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

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Copyright 2008 Red Hat Inc.
   4  * Copyright 2009 Jerome Glisse.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   7  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   8  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   9  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  10  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  11  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  19  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  20  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  21  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  22  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  23  *
  24  * Authors: Dave Airlie
  25  *          Alex Deucher
  26  *          Jerome Glisse
  27  */
  28 #include <drm/drmP.h>
  29 #include <drm/amdgpu_drm.h>
  30 #ifdef CONFIG_X86
  31 #include <asm/set_memory.h>
  32 #endif
  33 #include "amdgpu.h"
  34
  35 /*
  36  * GART
  37  * The GART (Graphics Aperture Remapping Table) is an aperture
  38  * in the GPU's address space.  System pages can be mapped into
  39  * the aperture and look like contiguous pages from the GPU's
  40  * perspective.  A page table maps the pages in the aperture
  41  * to the actual backing pages in system memory.
  42  *
  43  * Radeon GPUs support both an internal GART, as described above,
  44  * and AGP.  AGP works similarly, but the GART table is configured
  45  * and maintained by the northbridge rather than the driver.
  46  * Radeon hw has a separate AGP aperture that is programmed to
  47  * point to the AGP aperture provided by the northbridge and the
  48  * requests are passed through to the northbridge aperture.
  49  * Both AGP and internal GART can be used at the same time, however
  50  * that is not currently supported by the driver.
  51  *
  52  * This file handles the common internal GART management.
  53  */
  54
  55 /*
  56  * Common GART table functions.
  57  */
  58
  59 /**
  60  * amdgpu_dummy_page_init - init dummy page used by the driver
  61  *
  62  * @adev: amdgpu_device pointer
  63  *
  64  * Allocate the dummy page used by the driver (all asics).
  65  * This dummy page is used by the driver as a filler for gart entries
  66  * when pages are taken out of the GART
  67  * Returns 0 on sucess, -ENOMEM on failure.
  68  */
  69 static int amdgpu_gart_dummy_page_init(struct amdgpu_device *adev)
  70 {
  71         if (adev->dummy_page.page)
  72                 return 0;
  73         adev->dummy_page.page = alloc_page(GFP_DMA32 | GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
  74         if (adev->dummy_page.page == NULL)
  75                 return -ENOMEM;
  76         adev->dummy_page.addr = pci_map_page(adev->pdev, adev->dummy_page.page,
  77                                         0, PAGE_SIZE, PCI_DMA_BIDIRECTIONAL);
  78         if (pci_dma_mapping_error(adev->pdev, adev->dummy_page.addr)) {
  79                 dev_err(&adev->pdev->dev, "Failed to DMA MAP the dummy page\n");
  80                 __free_page(adev->dummy_page.page);
  81                 adev->dummy_page.page = NULL;
  82                 return -ENOMEM;
  83         }
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * amdgpu_dummy_page_fini - free dummy page used by the driver
  89  *
  90  * @adev: amdgpu_device pointer
  91  *
  92  * Frees the dummy page used by the driver (all asics).
  93  */
  94 static void amdgpu_gart_dummy_page_fini(struct amdgpu_device *adev)
  95 {
  96         if (adev->dummy_page.page == NULL)
  97                 return;
  98         pci_unmap_page(adev->pdev, adev->dummy_page.addr,
  99                         PAGE_SIZE, PCI_DMA_BIDIRECTIONAL);
 100         __free_page(adev->dummy_page.page);
 101         adev->dummy_page.page = NULL;
 102 }
 103
 104 /**
 105  * amdgpu_gart_table_vram_alloc - allocate vram for gart page table
 106  *
 107  * @adev: amdgpu_device pointer
 108  *
 109  * Allocate video memory for GART page table
 110  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 111  * gart table to be in video memory.
 112  * Returns 0 for success, error for failure.
 113  */
 114 int amdgpu_gart_table_vram_alloc(struct amdgpu_device *adev)
 115 {
 116         int r;
 117
 118         if (adev->gart.robj == NULL) {
 119                 r = amdgpu_bo_create(adev, adev->gart.table_size,
 120                                      PAGE_SIZE, true, AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM,
 121                                      AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED |
 122                                      AMDGPU_GEM_CREATE_VRAM_CONTIGUOUS,
 123                                      NULL, NULL, 0, &adev->gart.robj);
 124                 if (r) {
 125                         return r;
 126                 }
 127         }
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * amdgpu_gart_table_vram_pin - pin gart page table in vram
 133  *
 134  * @adev: amdgpu_device pointer
 135  *
 136  * Pin the GART page table in vram so it will not be moved
 137  * by the memory manager (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 138  * gart table to be in video memory.
