drivers/gpu/drm/xen/xen_drm_front_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
   2
   3 /*
   4  *  Xen para-virtual DRM device
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016-2018 EPAM Systems Inc.
   7  *
   8  * Author: Oleksandr Andrushchenko <[email protected]>
   9  */
  10
  11 #include <linux/dma-buf.h>
  12 #include <linux/scatterlist.h>
  13 #include <linux/shmem_fs.h>
  14 #include <linux/vmalloc.h>
  15
  16 #include <drm/drm_gem.h>
  17 #include <drm/drm_prime.h>
  18 #include <drm/drm_probe_helper.h>
  19
  20 #include <xen/balloon.h>
  21 #include <xen/xen.h>
  22
  23 #include "xen_drm_front.h"
  24 #include "xen_drm_front_gem.h"
  25
  26 struct xen_gem_object {
  27         struct drm_gem_object base;
  28
  29         size_t num_pages;
  30         struct page **pages;
  31
  32         /* set for buffers allocated by the backend */
  33         bool be_alloc;
  34
  35         /* this is for imported PRIME buffer */
  36         struct sg_table *sgt_imported;
  37 };
  38
  39 static inline struct xen_gem_object *
  40 to_xen_gem_obj(struct drm_gem_object *gem_obj)
  41 {
  42         return container_of(gem_obj, struct xen_gem_object, base);
  43 }
  44
  45 static int gem_alloc_pages_array(struct xen_gem_object *xen_obj,
  46                                  size_t buf_size)
  47 {
  48         xen_obj->num_pages = DIV_ROUND_UP(buf_size, PAGE_SIZE);
  49         xen_obj->pages = kvmalloc_array(xen_obj->num_pages,
  50                                         sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  51         return !xen_obj->pages ? -ENOMEM : 0;
  52 }
  53
  54 static void gem_free_pages_array(struct xen_gem_object *xen_obj)
  55 {
  56         kvfree(xen_obj->pages);
  57         xen_obj->pages = NULL;
  58 }
  59
  60 static int xen_drm_front_gem_object_mmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
  61                                          struct vm_area_struct *vma)
  62 {
  63         struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
  64         int ret;
  65
  66         vma->vm_ops = gem_obj->funcs->vm_ops;
  67
  68         /*
  69          * Clear the VM_PFNMAP flag that was set by drm_gem_mmap(), and set the
  70          * vm_pgoff (used as a fake buffer offset by DRM) to 0 as we want to map
  71          * the whole buffer.
  72          */
  73         vm_flags_mod(vma, VM_MIXEDMAP | VM_DONTEXPAND, VM_PFNMAP);
  74         vma->vm_pgoff = 0;
  75
  76         /*
  77          * According to Xen on ARM ABI (xen/include/public/arch-arm.h):
  78          * all memory which is shared with other entities in the system
  79          * (including the hypervisor and other guests) must reside in memory
  80          * which is mapped as Normal Inner Write-Back Outer Write-Back
  81          * Inner-Shareable.
  82          */
  83         vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
  84
  85         /*
  86          * vm_operations_struct.fault handler will be called if CPU access
  87          * to VM is here. For GPUs this isn't the case, because CPU  doesn't
  88          * touch the memory. Insert pages now, so both CPU and GPU are happy.
  89          *
  90          * FIXME: as we insert all the pages now then no .fault handler must
  91          * be called, so don't provide one
  92          */
  93         ret = vm_map_pages(vma, xen_obj->pages, xen_obj->num_pages);
  94         if (ret < 0)
  95                 DRM_ERROR("Failed to map pages into vma: %d\n", ret);
  96
  97         return ret;
  98 }
  99
 100 static const struct vm_operations_struct xen_drm_drv_vm_ops = {
 101         .open           = drm_gem_vm_open,
 102         .close          = drm_gem_vm_close,
 103 };
 104
 105 static const struct drm_gem_object_funcs xen_drm_front_gem_object_funcs = {
 106         .free = xen_drm_front_gem_object_free,
 107         .get_sg_table = xen_drm_front_gem_get_sg_table,
 108         .vmap = xen_drm_front_gem_prime_vmap,
 109         .vunmap = xen_drm_front_gem_prime_vunmap,
 110         .mmap = xen_drm_front_gem_object_mmap,
 111         .vm_ops = &xen_drm_drv_vm_ops,
 112 };
 113
 114 static struct xen_gem_object *gem_create_obj(struct drm_device *dev,
 115                                              size_t size)
 116 {
 117         struct xen_gem_object *xen_obj;
 118         int ret;
 119
 120         xen_obj = kzalloc(sizeof(*xen_obj), GFP_KERNEL);
 121         if (!xen_obj)
 122                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 123
 124         xen_obj->base.funcs = &xen_drm_front_gem_object_funcs;
 125
 126         ret = drm_gem_object_init(dev, &xen_obj->base, size);
 127         if (ret < 0) {
 128                 kfree(xen_obj);
 129                 return ERR_PTR(ret);
 130         }
 131
 132         return xen_obj;
 133 }
 134
 135 static struct xen_gem_object *gem_create(struct drm_device *dev, size_t size)
 136 {
 137         struct xen_drm_front_drm_info *drm_info = dev->dev_private;
 138         struct xen_gem_object *xen_obj;
 139         int ret;
 140
 141         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 142         xen_obj = gem_create_obj(dev, size);
 143         if (IS_ERR(xen_obj))
 144                 return xen_obj;
 145
 146         if (drm_info->front_info->cfg.be_alloc) {
 147                 /*
 148                  * backend will allocate space for this buffer, so
 149                  * only allocate array of pointers to pages
 150                  */
 151                 ret = gem_alloc_pages_array(xen_obj, size);
 152                 if (ret < 0)
 153                         goto fail;
 154
 155                 /*
 156                  * allocate ballooned pages which will be used to map
