drivers/gpu/drm/v3d/v3d_bo.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /* Copyright (C) 2015-2018 Broadcom */
   3
   4 /**
   5  * DOC: V3D GEM BO management support
   6  *
   7  * Compared to VC4 (V3D 2.x), V3D 3.3 introduces an MMU between the
   8  * GPU and the bus, allowing us to use shmem objects for our storage
   9  * instead of CMA.
  10  *
  11  * Physically contiguous objects may still be imported to V3D, but the
  12  * driver doesn't allocate physically contiguous objects on its own.
  13  * Display engines requiring physically contiguous allocations should
  14  * look into Mesa's "renderonly" support (as used by the Mesa pl111
  15  * driver) for an example of how to integrate with V3D.
  16  *
  17  * Long term, we should support evicting pages from the MMU when under
  18  * memory pressure (thus the v3d_bo_get_pages() refcounting), but
  19  * that's not a high priority since our systems tend to not have swap.
  20  */
  21
  22 #include <linux/dma-buf.h>
  23 #include <linux/pfn_t.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25
  26 #include "v3d_drv.h"
  27 #include "uapi/drm/v3d_drm.h"
  28
  29 /* Called DRM core on the last userspace/kernel unreference of the
  30  * BO.
  31  */
  32 void v3d_free_object(struct drm_gem_object *obj)
  33 {
  34         struct v3d_dev *v3d = to_v3d_dev(obj->dev);
  35         struct v3d_bo *bo = to_v3d_bo(obj);
  36
  37         if (bo->vaddr)
  38                 v3d_put_bo_vaddr(bo);
  39
  40         v3d_mmu_remove_ptes(bo);
  41
  42         mutex_lock(&v3d->bo_lock);
  43         v3d->bo_stats.num_allocated--;
  44         v3d->bo_stats.pages_allocated -= obj->size >> V3D_MMU_PAGE_SHIFT;
  45         mutex_unlock(&v3d->bo_lock);
  46
  47         spin_lock(&v3d->mm_lock);
  48         drm_mm_remove_node(&bo->node);
  49         spin_unlock(&v3d->mm_lock);
  50
  51         /* GPU execution may have dirtied any pages in the BO. */
  52         bo->base.pages_mark_dirty_on_put = true;
  53
  54         drm_gem_shmem_free(&bo->base);
  55 }
  56
  57 static const struct drm_gem_object_funcs v3d_gem_funcs = {
  58         .free = v3d_free_object,
  59         .print_info = drm_gem_shmem_object_print_info,
  60         .pin = drm_gem_shmem_object_pin,
  61         .unpin = drm_gem_shmem_object_unpin,
  62         .get_sg_table = drm_gem_shmem_object_get_sg_table,
  63         .vmap = drm_gem_shmem_object_vmap,
  64         .vunmap = drm_gem_shmem_object_vunmap,
  65         .mmap = drm_gem_shmem_object_mmap,
  66         .vm_ops = &drm_gem_shmem_vm_ops,
  67 };
  68
  69 /* gem_create_object function for allocating a BO struct and doing
  70  * early setup.
  71  */
  72 struct drm_gem_object *v3d_create_object(struct drm_device *dev, size_t size)
  73 {
  74         struct v3d_bo *bo;
  75         struct drm_gem_object *obj;
  76
  77         if (size == 0)
  78                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  79
  80         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
  81         if (!bo)
  82                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  83         obj = &bo->base.base;
  84
  85         obj->funcs = &v3d_gem_funcs;
  86         bo->base.map_wc = true;
  87         INIT_LIST_HEAD(&bo->unref_head);
  88
  89         return &bo->base.base;
  90 }
  91
  92 static int
  93 v3d_bo_create_finish(struct drm_gem_object *obj)
  94 {
  95         struct v3d_dev *v3d = to_v3d_dev(obj->dev);
  96         struct v3d_bo *bo = to_v3d_bo(obj);
  97         struct sg_table *sgt;
  98         int ret;
  99
 100         /* So far we pin the BO in the MMU for its lifetime, so use
 101          * shmem's helper for getting a lifetime sgt.
 102          */
 103         sgt = drm_gem_shmem_get_pages_sgt(&bo->base);
 104         if (IS_ERR(sgt))
 105                 return PTR_ERR(sgt);
 106
 107         spin_lock(&v3d->mm_lock);
 108         /* Allocate the object's space in the GPU's page tables.
 109          * Inserting PTEs will happen later, but the offset is for the
 110          * lifetime of the BO.