 139  * Returns 0 for success, error for failure.
 140  */
 141 int amdgpu_gart_table_vram_pin(struct amdgpu_device *adev)
 142 {
 143         uint64_t gpu_addr;
 144         int r;
 145
 146         r = amdgpu_bo_reserve(adev->gart.robj, false);
 147         if (unlikely(r != 0))
 148                 return r;
 149         r = amdgpu_bo_pin(adev->gart.robj,
 150                                 AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM, &gpu_addr);
 151         if (r) {
 152                 amdgpu_bo_unreserve(adev->gart.robj);
 153                 return r;
 154         }
 155         r = amdgpu_bo_kmap(adev->gart.robj, &adev->gart.ptr);
 156         if (r)
 157                 amdgpu_bo_unpin(adev->gart.robj);
 158         amdgpu_bo_unreserve(adev->gart.robj);
 159         adev->gart.table_addr = gpu_addr;
 160         return r;
 161 }
 162
 163 /**
 164  * amdgpu_gart_table_vram_unpin - unpin gart page table in vram
 165  *
 166  * @adev: amdgpu_device pointer
 167  *
 168  * Unpin the GART page table in vram (pcie r4xx, r5xx+).
 169  * These asics require the gart table to be in video memory.
 170  */
 171 void amdgpu_gart_table_vram_unpin(struct amdgpu_device *adev)
 172 {
 173         int r;
 174
 175         if (adev->gart.robj == NULL) {
 176                 return;
 177         }
 178         r = amdgpu_bo_reserve(adev->gart.robj, true);
 179         if (likely(r == 0)) {
 180                 amdgpu_bo_kunmap(adev->gart.robj);
 181                 amdgpu_bo_unpin(adev->gart.robj);
 182                 amdgpu_bo_unreserve(adev->gart.robj);
 183                 adev->gart.ptr = NULL;
 184         }
 185 }
 186
 187 /**
 188  * amdgpu_gart_table_vram_free - free gart page table vram
 189  *
 190  * @adev: amdgpu_device pointer
 191  *
 192  * Free the video memory used for the GART page table
 193  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the gart table to
 194  * be in video memory.
 195  */
 196 void amdgpu_gart_table_vram_free(struct amdgpu_device *adev)
 197 {
 198         if (adev->gart.robj == NULL) {
 199                 return;
 200         }
 201         amdgpu_bo_unref(&adev->gart.robj);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Common gart functions.
 206  */
 207 /**
 208  * amdgpu_gart_unbind - unbind pages from the gart page table
 209  *
 210  * @adev: amdgpu_device pointer
 211  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 212  * @pages: number of pages to unbind
 213  *
 214  * Unbinds the requested pages from the gart page table and
 215  * replaces them with the dummy page (all asics).
 216  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 217  */
 218 int amdgpu_gart_unbind(struct amdgpu_device *adev, uint64_t offset,
 219                         int pages)
 220 {
 221         unsigned t;
 222         unsigned p;
 223         int i, j;
 224         u64 page_base;
 225         /* Starting from VEGA10, system bit must be 0 to mean invalid. */
 226         uint64_t flags = 0;
 227
 228         if (!adev->gart.ready) {
 229                 WARN(1, "trying to unbind memory from uninitialized GART !\n");
 230                 return -EINVAL;
 231         }
 232
 233         t = offset / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 234         p = t / (PAGE_SIZE / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
 235         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
 236 #ifdef CONFIG_DRM_AMDGPU_GART_DEBUGFS
 237                 adev->gart.pages[p] = NULL;
 238 #endif
 239                 page_base = adev->dummy_page.addr;
 240                 if (!adev->gart.ptr)
 241                         continue;
 242
 243                 for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 244                         amdgpu_gart_set_pte_pde(adev, adev->gart.ptr,
 245                                                 t, page_base, flags);
 246                         page_base += AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 247                 }
 248         }
 249         mb();
 250         amdgpu_gart_flush_gpu_tlb(adev, 0);
 251         return 0;
 252 }
 253
 254 /**
 255  * amdgpu_gart_map - map dma_addresses into GART entries
 256  *
 257  * @adev: amdgpu_device pointer
 258  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 259  * @pages: number of pages to bind
 260  * @dma_addr: DMA addresses of pages
 261  *
 262  * Map the dma_addresses into GART entries (all asics).
