Merge tag 'powerpc-5.11-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_dma_buf.c
1 /*
2  * Copyright 2019 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 "amdgpu.h"
35 #include "amdgpu_display.h"
36 #include "amdgpu_gem.h"
37 #include "amdgpu_dma_buf.h"
38 #include "amdgpu_xgmi.h"
39 #include <drm/amdgpu_drm.h>
40 #include <linux/dma-buf.h>
41 #include <linux/dma-fence-array.h>
42 #include <linux/pci-p2pdma.h>
43
44 /**
45  * amdgpu_gem_prime_mmap - &drm_driver.gem_prime_mmap implementation
46  * @obj: GEM BO
47  * @vma: Virtual memory area
48  *
49  * Sets up a userspace mapping of the BO's memory in the given
50  * virtual memory area.
51  *
52  * Returns:
53  * 0 on success or a negative error code on failure.
54  */
55 int amdgpu_gem_prime_mmap(struct drm_gem_object *obj,
56                           struct vm_area_struct *vma)
57 {
58         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
59         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
60         unsigned asize = amdgpu_bo_size(bo);
61         int ret;
62
63         if (!vma->vm_file)
64                 return -ENODEV;
65
66         if (adev == NULL)
67                 return -ENODEV;
68
69         /* Check for valid size. */
70         if (asize < vma->vm_end - vma->vm_start)
71                 return -EINVAL;
72
73         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
74             (bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_NO_CPU_ACCESS)) {
75                 return -EPERM;
76         }
77         vma->vm_pgoff += amdgpu_bo_mmap_offset(bo) >> PAGE_SHIFT;
78
79         /* prime mmap does not need to check access, so allow here */
80         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
81         if (ret)
82                 return ret;
83
84         ret = ttm_bo_mmap(vma->vm_file, vma, &adev->mman.bdev);
85         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, vma->vm_file->private_data);
86
87         return ret;
88 }
89
90 static int
91 __dma_resv_make_exclusive(struct dma_resv *obj)
92 {
93         struct dma_fence **fences;
94         unsigned int count;
95         int r;
96
97         if (!dma_resv_get_list(obj)) /* no shared fences to convert */
98                 return 0;
99
100         r = dma_resv_get_fences_rcu(obj, NULL, &count, &fences);
101         if (r)
102                 return r;
103
104         if (count == 0) {
105                 /* Now that was unexpected. */
106         } else if (count == 1) {
107                 dma_resv_add_excl_fence(obj, fences[0]);
108                 dma_fence_put(fences[0]);
109                 kfree(fences);
110         } else {
111                 struct dma_fence_array *array;
112
113                 array = dma_fence_array_create(count, fences,
114                                                dma_fence_context_alloc(1), 0,
115                                                false);
116                 if (!array)
117                         goto err_fences_put;
118
119                 dma_resv_add_excl_fence(obj, &array->base);
120                 dma_fence_put(&array->base);
121         }
122
123         return 0;
124
125 err_fences_put:
126         while (count--)
127                 dma_fence_put(fences[count]);
128         kfree(fences);
129         return -ENOMEM;
130 }
131
132 /**
133  * amdgpu_dma_buf_attach - &dma_buf_ops.attach implementation
134  *
135  * @dmabuf: DMA-buf where we attach to
136  * @attach: attachment to add
137  *
138  * Add the attachment as user to the exported DMA-buf.
139  */
140 static int amdgpu_dma_buf_attach(struct dma_buf *dmabuf,
141                                  struct dma_buf_attachment *attach)
142 {
143         struct drm_gem_object *obj = dmabuf->priv;
144         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
145         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
146         int r;
147
148         if (pci_p2pdma_distance_many(adev->pdev, &attach->dev, 1, true) < 0)
149                 attach->peer2peer = false;
150
151         if (attach->dev->driver == adev->dev->driver)
152                 return 0;
153
154         r = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
155         if (unlikely(r != 0))
156                 return r;
157
158         /*
159          * We only create shared fences for internal use, but importers
160          * of the dmabuf rely on exclusive fences for implicitly
161          * tracking write hazards. As any of the current fences may
162          * correspond to a write, we need to convert all existing
163          * fences on the reservation object into a single exclusive
164          * fence.
