drivers/gpu/drm/drm_prime.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2012 Red Hat
   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 (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *      Dave Airlie <[email protected]>
  25  *      Rob Clark <[email protected]>
  26  *
  27  */
  28
  29 #include <linux/export.h>
  30 #include <linux/dma-buf.h>
  31 #include <linux/rbtree.h>
  32 #include <linux/module.h>
  33
  34 #include <drm/drm.h>
  35 #include <drm/drm_drv.h>
  36 #include <drm/drm_file.h>
  37 #include <drm/drm_framebuffer.h>
  38 #include <drm/drm_gem.h>
  39 #include <drm/drm_prime.h>
  40
  41 #include "drm_internal.h"
  42
  43 MODULE_IMPORT_NS("DMA_BUF");
  44
  45 /**
  46  * DOC: overview and lifetime rules
  47  *
  48  * Similar to GEM global names, PRIME file descriptors are also used to share
  49  * buffer objects across processes. They offer additional security: as file
  50  * descriptors must be explicitly sent over UNIX domain sockets to be shared
  51  * between applications, they can't be guessed like the globally unique GEM
  52  * names.
  53  *
  54  * Drivers that support the PRIME API implement the drm_gem_object_funcs.export
  55  * and &drm_driver.gem_prime_import hooks. &dma_buf_ops implementations for
  56  * drivers are all individually exported for drivers which need to overwrite
  57  * or reimplement some of them.
  58  *
  59  * Reference Counting for GEM Drivers
  60  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  61  *
  62  * On the export the &dma_buf holds a reference to the exported buffer object,
  63  * usually a &drm_gem_object. It takes this reference in the PRIME_HANDLE_TO_FD
  64  * IOCTL, when it first calls &drm_gem_object_funcs.export
  65  * and stores the exporting GEM object in the &dma_buf.priv field. This
  66  * reference needs to be released when the final reference to the &dma_buf
  67  * itself is dropped and its &dma_buf_ops.release function is called.  For
  68  * GEM-based drivers, the &dma_buf should be exported using
  69  * drm_gem_dmabuf_export() and then released by drm_gem_dmabuf_release().
  70  *
  71  * Thus the chain of references always flows in one direction, avoiding loops:
  72  * importing GEM object -> dma-buf -> exported GEM bo. A further complication
  73  * are the lookup caches for import and export. These are required to guarantee
  74  * that any given object will always have only one unique userspace handle. This
  75  * is required to allow userspace to detect duplicated imports, since some GEM
  76  * drivers do fail command submissions if a given buffer object is listed more
  77  * than once. These import and export caches in &drm_prime_file_private only
  78  * retain a weak reference, which is cleaned up when the corresponding object is
  79  * released.
  80  *
  81  * Self-importing: If userspace is using PRIME as a replacement for flink then
  82  * it will get a fd->handle request for a GEM object that it created.  Drivers
  83  * should detect this situation and return back the underlying object from the
  84  * dma-buf private. For GEM based drivers this is handled in
  85  * drm_gem_prime_import() already.
  86  */
  87
  88 struct drm_prime_member {
  89         struct dma_buf *dma_buf;
  90         uint32_t handle;
  91
  92         struct rb_node dmabuf_rb;
  93         struct rb_node handle_rb;
  94 };
  95
  96 static int drm_prime_add_buf_handle(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv,
  97                                     struct dma_buf *dma_buf, uint32_t handle)
  98 {
  99         struct drm_prime_member *member;
 100         struct rb_node **p, *rb;
 101
 102         member = kmalloc(sizeof(*member), GFP_KERNEL);
 103         if (!member)
 104                 return -ENOMEM;
 105
 106         get_dma_buf(dma_buf);
 107         member->dma_buf = dma_buf;
 108         member->handle = handle;
 109
 110         rb = NULL;
 111         p = &prime_fpriv->dmabufs.rb_node;
 112         while (*p) {
 113                 struct drm_prime_member *pos;
 114
 115                 rb = *p;
 116                 pos = rb_entry(rb, struct drm_prime_member, dmabuf_rb);
 117                 if (dma_buf > pos->dma_buf)
 118                         p = &rb->rb_right;
 119                 else
 120                         p = &rb->rb_left;
 121         }
 122         rb_link_node(&member->dmabuf_rb, rb, p);
 123         rb_insert_color(&member->dmabuf_rb, &prime_fpriv->dmabufs);
 124
 125         rb = NULL;
 126         p = &prime_fpriv->handles.rb_node;
 127         while (*p) {
 128                 struct drm_prime_member *pos;
 129
 130                 rb = *p;
 131                 pos = rb_entry(rb, struct drm_prime_member, handle_rb);
 132                 if (handle > pos->handle)
 133                         p = &rb->rb_right;
 134                 else
 135                         p = &rb->rb_left;
 136         }
 137         rb_link_node(&member->handle_rb, rb, p);
 138         rb_insert_color(&member->handle_rb, &prime_fpriv->handles);
 139
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 static struct dma_buf *drm_prime_lookup_buf_by_handle(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv,
 144                                                       uint32_t handle)
 145 {
 146         struct rb_node *rb;
 147
 148         rb = prime_fpriv->handles.rb_node;
 149         while (rb) {
 150                 struct drm_prime_member *member;