 263  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 264  */
 265 int amdgpu_gart_map(struct amdgpu_device *adev, uint64_t offset,
 266                     int pages, dma_addr_t *dma_addr, uint64_t flags,
 267                     void *dst)
 268 {
 269         uint64_t page_base;
 270         unsigned i, j, t;
 271
 272         if (!adev->gart.ready) {
 273                 WARN(1, "trying to bind memory to uninitialized GART !\n");
 274                 return -EINVAL;
 275         }
 276
 277         t = offset / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 278
 279         for (i = 0; i < pages; i++) {
 280                 page_base = dma_addr[i];
 281                 for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 282                         amdgpu_gart_set_pte_pde(adev, dst, t, page_base, flags);
 283                         page_base += AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 284                 }
 285         }
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 /**
 290  * amdgpu_gart_bind - bind pages into the gart page table
 291  *
 292  * @adev: amdgpu_device pointer
 293  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 294  * @pages: number of pages to bind
 295  * @pagelist: pages to bind
 296  * @dma_addr: DMA addresses of pages
 297  *
 298  * Binds the requested pages to the gart page table
 299  * (all asics).
 300  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 301  */
 302 int amdgpu_gart_bind(struct amdgpu_device *adev, uint64_t offset,
 303                      int pages, struct page **pagelist, dma_addr_t *dma_addr,
 304                      uint64_t flags)
 305 {
 306 #ifdef CONFIG_DRM_AMDGPU_GART_DEBUGFS
 307         unsigned i,t,p;
 308 #endif
 309         int r;
 310
 311         if (!adev->gart.ready) {
 312                 WARN(1, "trying to bind memory to uninitialized GART !\n");
 313                 return -EINVAL;
 314         }
 315
 316 #ifdef CONFIG_DRM_AMDGPU_GART_DEBUGFS
 317         t = offset / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 318         p = t / (PAGE_SIZE / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
 319         for (i = 0; i < pages; i++, p++)
 320                 adev->gart.pages[p] = pagelist[i];
 321 #endif
 322
 323         if (!adev->gart.ptr)
 324                 return 0;
 325
 326         r = amdgpu_gart_map(adev, offset, pages, dma_addr, flags,
 327                     adev->gart.ptr);
 328         if (r)
 329                 return r;
 330
 331         mb();
 332         amdgpu_gart_flush_gpu_tlb(adev, 0);
 333         return 0;
 334 }
 335
 336 /**
 337  * amdgpu_gart_init - init the driver info for managing the gart
 338  *
 339  * @adev: amdgpu_device pointer
 340  *
 341  * Allocate the dummy page and init the gart driver info (all asics).
 342  * Returns 0 for success, error for failure.
 343  */
 344 int amdgpu_gart_init(struct amdgpu_device *adev)
 345 {
 346         int r;
 347
 348         if (adev->dummy_page.page)
 349                 return 0;
 350
 351         /* We need PAGE_SIZE >= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE */
 352         if (PAGE_SIZE < AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE) {
 353                 DRM_ERROR("Page size is smaller than GPU page size!\n");
 354                 return -EINVAL;
 355         }
 356         r = amdgpu_gart_dummy_page_init(adev);
 357         if (r)
 358                 return r;
 359         /* Compute table size */
 360         adev->gart.num_cpu_pages = adev->mc.gart_size / PAGE_SIZE;
 361         adev->gart.num_gpu_pages = adev->mc.gart_size / AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
 362         DRM_INFO("GART: num cpu pages %u, num gpu pages %u\n",
 363                  adev->gart.num_cpu_pages, adev->gart.num_gpu_pages);
 364
 365 #ifdef CONFIG_DRM_AMDGPU_GART_DEBUGFS
 366         /* Allocate pages table */
 367         adev->gart.pages = vzalloc(sizeof(void *) * adev->gart.num_cpu_pages);
 368         if (adev->gart.pages == NULL)
 369                 return -ENOMEM;
 370 #endif
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 /**
 376  * amdgpu_gart_fini - tear down the driver info for managing the gart
 377  *
 378  * @adev: amdgpu_device pointer
 379  *
 380  * Tear down the gart driver info and free the dummy page (all asics).
 381  */
 382 void amdgpu_gart_fini(struct amdgpu_device *adev)
 383 {
 384 #ifdef CONFIG_DRM_AMDGPU_GART_DEBUGFS
 385         vfree(adev->gart.pages);
 386         adev->gart.pages = NULL;
 387 #endif
 388         amdgpu_gart_dummy_page_fini(adev);
 389 }