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

   1 /*
   2  * Copyright 2012 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 <drm/drmP.h>
  35
  36 #include "amdgpu.h"
  37 #include "amdgpu_display.h"
  38 #include <drm/amdgpu_drm.h>
  39 #include <linux/dma-buf.h>
  40
  41 static const struct dma_buf_ops amdgpu_dmabuf_ops;
  42
  43 /**
  44  * amdgpu_gem_prime_get_sg_table - &drm_driver.gem_prime_get_sg_table
  45  * implementation
  46  * @obj: GEM buffer object
  47  *
  48  * Returns:
  49  * A scatter/gather table for the pinned pages of the buffer object's memory.
  50  */
  51 struct sg_table *amdgpu_gem_prime_get_sg_table(struct drm_gem_object *obj)
  52 {
  53         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  54         int npages = bo->tbo.num_pages;
  55
  56         return drm_prime_pages_to_sg(bo->tbo.ttm->pages, npages);
  57 }
  58
  59 /**
  60  * amdgpu_gem_prime_vmap - &dma_buf_ops.vmap implementation
  61  * @obj: GEM buffer object
  62  *
  63  * Sets up an in-kernel virtual mapping of the buffer object's memory.
  64  *
  65  * Returns:
  66  * The virtual address of the mapping or an error pointer.
  67  */
  68 void *amdgpu_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *obj)
  69 {
  70         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  71         int ret;
  72
  73         ret = ttm_bo_kmap(&bo->tbo, 0, bo->tbo.num_pages,
  74                           &bo->dma_buf_vmap);
  75         if (ret)
  76                 return ERR_PTR(ret);
  77
  78         return bo->dma_buf_vmap.virtual;
  79 }
  80
  81 /**
  82  * amdgpu_gem_prime_vunmap - &dma_buf_ops.vunmap implementation
  83  * @obj: GEM buffer object
  84  * @vaddr: virtual address (unused)
  85  *
  86  * Tears down the in-kernel virtual mapping of the buffer object's memory.
  87  */
  88 void amdgpu_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
  89 {
  90         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
  91
  92         ttm_bo_kunmap(&bo->dma_buf_vmap);
  93 }
  94
  95 /**
  96  * amdgpu_gem_prime_mmap - &drm_driver.gem_prime_mmap implementation
  97  * @obj: GEM buffer object
  98  * @vma: virtual memory area
  99  *
 100  * Sets up a userspace mapping of the buffer object's memory in the given
 101  * virtual memory area.
 102  *
 103  * Returns:
 104  * 0 on success or negative error code.
 105  */
 106 int amdgpu_gem_prime_mmap(struct drm_gem_object *obj, struct vm_area_struct *vma)
 107 {
 108         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 109         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 110         unsigned asize = amdgpu_bo_size(bo);
 111         int ret;
 112
 113         if (!vma->vm_file)
 114                 return -ENODEV;
 115
 116         if (adev == NULL)
 117                 return -ENODEV;
 118
 119         /* Check for valid size. */
 120         if (asize < vma->vm_end - vma->vm_start)
 121                 return -EINVAL;
 122
 123         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
 124             (bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_NO_CPU_ACCESS)) {
 125                 return -EPERM;
 126         }
 127         vma->vm_pgoff += amdgpu_bo_mmap_offset(bo) >> PAGE_SHIFT;
 128
 129         /* prime mmap does not need to check access, so allow here */
 130         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
 131         if (ret)
 132                 return ret;
 133
 134         ret = ttm_bo_mmap(vma->vm_file, vma, &adev->mman.bdev);
 135         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
 136
 137         return ret;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * amdgpu_gem_prime_import_sg_table - &drm_driver.gem_prime_import_sg_table
 142  * implementation
 143  * @dev: DRM device
 144  * @attach: DMA-buf attachment
 145  * @sg: Scatter/gather table
 146  *
 147  * Import shared DMA buffer memory exported by another device.
 148  *
 149  * Returns:
 150  * A new GEM buffer object of the given DRM device, representing the memory
 151  * described by the given DMA-buf attachment and scatter/gather table.