 151
 152                 member = rb_entry(rb, struct drm_prime_member, handle_rb);
 153                 if (member->handle == handle)
 154                         return member->dma_buf;
 155                 else if (member->handle < handle)
 156                         rb = rb->rb_right;
 157                 else
 158                         rb = rb->rb_left;
 159         }
 160
 161         return NULL;
 162 }
 163
 164 static int drm_prime_lookup_buf_handle(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv,
 165                                        struct dma_buf *dma_buf,
 166                                        uint32_t *handle)
 167 {
 168         struct rb_node *rb;
 169
 170         rb = prime_fpriv->dmabufs.rb_node;
 171         while (rb) {
 172                 struct drm_prime_member *member;
 173
 174                 member = rb_entry(rb, struct drm_prime_member, dmabuf_rb);
 175                 if (member->dma_buf == dma_buf) {
 176                         *handle = member->handle;
 177                         return 0;
 178                 } else if (member->dma_buf < dma_buf) {
 179                         rb = rb->rb_right;
 180                 } else {
 181                         rb = rb->rb_left;
 182                 }
 183         }
 184
 185         return -ENOENT;
 186 }
 187
 188 void drm_prime_remove_buf_handle(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv,
 189                                  uint32_t handle)
 190 {
 191         struct rb_node *rb;
 192
 193         mutex_lock(&prime_fpriv->lock);
 194
 195         rb = prime_fpriv->handles.rb_node;
 196         while (rb) {
 197                 struct drm_prime_member *member;
 198
 199                 member = rb_entry(rb, struct drm_prime_member, handle_rb);
 200                 if (member->handle == handle) {
 201                         rb_erase(&member->handle_rb, &prime_fpriv->handles);
 202                         rb_erase(&member->dmabuf_rb, &prime_fpriv->dmabufs);
 203
 204                         dma_buf_put(member->dma_buf);
 205                         kfree(member);
 206                         break;
 207                 } else if (member->handle < handle) {
 208                         rb = rb->rb_right;
 209                 } else {
 210                         rb = rb->rb_left;
 211                 }
 212         }
 213
 214         mutex_unlock(&prime_fpriv->lock);
 215 }
 216
 217 void drm_prime_init_file_private(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv)
 218 {
 219         mutex_init(&prime_fpriv->lock);
 220         prime_fpriv->dmabufs = RB_ROOT;
 221         prime_fpriv->handles = RB_ROOT;
 222 }
 223
 224 void drm_prime_destroy_file_private(struct drm_prime_file_private *prime_fpriv)
 225 {
 226         /* by now drm_gem_release should've made sure the list is empty */
 227         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&prime_fpriv->dmabufs));
 228 }
 229
 230 /**
 231  * drm_gem_dmabuf_export - &dma_buf export implementation for GEM
 232  * @dev: parent device for the exported dmabuf
 233  * @exp_info: the export information used by dma_buf_export()
 234  *
 235  * This wraps dma_buf_export() for use by generic GEM drivers that are using
 236  * drm_gem_dmabuf_release(). In addition to calling dma_buf_export(), we take
 237  * a reference to the &drm_device and the exported &drm_gem_object (stored in
 238  * &dma_buf_export_info.priv) which is released by drm_gem_dmabuf_release().
 239  *
 240  * Returns the new dmabuf.
 241  */
 242 struct dma_buf *drm_gem_dmabuf_export(struct drm_device *dev,
 243                                       struct dma_buf_export_info *exp_info)
 244 {
 245         struct drm_gem_object *obj = exp_info->priv;
 246         struct dma_buf *dma_buf;
 247
 248         dma_buf = dma_buf_export(exp_info);
 249         if (IS_ERR(dma_buf))
 250                 return dma_buf;
 251
 252         drm_dev_get(dev);
 253         drm_gem_object_get(obj);
 254         dma_buf->file->f_mapping = obj->dev->anon_inode->i_mapping;
 255
 256         return dma_buf;
 257 }
 258 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dmabuf_export);
 259
 260 /**
 261  * drm_gem_dmabuf_release - &dma_buf release implementation for GEM
 262  * @dma_buf: buffer to be released
 263  *
 264  * Generic release function for dma_bufs exported as PRIME buffers. GEM drivers
 265  * must use this in their &dma_buf_ops structure as the release callback.
 266  * drm_gem_dmabuf_release() should be used in conjunction with
 267  * drm_gem_dmabuf_export().
 268  */
 269 void drm_gem_dmabuf_release(struct dma_buf *dma_buf)
 270 {
 271         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 272         struct drm_device *dev = obj->dev;
 273
 274         /* drop the reference on the export fd holds */
 275         drm_gem_object_put(obj);
 276
 277         drm_dev_put(dev);
 278 }
 279 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dmabuf_release);
 280
 281 /**
 282  * drm_gem_prime_fd_to_handle - PRIME import function for GEM drivers
 283  * @dev: drm_device to import into
 284  * @file_priv: drm file-private structure
 285  * @prime_fd: fd id of the dma-buf which should be imported
 286  * @handle: pointer to storage for the handle of the imported buffer object
 287  *
 288  * This is the PRIME import function which must be used mandatorily by GEM
 289  * drivers to ensure correct lifetime management of the underlying GEM object.