 111          */
 112         ret = drm_mm_insert_node_generic(&v3d->mm, &bo->node,
 113                                          obj->size >> V3D_MMU_PAGE_SHIFT,
 114                                          GMP_GRANULARITY >> V3D_MMU_PAGE_SHIFT, 0, 0);
 115         spin_unlock(&v3d->mm_lock);
 116         if (ret)
 117                 return ret;
 118
 119         /* Track stats for /debug/dri/n/bo_stats. */
 120         mutex_lock(&v3d->bo_lock);
 121         v3d->bo_stats.num_allocated++;
 122         v3d->bo_stats.pages_allocated += obj->size >> V3D_MMU_PAGE_SHIFT;
 123         mutex_unlock(&v3d->bo_lock);
 124
 125         v3d_mmu_insert_ptes(bo);
 126
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 struct v3d_bo *v3d_bo_create(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_priv,
 131                              size_t unaligned_size)
 132 {
 133         struct drm_gem_shmem_object *shmem_obj;
 134         struct v3d_bo *bo;
 135         int ret;
 136
 137         shmem_obj = drm_gem_shmem_create(dev, unaligned_size);
 138         if (IS_ERR(shmem_obj))
 139                 return ERR_CAST(shmem_obj);
 140         bo = to_v3d_bo(&shmem_obj->base);
 141         bo->vaddr = NULL;
 142
 143         ret = v3d_bo_create_finish(&shmem_obj->base);
 144         if (ret)
 145                 goto free_obj;
 146
 147         return bo;
 148
 149 free_obj:
 150         drm_gem_shmem_free(shmem_obj);
 151         return ERR_PTR(ret);
 152 }
 153
 154 struct drm_gem_object *
 155 v3d_prime_import_sg_table(struct drm_device *dev,
 156                           struct dma_buf_attachment *attach,
 157                           struct sg_table *sgt)
 158 {
 159         struct drm_gem_object *obj;
 160         int ret;
 161
 162         obj = drm_gem_shmem_prime_import_sg_table(dev, attach, sgt);
 163         if (IS_ERR(obj))
 164                 return obj;
 165
 166         ret = v3d_bo_create_finish(obj);
 167         if (ret) {
 168                 drm_gem_shmem_free(&to_v3d_bo(obj)->base);
 169                 return ERR_PTR(ret);
 170         }
 171
 172         return obj;
 173 }
 174
 175 void v3d_get_bo_vaddr(struct v3d_bo *bo)
 176 {
 177         struct drm_gem_shmem_object *obj = &bo->base;
 178
 179         bo->vaddr = vmap(obj->pages, obj->base.size >> PAGE_SHIFT, VM_MAP,
 180                          pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 181 }
 182
 183 void v3d_put_bo_vaddr(struct v3d_bo *bo)
 184 {
 185         vunmap(bo->vaddr);
 186         bo->vaddr = NULL;
 187 }
 188
 189 int v3d_create_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 190                         struct drm_file *file_priv)
 191 {
 192         struct drm_v3d_create_bo *args = data;
 193         struct v3d_bo *bo = NULL;
 194         int ret;
 195
 196         if (args->flags != 0) {
 197                 DRM_INFO("unknown create_bo flags: %d\n", args->flags);
 198                 return -EINVAL;
 199         }
 200
 201         bo = v3d_bo_create(dev, file_priv, PAGE_ALIGN(args->size));
 202         if (IS_ERR(bo))
 203                 return PTR_ERR(bo);
 204
 205         args->offset = bo->node.start << V3D_MMU_PAGE_SHIFT;
 206
 207         ret = drm_gem_handle_create(file_priv, &bo->base.base, &args->handle);
 208         drm_gem_object_put(&bo->base.base);
 209
 210         return ret;
 211 }
 212
 213 int v3d_mmap_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 214                       struct drm_file *file_priv)
 215 {
 216         struct drm_v3d_mmap_bo *args = data;
 217         struct drm_gem_object *gem_obj;
 218
 219         if (args->flags != 0) {
 220                 DRM_INFO("unknown mmap_bo flags: %d\n", args->flags);
 221                 return -EINVAL;
 222         }
 223
 224         gem_obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
 225         if (!gem_obj) {
 226                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", args->handle);
 227                 return -ENOENT;
 228         }
 229
 230         args->offset = drm_vma_node_offset_addr(&gem_obj->vma_node);
 231         drm_gem_object_put(gem_obj);
 232
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 int v3d_get_bo_offset_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 237                             struct drm_file *file_priv)
 238 {
 239         struct drm_v3d_get_bo_offset *args = data;
 240         struct drm_gem_object *gem_obj;
 241         struct v3d_bo *bo;
 242
 243         gem_obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
 244         if (!gem_obj) {
 245                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", args->handle);
 246                 return -ENOENT;
 247         }
 248         bo = to_v3d_bo(gem_obj);
 249
 250         args->offset = bo->node.start << V3D_MMU_PAGE_SHIFT;
 251
 252         drm_gem_object_put(gem_obj);
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 int
 257 v3d_wait_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 258                   struct drm_file *file_priv)
 259 {
 260         int ret;
 261         struct drm_v3d_wait_bo *args = data;
 262         ktime_t start = ktime_get();
 263         u64 delta_ns;
 264         unsigned long timeout_jiffies =
 265                 nsecs_to_jiffies_timeout(args->timeout_ns);
 266
 267         if (args->pad != 0)
 268                 return -EINVAL;
 269
 270         ret = drm_gem_dma_resv_wait(file_priv, args->handle,
 271                                     true, timeout_jiffies);
 272
 273         /* Decrement the user's timeout, in case we got interrupted
 274          * such that the ioctl will be restarted.
 275          */
 276         delta_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start));
 277         if (delta_ns < args->timeout_ns)
 278                 args->timeout_ns -= delta_ns;
 279         else
 280                 args->timeout_ns = 0;
 281
 282         /* Asked to wait beyond the jiffie/scheduler precision? */
 283         if (ret == -ETIME && args->timeout_ns)
 284                 ret = -EAGAIN;
 285
 286         return ret;
 287 }