL ? vma->aspace->name : NULL,
 858                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 859                                 vma->inuse);
 860
 861                 seq_puts(m, "\n");
 862         }
 863
 864         rcu_read_lock();
 865         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 866         if (fobj) {
 867                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 868
 869                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 870                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 871                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 872                 }
 873         }
 874
 875         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 876         if (fence)
 877                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 878         rcu_read_unlock();
 879
 880         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 881 }
 882
 883 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 884 {
 885         struct msm_gem_object *msm_obj;
 886         int count = 0;
 887         size_t size = 0;
 888
 889         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 890         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 891                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 892                 seq_puts(m, "   ");
 893                 msm_gem_describe(obj, m);
 894                 count++;
 895                 size += obj->size;
 896         }
 897
 898         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 899 }
 900 #endif
 901
 902 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put_locked() and friends */
 903 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 904 {
 905         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 906         struct drm_device *dev = obj->dev;
 907         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 908
 909         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 910                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 911 }
 912
 913 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 914 {
 915         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 916         struct drm_device *dev = obj->dev;
 917
 918         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 919
 920         /* object should not be on active list: */
 921         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 922
 923         list_del(&msm_obj->mm_list);
 924
 925         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 926
 927         put_iova(obj);
 928
 929         if (obj->import_attach) {
 930                 WARN_ON(msm_obj->vaddr);
 931
 932                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 933                  * ours, just free the array we allocated:
 934                  */
 935                 if (msm_obj->pages)
 936                         kvfree(msm_obj->pages);
 937
 938                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 939         } else {
 940                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 941                 put_pages(obj);
 942         }
 943
 944         drm_gem_object_release(obj);
 945
 946         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 947         kfree(msm_obj);
 948 }
 949
 950 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 951 {
 952         struct msm_drm_private *priv =
 953                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 954         struct drm_device *dev = priv->dev;
 955         struct llist_node *freed;
 956         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 957
 958         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 959
 960                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 961
 962                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 963                                           freed, freed)
 964                         free_object(msm_obj);
 965
 966                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 967
 968                 if (need_resched())
 969                         break;
 970         }
 971 }
 972
 973 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 974 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 975                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 976                 char *name)
 977 {
 978         struct drm_gem_object *obj;
 979         int ret;
 980
 981         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 982
 983         if (IS_ERR(obj))
 984                 return PTR_ERR(obj);
 985
 986         if (name)
 987                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 988
 989         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 990
 991         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 992         drm_gem_object_put(obj);
 993
 994         return ret;
 995 }
 996
 997 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 998                 uint32_t size, uint32_t flags,
 999                 struct drm_gem_object **obj)
1000 {
1001         struct msm_gem_object *msm_obj;
1002
1003         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
1004         case MSM_BO_UNCACHED:
1005         case MSM_BO_CACHED:
1006         case MSM_BO_WC:
1007                 break;
1008         default:
1009                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
1010                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
1011                 return -EINVAL;
1012         }
1013
1014         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
1015         if (!msm_obj)
1016                 return -ENOMEM;
1017
1018         mutex_init(&msm_obj->lock);
1019
1020         msm_obj->flags = flags;
1021         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
1022
1023         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
1024         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
1025
1026         *obj = &msm_obj->base;
1027
1028         return 0;
1029 }
1030
1031 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1032                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
1033 {
1034         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1035         struct msm_gem_object *msm_obj;
1036         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1037         bool use_vram = false;
1038         int ret;
1039
1040         size = PAGE_ALIGN(size);
1041
1042         if (!msm_use_mmu(dev))
1043                 use_vram = true;
1044         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1045                 use_vram = true;
1046
1047         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1048                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1049
1050         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1051          * infrastructure grumpy
1052          */
1053         if (size == 0)
1054                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1055
1056         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
1057         if (ret)
1058                 goto fail;
1059
1060         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1061
1062         if (use_vram) {
1063                 struct msm_gem_vma *vma;
1064                 struct page **pages;
1065
1066                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1067
1068                 vma = add_vma(obj, NULL);
1069                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1070                 if (IS_ERR(vma)) {
1071                         ret = PTR_ERR(vma);
1072                         goto fail;
1073                 }
1074
1075                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1076
1077                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1078
1079                 pages = get_pages(obj);
1080                 if (IS_ERR(pages)) {
1081                         ret = PTR_ERR(pages);
1082                         goto fail;
1083                 }
1084
1085                 vma->iova = physaddr(obj);
1086         } else {
1087                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1088                 if (ret)
1089                         goto fail;
1090                 /*
1091                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1092                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1093                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1094                  * expected if you're going to pin these pages.
1095                  */
1096                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1097         }
1098
1099         if (struct_mutex_locked) {
1100                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
1101                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1102         } else {
1103                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1104                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1105                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1106         }
1107
1108         return obj;
1109
1110 fail:
1111         drm_gem_object_put(obj);
1112         return ERR_PTR(ret);
1113 }
1114
1115 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1116                 uint32_t size, uint32_t flags)
1117 {
1118         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1119 }
1120
1121 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1122                 uint32_t size, uint32_t flags)
1123 {
1124         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1125 }
1126
1127 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1128                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1129 {
1130         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1131         struct msm_gem_object *msm_obj;
1132         struct drm_gem_object *obj;
1133         uint32_t size;
1134         int ret, npages;
1135
1136         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1137         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1138                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1139                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1140         }
1141
1142         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1143
1144         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
1145         if (ret)
1146                 goto fail;
1147
1148         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1149
1150         npages = size / PAGE_SIZE;
1151
1152         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1153         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1154         msm_obj->sgt = sgt;
1155         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1156         if (!msm_obj->pages) {
1157                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1158                 ret = -ENOMEM;
1159                 goto fail;
1160         }
1161
1162         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1163         if (ret) {
1164                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1165                 goto fail;
1166         }
1167
1168         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1169
1170         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1171         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1172         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1173
1174         return obj;
1175
1176 fail:
1177         drm_gem_object_put(obj);
1178         return ERR_PTR(ret);
1179 }
1180
1181 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1182                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1183                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1184 {
1185         void *vaddr;
1186         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1187         int ret;
1188
1189         if (IS_ERR(obj))
1190                 return ERR_CAST(obj);
1191
1192         if (iova) {
1193                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1194                 if (ret)
1195                         goto err;
1196         }
1197
1198         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1199         if (IS_ERR(vaddr)) {
1200                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1201                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1202                 goto err;
1203         }
1204
1205         if (bo)
1206                 *bo = obj;
1207
1208         return vaddr;
1209 err:
1210         if (locked)
1211                 drm_gem_object_put_locked(obj);
1212         else
1213                 drm_gem_object_put(obj);
1214
1215         return ERR_PTR(ret);
1216
1217 }
1218
1219 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1220                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1221                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1222 {
1223         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1224 }
1225
1226 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1227                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1228                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1229 {
1230         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1231 }
1232
1233 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1234                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1235 {
1236         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1237                 return;
1238
1239         msm_gem_put_vaddr(bo);
1240         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1241
1242         if (locked)
1243                 drm_gem_object_put_locked(bo);
1244         else
1245                 drm_gem_object_put(bo);
1246 }
1247
1248 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1249 {
1250         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1251         va_list ap;
1252
1253         if (!fmt)
1254                 return;
1255
1256         va_start(ap, fmt);
1257         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1258         va_end(ap);
1259 }