 290  * The actual importing of GEM object from the dma-buf is done through the
 291  * &drm_driver.gem_prime_import driver callback.
 292  *
 293  * Returns 0 on success or a negative error code on failure.
 294  */
 295 int drm_gem_prime_fd_to_handle(struct drm_device *dev,
 296                                struct drm_file *file_priv, int prime_fd,
 297                                uint32_t *handle)
 298 {
 299         struct dma_buf *dma_buf;
 300         struct drm_gem_object *obj;
 301         int ret;
 302
 303         dma_buf = dma_buf_get(prime_fd);
 304         if (IS_ERR(dma_buf))
 305                 return PTR_ERR(dma_buf);
 306
 307         mutex_lock(&file_priv->prime.lock);
 308
 309         ret = drm_prime_lookup_buf_handle(&file_priv->prime,
 310                         dma_buf, handle);
 311         if (ret == 0)
 312                 goto out_put;
 313
 314         /* never seen this one, need to import */
 315         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
 316         if (dev->driver->gem_prime_import)
 317                 obj = dev->driver->gem_prime_import(dev, dma_buf);
 318         else
 319                 obj = drm_gem_prime_import(dev, dma_buf);
 320         if (IS_ERR(obj)) {
 321                 ret = PTR_ERR(obj);
 322                 goto out_unlock;
 323         }
 324
 325         if (obj->dma_buf) {
 326                 WARN_ON(obj->dma_buf != dma_buf);
 327         } else {
 328                 obj->dma_buf = dma_buf;
 329                 get_dma_buf(dma_buf);
 330         }
 331
 332         /* _handle_create_tail unconditionally unlocks dev->object_name_lock. */
 333         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handle);
 334         drm_gem_object_put(obj);
 335         if (ret)
 336                 goto out_put;
 337
 338         ret = drm_prime_add_buf_handle(&file_priv->prime,
 339                         dma_buf, *handle);
 340         mutex_unlock(&file_priv->prime.lock);
 341         if (ret)
 342                 goto fail;
 343
 344         dma_buf_put(dma_buf);
 345
 346         return 0;
 347
 348 fail:
 349         /* hmm, if driver attached, we are relying on the free-object path
 350          * to detach.. which seems ok..
 351          */
 352         drm_gem_handle_delete(file_priv, *handle);
 353         dma_buf_put(dma_buf);
 354         return ret;
 355
 356 out_unlock:
 357         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
 358 out_put:
 359         mutex_unlock(&file_priv->prime.lock);
 360         dma_buf_put(dma_buf);
 361         return ret;
 362 }
 363 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_fd_to_handle);
 364
 365 int drm_prime_fd_to_handle_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 366                                  struct drm_file *file_priv)
 367 {
 368         struct drm_prime_handle *args = data;
 369
 370         if (dev->driver->prime_fd_to_handle) {
 371                 return dev->driver->prime_fd_to_handle(dev, file_priv, args->fd,
 372                                                        &args->handle);
 373         }
 374
 375         return drm_gem_prime_fd_to_handle(dev, file_priv, args->fd, &args->handle);
 376 }
 377
 378 static struct dma_buf *export_and_register_object(struct drm_device *dev,
 379                                                   struct drm_gem_object *obj,
 380                                                   uint32_t flags)
 381 {
 382         struct dma_buf *dmabuf;
 383
 384         /* prevent races with concurrent gem_close. */
 385         if (obj->handle_count == 0) {
 386                 dmabuf = ERR_PTR(-ENOENT);
 387                 return dmabuf;
 388         }
 389
 390         if (obj->funcs && obj->funcs->export)
 391                 dmabuf = obj->funcs->export(obj, flags);
 392         else
 393                 dmabuf = drm_gem_prime_export(obj, flags);
 394         if (IS_ERR(dmabuf)) {
 395                 /* normally the created dma-buf takes ownership of the ref,
 396                  * but if that fails then drop the ref
 397                  */
 398                 return dmabuf;
 399         }
 400
 401         /*
 402          * Note that callers do not need to clean up the export cache
 403          * since the check for obj->handle_count guarantees that someone
 404          * will clean it up.
 405          */
 406         obj->dma_buf = dmabuf;
 407         get_dma_buf(obj->dma_buf);
 408
 409         return dmabuf;
 410 }
 411
 412 /**
 413  * drm_gem_prime_handle_to_dmabuf - PRIME export function for GEM drivers
 414  * @dev: dev to export the buffer from
 415  * @file_priv: drm file-private structure
 416  * @handle: buffer handle to export
 417  * @flags: flags like DRM_CLOEXEC
 418  *
 419  * This is the PRIME export function which must be used mandatorily by GEM
 420  * drivers to ensure correct lifetime management of the underlying GEM object.
 421  * The actual exporting from GEM object to a dma-buf is done through the
 422  * &drm_gem_object_funcs.export callback.
 423  *
 424  * Unlike drm_gem_prime_handle_to_fd(), it returns the struct dma_buf it
 425  * has created, without attaching it to any file descriptors.  The difference
 426  * between those two is similar to that between anon_inode_getfile() and
 427  * anon_inode_getfd(); insertion into descriptor table is something you
 428  * can not revert if any cleanup is needed, so the descriptor-returning
 429  * variants should only be used when you are past the last failure exit
 430  * and the only thing left is passing the new file descriptor to userland.