 152  */
 153 struct drm_gem_object *
 154 amdgpu_gem_prime_import_sg_table(struct drm_device *dev,
 155                                  struct dma_buf_attachment *attach,
 156                                  struct sg_table *sg)
 157 {
 158         struct reservation_object *resv = attach->dmabuf->resv;
 159         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
 160         struct amdgpu_bo *bo;
 161         struct amdgpu_bo_param bp;
 162         int ret;
 163
 164         memset(&bp, 0, sizeof(bp));
 165         bp.size = attach->dmabuf->size;
 166         bp.byte_align = PAGE_SIZE;
 167         bp.domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_CPU;
 168         bp.flags = 0;
 169         bp.type = ttm_bo_type_sg;
 170         bp.resv = resv;
 171         ww_mutex_lock(&resv->lock, NULL);
 172         ret = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &bo);
 173         if (ret)
 174                 goto error;
 175
 176         bo->tbo.sg = sg;
 177         bo->tbo.ttm->sg = sg;
 178         bo->allowed_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
 179         bo->preferred_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
 180         if (attach->dmabuf->ops != &amdgpu_dmabuf_ops)
 181                 bo->prime_shared_count = 1;
 182
 183         ww_mutex_unlock(&resv->lock);
 184         return &bo->gem_base;
 185
 186 error:
 187         ww_mutex_unlock(&resv->lock);
 188         return ERR_PTR(ret);
 189 }
 190
 191 /**
 192  * amdgpu_gem_map_attach - &dma_buf_ops.attach implementation
 193  * @dma_buf: shared DMA buffer
 194  * @target_dev: target device
 195  * @attach: DMA-buf attachment
 196  *
 197  * Makes sure that the shared DMA buffer can be accessed by the target device.
 198  * For now, simply pins it to the GTT domain, where it should be accessible by
 199  * all DMA devices.
 200  *
 201  * Returns:
 202  * 0 on success or negative error code.
 203  */
 204 static int amdgpu_gem_map_attach(struct dma_buf *dma_buf,
 205                                  struct device *target_dev,
 206                                  struct dma_buf_attachment *attach)
 207 {
 208         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 209         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 210         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 211         long r;
 212
 213         r = drm_gem_map_attach(dma_buf, target_dev, attach);
 214         if (r)
 215                 return r;
 216
 217         r = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
 218         if (unlikely(r != 0))
 219                 goto error_detach;
 220
 221
 222         if (attach->dev->driver != adev->dev->driver) {
 223                 /*
 224                  * Wait for all shared fences to complete before we switch to future
 225                  * use of exclusive fence on this prime shared bo.
 226                  */
 227                 r = reservation_object_wait_timeout_rcu(bo->tbo.resv,
 228                                                         true, false,
 229                                                         MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
 230                 if (unlikely(r < 0)) {
 231                         DRM_DEBUG_PRIME("Fence wait failed: %li\n", r);
 232                         goto error_unreserve;
 233                 }
 234         }
 235
 236         /* pin buffer into GTT */
 237         r = amdgpu_bo_pin(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT, NULL);
 238         if (r)
 239                 goto error_unreserve;
 240
 241         if (attach->dev->driver != adev->dev->driver)
 242                 bo->prime_shared_count++;
 243
 244 error_unreserve:
 245         amdgpu_bo_unreserve(bo);
 246
 247 error_detach:
 248         if (r)
 249                 drm_gem_map_detach(dma_buf, attach);
 250         return r;
 251 }
 252
 253 /**
 254  * amdgpu_gem_map_detach - &dma_buf_ops.detach implementation
 255  * @dma_buf: shared DMA buffer
 256  * @attach: DMA-buf attachment
 257  *
 258  * This is called when a shared DMA buffer no longer needs to be accessible by
 259  * the other device. For now, simply unpins the buffer from GTT.
 260  */
 261 static void amdgpu_gem_map_detach(struct dma_buf *dma_buf,
 262                                   struct dma_buf_attachment *attach)
 263 {
 264         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 265         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 266         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 267         int ret = 0;
 268
 269         ret = amdgpu_bo_reserve(bo, true);
 270         if (unlikely(ret != 0))
 271                 goto error;
 272
 273         amdgpu_bo_unpin(bo);
 274         if (attach->dev->driver != adev->dev->driver && bo->prime_shared_count)
 275                 bo->prime_shared_count--;
 276         amdgpu_bo_unreserve(bo);
 277
 278 error:
 279         drm_gem_map_detach(dma_buf, attach);
 280 }
 281
 282 /**
 283  * amdgpu_gem_prime_res_obj - &drm_driver.gem_prime_res_obj implementation
 284  * @obj: GEM buffer object
 285  *
 286  * Returns:
 287  * The buffer object's reservation object.
 288  */
 289 struct reservation_object *amdgpu_gem_prime_res_obj(struct drm_gem_object *obj)
 290 {
 291         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
 292
 293         return bo->tbo.resv;
 294 }
 295
 296 /**
 297  * amdgpu_gem_begin_cpu_access - &dma_buf_ops.begin_cpu_access implementation
 298  * @dma_buf: shared DMA buffer
 299  * @direction: direction of DMA transfer
 300  *
 301  * This is called before CPU access to the shared DMA buffer's memory. If it's
 302  * a read access, the buffer is moved to the GTT domain if possible, for optimal
 303  * CPU read performance.