 157                  * grant references provided by the backend
 158                  */
 159                 ret = xen_alloc_unpopulated_pages(xen_obj->num_pages,
 160                                                   xen_obj->pages);
 161                 if (ret < 0) {
 162                         DRM_ERROR("Cannot allocate %zu ballooned pages: %d\n",
 163                                   xen_obj->num_pages, ret);
 164                         gem_free_pages_array(xen_obj);
 165                         goto fail;
 166                 }
 167
 168                 xen_obj->be_alloc = true;
 169                 return xen_obj;
 170         }
 171         /*
 172          * need to allocate backing pages now, so we can share those
 173          * with the backend
 174          */
 175         xen_obj->num_pages = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
 176         xen_obj->pages = drm_gem_get_pages(&xen_obj->base);
 177         if (IS_ERR(xen_obj->pages)) {
 178                 ret = PTR_ERR(xen_obj->pages);
 179                 xen_obj->pages = NULL;
 180                 goto fail;
 181         }
 182
 183         return xen_obj;
 184
 185 fail:
 186         DRM_ERROR("Failed to allocate buffer with size %zu\n", size);
 187         return ERR_PTR(ret);
 188 }
 189
 190 struct drm_gem_object *xen_drm_front_gem_create(struct drm_device *dev,
 191                                                 size_t size)
 192 {
 193         struct xen_gem_object *xen_obj;
 194
 195         xen_obj = gem_create(dev, size);
 196         if (IS_ERR(xen_obj))
 197                 return ERR_CAST(xen_obj);
 198
 199         return &xen_obj->base;
 200 }
 201
 202 void xen_drm_front_gem_free_object_unlocked(struct drm_gem_object *gem_obj)
 203 {
 204         struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 205
 206         if (xen_obj->base.import_attach) {
 207                 drm_prime_gem_destroy(&xen_obj->base, xen_obj->sgt_imported);
 208                 gem_free_pages_array(xen_obj);
 209         } else {
 210                 if (xen_obj->pages) {
 211                         if (xen_obj->be_alloc) {
 212                                 xen_free_unpopulated_pages(xen_obj->num_pages,
 213                                                            xen_obj->pages);
 214                                 gem_free_pages_array(xen_obj);
 215                         } else {
 216                                 drm_gem_put_pages(&xen_obj->base,
 217                                                   xen_obj->pages, true, false);
 218                         }
 219                 }
 220         }
 221         drm_gem_object_release(gem_obj);
 222         kfree(xen_obj);
 223 }
 224
 225 struct page **xen_drm_front_gem_get_pages(struct drm_gem_object *gem_obj)
 226 {
 227         struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 228
 229         return xen_obj->pages;
 230 }
 231
 232 struct sg_table *xen_drm_front_gem_get_sg_table(struct drm_gem_object *gem_obj)
 233 {
 234         struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 235
 236         if (!xen_obj->pages)
 237                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 238
 239         return drm_prime_pages_to_sg(gem_obj->dev,
 240                                      xen_obj->pages, xen_obj->num_pages);
 241 }
 242
 243 struct drm_gem_object *
 244 xen_drm_front_gem_import_sg_table(struct drm_device *dev,
 245                                   struct dma_buf_attachment *attach,
 246                                   struct sg_table *sgt)
 247 {
 248         struct xen_drm_front_drm_info *drm_info = dev->dev_private;
 249         struct xen_gem_object *xen_obj;
 250         size_t size;
 251         int ret;
 252
 253         size = attach->dmabuf->size;
 254         xen_obj = gem_create_obj(dev, size);
 255         if (IS_ERR(xen_obj))
 256                 return ERR_CAST(xen_obj);
 257
 258         ret = gem_alloc_pages_array(xen_obj, size);
 259         if (ret < 0)
 260                 return ERR_PTR(ret);
 261
 262         xen_obj->sgt_imported = sgt;
 263
 264         ret = drm_prime_sg_to_page_array(sgt, xen_obj->pages,
 265                                          xen_obj->num_pages);
 266         if (ret < 0)
 267                 return ERR_PTR(ret);
 268
 269         ret = xen_drm_front_dbuf_create(drm_info->front_info,
 270                                         xen_drm_front_dbuf_to_cookie(&xen_obj->base),
 271                                         0, 0, 0, size, sgt->sgl->offset,
 272                                         xen_obj->pages);
 273         if (ret < 0)
 274                 return ERR_PTR(ret);
 275
 276         DRM_DEBUG("Imported buffer of size %zu with nents %u\n",
 277                   size, sgt->orig_nents);
 278
 279         return &xen_obj->base;
 280 }
 281
 282 int xen_drm_front_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
 283                                  struct iosys_map *map)
 284 {
 285         struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 286         void *vaddr;
 287
 288         if (!xen_obj->pages)
 289                 return -ENOMEM;
 290
 291         /* Please see comment in gem_mmap_obj on mapping and attributes. */
 292         vaddr = vmap(xen_obj->pages, xen_obj->num_pages,
 293                      VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 294         if (!vaddr)
 295                 return -ENOMEM;
 296         iosys_map_set_vaddr(map, vaddr);
 297
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 void xen_drm_front_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
 302                                     struct iosys_map *map)
 303 {
 304         vunmap(map->vaddr);
 305 }