 431  * When all you need is the object itself or when you need to do something
 432  * else that might fail, use that one instead.
 433  */
 434 struct dma_buf *drm_gem_prime_handle_to_dmabuf(struct drm_device *dev,
 435                                struct drm_file *file_priv, uint32_t handle,
 436                                uint32_t flags)
 437 {
 438         struct drm_gem_object *obj;
 439         int ret = 0;
 440         struct dma_buf *dmabuf;
 441
 442         mutex_lock(&file_priv->prime.lock);
 443         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, handle);
 444         if (!obj)  {
 445                 dmabuf = ERR_PTR(-ENOENT);
 446                 goto out_unlock;
 447         }
 448
 449         dmabuf = drm_prime_lookup_buf_by_handle(&file_priv->prime, handle);
 450         if (dmabuf) {
 451                 get_dma_buf(dmabuf);
 452                 goto out;
 453         }
 454
 455         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
 456         /* re-export the original imported object */
 457         if (obj->import_attach) {
 458                 dmabuf = obj->import_attach->dmabuf;
 459                 get_dma_buf(dmabuf);
 460                 goto out_have_obj;
 461         }
 462
 463         if (obj->dma_buf) {
 464                 get_dma_buf(obj->dma_buf);
 465                 dmabuf = obj->dma_buf;
 466                 goto out_have_obj;
 467         }
 468
 469         dmabuf = export_and_register_object(dev, obj, flags);
 470         if (IS_ERR(dmabuf)) {
 471                 /* normally the created dma-buf takes ownership of the ref,
 472                  * but if that fails then drop the ref
 473                  */
 474                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
 475                 goto out;
 476         }
 477
 478 out_have_obj:
 479         /*
 480          * If we've exported this buffer then cheat and add it to the import list
 481          * so we get the correct handle back. We must do this under the
 482          * protection of dev->object_name_lock to ensure that a racing gem close
 483          * ioctl doesn't miss to remove this buffer handle from the cache.
 484          */
 485         ret = drm_prime_add_buf_handle(&file_priv->prime,
 486                                        dmabuf, handle);
 487         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
 488         if (ret) {
 489                 dma_buf_put(dmabuf);
 490                 dmabuf = ERR_PTR(ret);
 491         }
 492 out:
 493         drm_gem_object_put(obj);
 494 out_unlock:
 495         mutex_unlock(&file_priv->prime.lock);
 496         return dmabuf;
 497 }
 498 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_handle_to_dmabuf);
 499
 500 /**
 501  * drm_gem_prime_handle_to_fd - PRIME export function for GEM drivers
 502  * @dev: dev to export the buffer from
 503  * @file_priv: drm file-private structure
 504  * @handle: buffer handle to export
 505  * @flags: flags like DRM_CLOEXEC
 506  * @prime_fd: pointer to storage for the fd id of the create dma-buf
 507  *
 508  * This is the PRIME export function which must be used mandatorily by GEM
 509  * drivers to ensure correct lifetime management of the underlying GEM object.
 510  * The actual exporting from GEM object to a dma-buf is done through the
 511  * &drm_gem_object_funcs.export callback.
 512  */
 513 int drm_gem_prime_handle_to_fd(struct drm_device *dev,
 514                                struct drm_file *file_priv, uint32_t handle,
 515                                uint32_t flags,
 516                                int *prime_fd)
 517 {
 518         struct dma_buf *dmabuf;
 519         int fd = get_unused_fd_flags(flags);
 520
 521         if (fd < 0)
 522                 return fd;
 523
 524         dmabuf = drm_gem_prime_handle_to_dmabuf(dev, file_priv, handle, flags);
 525         if (IS_ERR(dmabuf)) {
 526                 put_unused_fd(fd);
 527                 return PTR_ERR(dmabuf);
 528         }
 529
 530         fd_install(fd, dmabuf->file);
 531         *prime_fd = fd;
 532         return 0;
 533 }
 534 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_handle_to_fd);
 535
 536 int drm_prime_handle_to_fd_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 537                                  struct drm_file *file_priv)
 538 {
 539         struct drm_prime_handle *args = data;
 540
 541         /* check flags are valid */
 542         if (args->flags & ~(DRM_CLOEXEC | DRM_RDWR))
 543                 return -EINVAL;
 544
 545         if (dev->driver->prime_handle_to_fd) {
 546                 return dev->driver->prime_handle_to_fd(dev, file_priv,
 547                                                        args->handle, args->flags,
 548                                                        &args->fd);
 549         }
 550         return drm_gem_prime_handle_to_fd(dev, file_priv, args->handle,
 551                                           args->flags, &args->fd);
 552 }
 553
 554 /**
 555  * DOC: PRIME Helpers
 556  *
 557  * Drivers can implement &drm_gem_object_funcs.export and
 558  * &drm_driver.gem_prime_import in terms of simpler APIs by using the helper
 559  * functions drm_gem_prime_export() and drm_gem_prime_import(). These functions
 560  * implement dma-buf support in terms of some lower-level helpers, which are
 561  * again exported for drivers to use individually:
 562  *
 563  * Exporting buffers
 564  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 565  *
 566  * Optional pinning of buffers is handled at dma-buf attach and detach time in
 567  * drm_gem_map_attach() and drm_gem_map_detach(). Backing storage itself is
 568  * handled by drm_gem_map_dma_buf() and drm_gem_unmap_dma_buf(), which relies on
 569  * &drm_gem_object_funcs.get_sg_table. If &drm_gem_object_funcs.get_sg_table is
 570  * unimplemented, exports into another device are rejected.