 304  *
 305  * Returns:
 306  * 0 on success or negative error code.
 307  */
 308 static int amdgpu_gem_begin_cpu_access(struct dma_buf *dma_buf,
 309                                        enum dma_data_direction direction)
 310 {
 311         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(dma_buf->priv);
 312         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 313         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
 314         u32 domain = amdgpu_display_supported_domains(adev);
 315         int ret;
 316         bool reads = (direction == DMA_BIDIRECTIONAL ||
 317                       direction == DMA_FROM_DEVICE);
 318
 319         if (!reads || !(domain & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT))
 320                 return 0;
 321
 322         /* move to gtt */
 323         ret = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
 324         if (unlikely(ret != 0))
 325                 return ret;
 326
 327         if (!bo->pin_count && (bo->allowed_domains & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT)) {
 328                 amdgpu_ttm_placement_from_domain(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);
 329                 ret = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
 330         }
 331
 332         amdgpu_bo_unreserve(bo);
 333         return ret;
 334 }
 335
 336 static const struct dma_buf_ops amdgpu_dmabuf_ops = {
 337         .attach = amdgpu_gem_map_attach,
 338         .detach = amdgpu_gem_map_detach,
 339         .map_dma_buf = drm_gem_map_dma_buf,
 340         .unmap_dma_buf = drm_gem_unmap_dma_buf,
 341         .release = drm_gem_dmabuf_release,
 342         .begin_cpu_access = amdgpu_gem_begin_cpu_access,
 343         .map = drm_gem_dmabuf_kmap,
 344         .map_atomic = drm_gem_dmabuf_kmap_atomic,
 345         .unmap = drm_gem_dmabuf_kunmap,
 346         .unmap_atomic = drm_gem_dmabuf_kunmap_atomic,
 347         .mmap = drm_gem_dmabuf_mmap,
 348         .vmap = drm_gem_dmabuf_vmap,
 349         .vunmap = drm_gem_dmabuf_vunmap,
 350 };
 351
 352 /**
 353  * amdgpu_gem_prime_export - &drm_driver.gem_prime_export implementation
 354  * @dev: DRM device
 355  * @gobj: GEM buffer object
 356  * @flags: flags like DRM_CLOEXEC and DRM_RDWR
 357  *
 358  * The main work is done by the &drm_gem_prime_export helper, which in turn
 359  * uses &amdgpu_gem_prime_res_obj.
 360  *
 361  * Returns:
 362  * Shared DMA buffer representing the GEM buffer object from the given device.
 363  */
 364 struct dma_buf *amdgpu_gem_prime_export(struct drm_device *dev,
 365                                         struct drm_gem_object *gobj,
 366                                         int flags)
 367 {
 368         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(gobj);
 369         struct dma_buf *buf;
 370
 371         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
 372             bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_VM_ALWAYS_VALID)
 373                 return ERR_PTR(-EPERM);
 374
 375         buf = drm_gem_prime_export(dev, gobj, flags);
 376         if (!IS_ERR(buf)) {
 377                 buf->file->f_mapping = dev->anon_inode->i_mapping;
 378                 buf->ops = &amdgpu_dmabuf_ops;
 379         }
 380
 381         return buf;
 382 }
 383
 384 /**
 385  * amdgpu_gem_prime_import - &drm_driver.gem_prime_import implementation
 386  * @dev: DRM device
 387  * @dma_buf: Shared DMA buffer
 388  *
 389  * The main work is done by the &drm_gem_prime_import helper, which in turn
 390  * uses &amdgpu_gem_prime_import_sg_table.
 391  *
 392  * Returns:
 393  * GEM buffer object representing the shared DMA buffer for the given device.
 394  */
 395 struct drm_gem_object *amdgpu_gem_prime_import(struct drm_device *dev,
 396                                             struct dma_buf *dma_buf)
 397 {
 398         struct drm_gem_object *obj;
 399
 400         if (dma_buf->ops == &amdgpu_dmabuf_ops) {
 401                 obj = dma_buf->priv;
 402                 if (obj->dev == dev) {
 403                         /*
 404                          * Importing dmabuf exported from out own gem increases
 405                          * refcount on gem itself instead of f_count of dmabuf.
 406                          */
 407                         drm_gem_object_get(obj);
 408                         return obj;
 409                 }
 410         }
 411
 412         return drm_gem_prime_import(dev, dma_buf);
 413 }