 571  *
 572  * For kernel-internal access there's drm_gem_dmabuf_vmap() and
 573  * drm_gem_dmabuf_vunmap(). Userspace mmap support is provided by
 574  * drm_gem_dmabuf_mmap().
 575  *
 576  * Note that these export helpers can only be used if the underlying backing
 577  * storage is fully coherent and either permanently pinned, or it is safe to pin
 578  * it indefinitely.
 579  *
 580  * FIXME: The underlying helper functions are named rather inconsistently.
 581  *
 582  * Importing buffers
 583  * ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 584  *
 585  * Importing dma-bufs using drm_gem_prime_import() relies on
 586  * &drm_driver.gem_prime_import_sg_table.
 587  *
 588  * Note that similarly to the export helpers this permanently pins the
 589  * underlying backing storage. Which is ok for scanout, but is not the best
 590  * option for sharing lots of buffers for rendering.
 591  */
 592
 593 /**
 594  * drm_gem_map_attach - dma_buf attach implementation for GEM
 595  * @dma_buf: buffer to attach device to
 596  * @attach: buffer attachment data
 597  *
 598  * Calls &drm_gem_object_funcs.pin for device specific handling. This can be
 599  * used as the &dma_buf_ops.attach callback. Must be used together with
 600  * drm_gem_map_detach().
 601  *
 602  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
 603  */
 604 int drm_gem_map_attach(struct dma_buf *dma_buf,
 605                        struct dma_buf_attachment *attach)
 606 {
 607         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 608
 609         /*
 610          * drm_gem_map_dma_buf() requires obj->get_sg_table(), but drivers
 611          * that implement their own ->map_dma_buf() do not.
 612          */
 613         if (dma_buf->ops->map_dma_buf == drm_gem_map_dma_buf &&
 614             !obj->funcs->get_sg_table)
 615                 return -ENOSYS;
 616
 617         return drm_gem_pin(obj);
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_map_attach);
 620
 621 /**
 622  * drm_gem_map_detach - dma_buf detach implementation for GEM
 623  * @dma_buf: buffer to detach from
 624  * @attach: attachment to be detached
 625  *
 626  * Calls &drm_gem_object_funcs.pin for device specific handling.  Cleans up
 627  * &dma_buf_attachment from drm_gem_map_attach(). This can be used as the
 628  * &dma_buf_ops.detach callback.
 629  */
 630 void drm_gem_map_detach(struct dma_buf *dma_buf,
 631                         struct dma_buf_attachment *attach)
 632 {
 633         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 634
 635         drm_gem_unpin(obj);
 636 }
 637 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_map_detach);
 638
 639 /**
 640  * drm_gem_map_dma_buf - map_dma_buf implementation for GEM
 641  * @attach: attachment whose scatterlist is to be returned
 642  * @dir: direction of DMA transfer
 643  *
 644  * Calls &drm_gem_object_funcs.get_sg_table and then maps the scatterlist. This
 645  * can be used as the &dma_buf_ops.map_dma_buf callback. Should be used together
 646  * with drm_gem_unmap_dma_buf().
 647  *
 648  * Returns:sg_table containing the scatterlist to be returned; returns ERR_PTR
 649  * on error. May return -EINTR if it is interrupted by a signal.
 650  */
 651 struct sg_table *drm_gem_map_dma_buf(struct dma_buf_attachment *attach,
 652                                      enum dma_data_direction dir)
 653 {
 654         struct drm_gem_object *obj = attach->dmabuf->priv;
 655         struct sg_table *sgt;
 656         int ret;
 657
 658         if (WARN_ON(dir == DMA_NONE))
 659                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 660
 661         if (WARN_ON(!obj->funcs->get_sg_table))
 662                 return ERR_PTR(-ENOSYS);
 663
 664         sgt = obj->funcs->get_sg_table(obj);
 665         if (IS_ERR(sgt))
 666                 return sgt;
 667
 668         ret = dma_map_sgtable(attach->dev, sgt, dir,
 669                               DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 670         if (ret) {
 671                 sg_free_table(sgt);
 672                 kfree(sgt);
 673                 sgt = ERR_PTR(ret);
 674         }
 675
 676         return sgt;
 677 }
 678 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_map_dma_buf);
 679
 680 /**
 681  * drm_gem_unmap_dma_buf - unmap_dma_buf implementation for GEM
 682  * @attach: attachment to unmap buffer from
 683  * @sgt: scatterlist info of the buffer to unmap
 684  * @dir: direction of DMA transfer
 685  *
 686  * This can be used as the &dma_buf_ops.unmap_dma_buf callback.
 687  */
 688 void drm_gem_unmap_dma_buf(struct dma_buf_attachment *attach,
 689                            struct sg_table *sgt,
 690                            enum dma_data_direction dir)
 691 {
 692         if (!sgt)
 693                 return;
 694
 695         dma_unmap_sgtable(attach->dev, sgt, dir, DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 696         sg_free_table(sgt);
 697         kfree(sgt);
 698 }
 699 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unmap_dma_buf);
 700
 701 /**
 702  * drm_gem_dmabuf_vmap - dma_buf vmap implementation for GEM
 703  * @dma_buf: buffer to be mapped
 704  * @map: the virtual address of the buffer
 705  *
 706  * Sets up a kernel virtual mapping. This can be used as the &dma_buf_ops.vmap
 707  * callback. Calls into &drm_gem_object_funcs.vmap for device specific handling.
 708  * The kernel virtual address is returned in map.
 709  *
 710  * Returns 0 on success or a negative errno code otherwise.
 711  */
 712 int drm_gem_dmabuf_vmap(struct dma_buf *dma_buf, struct iosys_map *map)
 713 {
 714         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 715
 716         return drm_gem_vmap(obj, map);
 717 }
 718 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dmabuf_vmap);
 719
 720 /**
 721  * drm_gem_dmabuf_vunmap - dma_buf vunmap implementation for GEM
 722  * @dma_buf: buffer to be unmapped
 723  * @map: the virtual address of the buffer
 724  *
 725  * Releases a kernel virtual mapping. This can be used as the
 726  * &dma_buf_ops.vunmap callback. Calls into &drm_gem_object_funcs.vunmap for device specific handling.
 727  */
 728 void drm_gem_dmabuf_vunmap(struct dma_buf *dma_buf, struct iosys_map *map)
 729 {
 730         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 731
 732         drm_gem_vunmap(obj, map);
 733 }
 734 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dmabuf_vunmap);
 735
 736 /**
 737  * drm_gem_prime_mmap - PRIME mmap function for GEM drivers
 738  * @obj: GEM object
 739  * @vma: Virtual address range
 740  *
 741  * This function sets up a userspace mapping for PRIME exported buffers using
 742  * the same codepath that is used for regular GEM buffer mapping on the DRM fd.
 743  * The fake GEM offset is added to vma->vm_pgoff and &drm_driver->fops->mmap is
 744  * called to set up the mapping.
 745  */
 746 int drm_gem_prime_mmap(struct drm_gem_object *obj, struct vm_area_struct *vma)
 747 {
 748         struct drm_file *priv;
 749         struct file *fil;
 750         int ret;
 751
 752         /* Add the fake offset */
 753         vma->vm_pgoff += drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 754
 755         if (obj->funcs && obj->funcs->mmap) {
 756                 vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
 757
 758                 drm_gem_object_get(obj);
 759                 ret = obj->funcs->mmap(obj, vma);
 760                 if (ret) {
 761                         drm_gem_object_put(obj);
 762                         return ret;
 763                 }
 764                 vma->vm_private_data = obj;
 765                 return 0;
 766         }
 767
 768         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 769         fil = kzalloc(sizeof(*fil), GFP_KERNEL);
 770         if (!priv || !fil) {
 771                 ret = -ENOMEM;
 772                 goto out;
 773         }
 774
 775         /* Used by drm_gem_mmap() to lookup the GEM object */
 776         priv->minor = obj->dev->primary;
 777         fil->private_data = priv;
 778
 779         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, priv);
 780         if (ret)
 781                 goto out;
 782
 783         ret = obj->dev->driver->fops->mmap(fil, vma);
 784
 785         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, priv);
 786 out:
 787         kfree(priv);
 788         kfree(fil);
 789
 790         return ret;
 791 }
 792 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_mmap);
 793
 794 /**
 795  * drm_gem_dmabuf_mmap - dma_buf mmap implementation for GEM
 796  * @dma_buf: buffer to be mapped
 797  * @vma: virtual address range
 798  *
 799  * Provides memory mapping for the buffer. This can be used as the
 800  * &dma_buf_ops.mmap callback. It just forwards to drm_gem_prime_mmap().
 801  *
 802  * Returns 0 on success or a negative error code on failure.
 803  */
 804 int drm_gem_dmabuf_mmap(struct dma_buf *dma_buf, struct vm_area_struct *vma)
 805 {
 806         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
 807
 808         return drm_gem_prime_mmap(obj, vma);
 809 }
 810 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dmabuf_mmap);
 811
 812 static const struct dma_buf_ops drm_gem_prime_dmabuf_ops =  {
 813         .cache_sgt_mapping = true,
 814         .attach = drm_gem_map_attach,
 815         .detach = drm_gem_map_detach,
 816         .map_dma_buf = drm_gem_map_dma_buf,
 817         .unmap_dma_buf = drm_gem_unmap_dma_buf,
 818         .release = drm_gem_dmabuf_release,
 819         .mmap = drm_gem_dmabuf_mmap,
 820         .vmap = drm_gem_dmabuf_vmap,
 821         .vunmap = drm_gem_dmabuf_vunmap,
 822 };
 823
 824 /**
 825  * drm_prime_pages_to_sg - converts a page array into an sg list
 826  * @dev: DRM device
 827  * @pages: pointer to the array of page pointers to convert
 828  * @nr_pages: length of the page vector
 829  *
 830  * This helper creates an sg table object from a set of pages
 831  * the driver is responsible for mapping the pages into the
 832  * importers address space for use with dma_buf itself.
 833  *
 834  * This is useful for implementing &drm_gem_object_funcs.get_sg_table.
 835  */
 836 struct sg_table *drm_prime_pages_to_sg(struct drm_device *dev,
 837                                        struct page **pages, unsigned int nr_pages)
 838 {
 839         struct sg_table *sg;
 840         size_t max_segment = 0;
 841         int err;
 842
 843         sg = kmalloc(sizeof(struct sg_table), GFP_KERNEL);
 844         if (!sg)
 845                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 846
 847         if (dev)
 848                 max_segment = dma_max_mapping_size(dev->dev);
 849         if (max_segment == 0)
 850                 max_segment = UINT_MAX;
 851         err = sg_alloc_table_from_pages_segment(sg, pages, nr_pages, 0,
 852                                                 (unsigned long)nr_pages << PAGE_SHIFT,
 853                                                 max_segment, GFP_KERNEL);
 854         if (err) {
 855                 kfree(sg);
 856                 sg = ERR_PTR(err);
 857         }
 858         return sg;
 859 }
 860 EXPORT_SYMBOL(drm_prime_pages_to_sg);
 861
 862 /**
 863  * drm_prime_get_contiguous_size - returns the contiguous size of the buffer
 864  * @sgt: sg_table describing the buffer to check
 865  *
 866  * This helper calculates the contiguous size in the DMA address space
 867  * of the buffer described by the provided sg_table.
 868  *
 869  * This is useful for implementing
 870  * &drm_gem_object_funcs.gem_prime_import_sg_table.
 871  */
 872 unsigned long drm_prime_get_contiguous_size(struct sg_table *sgt)
 873 {
 874         dma_addr_t expected = sg_dma_address(sgt->sgl);
 875         struct scatterlist *sg;
 876         unsigned long size = 0;
 877         int i;
 878
 879         for_each_sgtable_dma_sg(sgt, sg, i) {
 880                 unsigned int len = sg_dma_len(sg);
 881
 882                 if (!len)
 883                         break;
 884                 if (sg_dma_address(sg) != expected)
 885                         break;
 886                 expected += len;
 887                 size += len;
 888         }
 889         return size;
 890 }
 891 EXPORT_SYMBOL(drm_prime_get_contiguous_size);
 892
 893 /**
 894  * drm_gem_prime_export - helper library implementation of the export callback
 895  * @obj: GEM object to export
 896  * @flags: flags like DRM_CLOEXEC and DRM_RDWR
 897  *
 898  * This is the implementation of the &drm_gem_object_funcs.export functions for GEM drivers
 899  * using the PRIME helpers. It is used as the default in
 900  * drm_gem_prime_handle_to_fd().
 901  */
 902 struct dma_buf *drm_gem_prime_export(struct drm_gem_object *obj,
 903                                      int flags)
 904 {
 905         struct drm_device *dev = obj->dev;
 906         struct dma_buf_export_info exp_info = {
 907                 .exp_name = KBUILD_MODNAME, /* white lie for debug */
 908                 .owner = dev->driver->fops->owner,
 909                 .ops = &drm_gem_prime_dmabuf_ops,
 910                 .size = obj->size,
 911                 .flags = flags,
 912                 .priv = obj,
 913                 .resv = obj->resv,
 914         };
 915
 916         return drm_gem_dmabuf_export(dev, &exp_info);
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_export);
 919
 920 /**
 921  * drm_gem_prime_import_dev - core implementation of the import callback
 922  * @dev: drm_device to import into
 923  * @dma_buf: dma-buf object to import
 924  * @attach_dev: struct device to dma_buf attach
 925  *
 926  * This is the core of drm_gem_prime_import(). It's designed to be called by
 927  * drivers who want to use a different device structure than &drm_device.dev for
 928  * attaching via dma_buf. This function calls
 929  * &drm_driver.gem_prime_import_sg_table internally.
 930  *
 931  * Drivers must arrange to call drm_prime_gem_destroy() from their
 932  * &drm_gem_object_funcs.free hook when using this function.
 933  */
 934 struct drm_gem_object *drm_gem_prime_import_dev(struct drm_device *dev,
 935                                             struct dma_buf *dma_buf,
 936                                             struct device *attach_dev)
 937 {
 938         struct dma_buf_attachment *attach;
 939         struct sg_table *sgt;
 940         struct drm_gem_object *obj;
 941         int ret;
 942
 943         if (dma_buf->ops == &drm_gem_prime_dmabuf_ops) {
 944                 obj = dma_buf->priv;
 945                 if (obj->dev == dev) {
 946                         /*
 947                          * Importing dmabuf exported from our own gem increases
 948                          * refcount on gem itself instead of f_count of dmabuf.
 949                          */
 950                         drm_gem_object_get(obj);
 951                         return obj;
 952                 }
 953         }
 954
 955         if (!dev->driver->gem_prime_import_sg_table)
 956                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 957
 958         attach = dma_buf_attach(dma_buf, attach_dev);
 959         if (IS_ERR(attach))
 960                 return ERR_CAST(attach);
 961
 962         get_dma_buf(dma_buf);
 963
 964         sgt = dma_buf_map_attachment_unlocked(attach, DMA_BIDIRECTIONAL);
 965         if (IS_ERR(sgt)) {
 966                 ret = PTR_ERR(sgt);
 967                 goto fail_detach;
 968         }
 969
 970         obj = dev->driver->gem_prime_import_sg_table(dev, attach, sgt);
 971         if (IS_ERR(obj)) {
 972                 ret = PTR_ERR(obj);
 973                 goto fail_unmap;
 974         }
 975
 976         obj->import_attach = attach;
 977         obj->resv = dma_buf->resv;
 978
 979         return obj;
 980
 981 fail_unmap:
 982         dma_buf_unmap_attachment_unlocked(attach, sgt, DMA_BIDIRECTIONAL);
 983 fail_detach:
 984         dma_buf_detach(dma_buf, attach);
 985         dma_buf_put(dma_buf);
 986
 987         return ERR_PTR(ret);
 988 }
 989 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_import_dev);
 990
 991 /**
 992  * drm_gem_prime_import - helper library implementation of the import callback
 993  * @dev: drm_device to import into
 994  * @dma_buf: dma-buf object to import
 995  *
 996  * This is the implementation of the gem_prime_import functions for GEM drivers
 997  * using the PRIME helpers. Drivers can use this as their
 998  * &drm_driver.gem_prime_import implementation. It is used as the default
 999  * implementation in drm_gem_prime_fd_to_handle().
1000  *
1001  * Drivers must arrange to call drm_prime_gem_destroy() from their
1002  * &drm_gem_object_funcs.free hook when using this function.
1003  */
1004 struct drm_gem_object *drm_gem_prime_import(struct drm_device *dev,
1005                                             struct dma_buf *dma_buf)
1006 {
1007         return drm_gem_prime_import_dev(dev, dma_buf, dev->dev);
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_prime_import);
1010
1011 /**
1012  * drm_prime_sg_to_page_array - convert an sg table into a page array
1013  * @sgt: scatter-gather table to convert
1014  * @pages: array of page pointers to store the pages in
1015  * @max_entries: size of the passed-in array
1016  *
1017  * Exports an sg table into an array of pages.
1018  *
1019  * This function is deprecated and strongly discouraged to be used.
1020  * The page array is only useful for page faults and those can corrupt fields
1021  * in the struct page if they are not handled by the exporting driver.
1022  */
1023 int __deprecated drm_prime_sg_to_page_array(struct sg_table *sgt,
1024                                             struct page **pages,
1025                                             int max_entries)
1026 {
1027         struct sg_page_iter page_iter;
1028         struct page **p = pages;
1029
1030         for_each_sgtable_page(sgt, &page_iter, 0) {
1031                 if (WARN_ON(p - pages >= max_entries))
1032                         return -1;
1033                 *p++ = sg_page_iter_page(&page_iter);
1034         }
1035         return 0;
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL(drm_prime_sg_to_page_array);
1038
1039 /**
1040  * drm_prime_sg_to_dma_addr_array - convert an sg table into a dma addr array
1041  * @sgt: scatter-gather table to convert
1042  * @addrs: array to store the dma bus address of each page
1043  * @max_entries: size of both the passed-in arrays
1044  *
1045  * Exports an sg table into an array of addresses.
1046  *
1047  * Drivers should use this in their &drm_driver.gem_prime_import_sg_table
1048  * implementation.
1049  */
1050 int drm_prime_sg_to_dma_addr_array(struct sg_table *sgt, dma_addr_t *addrs,
1051                                    int max_entries)
1052 {
1053         struct sg_dma_page_iter dma_iter;
1054         dma_addr_t *a = addrs;
1055
1056         for_each_sgtable_dma_page(sgt, &dma_iter, 0) {
1057                 if (WARN_ON(a - addrs >= max_entries))
1058                         return -1;
1059                 *a++ = sg_page_iter_dma_address(&dma_iter);
1060         }
1061         return 0;
1062 }
1063 EXPORT_SYMBOL(drm_prime_sg_to_dma_addr_array);
1064
1065 /**
1066  * drm_prime_gem_destroy - helper to clean up a PRIME-imported GEM object
1067  * @obj: GEM object which was created from a dma-buf
1068  * @sg: the sg-table which was pinned at import time
1069  *
1070  * This is the cleanup functions which GEM drivers need to call when they use
1071  * drm_gem_prime_import() or drm_gem_prime_import_dev() to import dma-bufs.
1072  */
1073 void drm_prime_gem_destroy(struct drm_gem_object *obj, struct sg_table *sg)
1074 {
1075         struct dma_buf_attachment *attach;
1076         struct dma_buf *dma_buf;
1077
1078         attach = obj->import_attach;
1079         if (sg)
1080                 dma_buf_unmap_attachment_unlocked(attach, sg, DMA_BIDIRECTIONAL);
1081         dma_buf = attach->dmabuf;
1082         dma_buf_detach(attach->dmabuf, attach);
1083         /* remove the reference */
1084         dma_buf_put(dma_buf);
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL(drm_prime_gem_destroy);