165          */
166         r = __dma_resv_make_exclusive(bo->tbo.base.resv);
167         if (r)
168                 return r;
169
170         bo->prime_shared_count++;
171         amdgpu_bo_unreserve(bo);
172         return 0;
173 }
174
175 /**
176  * amdgpu_dma_buf_detach - &dma_buf_ops.detach implementation
177  *
178  * @dmabuf: DMA-buf where we remove the attachment from
179  * @attach: the attachment to remove
180  *
181  * Called when an attachment is removed from the DMA-buf.
182  */
183 static void amdgpu_dma_buf_detach(struct dma_buf *dmabuf,
184                                   struct dma_buf_attachment *attach)
185 {
186         struct drm_gem_object *obj = dmabuf->priv;
187         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
188         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
189
190         if (attach->dev->driver != adev->dev->driver && bo->prime_shared_count)
191                 bo->prime_shared_count--;
192 }
193
194 /**
195  * amdgpu_dma_buf_pin - &dma_buf_ops.pin implementation
196  *
197  * @attach: attachment to pin down
198  *
199  * Pin the BO which is backing the DMA-buf so that it can't move any more.
200  */
201 static int amdgpu_dma_buf_pin(struct dma_buf_attachment *attach)
202 {
203         struct drm_gem_object *obj = attach->dmabuf->priv;
204         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
205
206         /* pin buffer into GTT */
207         return amdgpu_bo_pin(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);
208 }
209
210 /**
211  * amdgpu_dma_buf_unpin - &dma_buf_ops.unpin implementation
212  *
213  * @attach: attachment to unpin
214  *
215  * Unpin a previously pinned BO to make it movable again.
216  */
217 static void amdgpu_dma_buf_unpin(struct dma_buf_attachment *attach)
218 {
219         struct drm_gem_object *obj = attach->dmabuf->priv;
220         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
221
222         amdgpu_bo_unpin(bo);
223 }
224
225 /**
226  * amdgpu_dma_buf_map - &dma_buf_ops.map_dma_buf implementation
227  * @attach: DMA-buf attachment
228  * @dir: DMA direction
229  *
230  * Makes sure that the shared DMA buffer can be accessed by the target device.
231  * For now, simply pins it to the GTT domain, where it should be accessible by
232  * all DMA devices.
233  *
234  * Returns:
235  * sg_table filled with the DMA addresses to use or ERR_PRT with negative error
236  * code.
237  */
238 static struct sg_table *amdgpu_dma_buf_map(struct dma_buf_attachment *attach,
239                                            enum dma_data_direction dir)
240 {
241         struct dma_buf *dma_buf = attach->dmabuf;
242         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
243         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
244         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
245         struct sg_table *sgt;
246         long r;
247
248         if (!bo->tbo.pin_count) {
249                 /* move buffer into GTT or VRAM */
250                 struct ttm_operation_ctx ctx = { false, false };
251                 unsigned domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
252
253                 if (bo->preferred_domains & AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM &&
254                     attach->peer2peer) {
255                         bo->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED;
256                         domains |= AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM;
257                 }
258                 amdgpu_bo_placement_from_domain(bo, domains);
259                 r = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
260                 if (r)
261                         return ERR_PTR(r);
262
263         } else if (!(amdgpu_mem_type_to_domain(bo->tbo.mem.mem_type) &
264                      AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT)) {
265                 return ERR_PTR(-EBUSY);
266         }
267
268         switch (bo->tbo.mem.mem_type) {
269         case TTM_PL_TT:
270                 sgt = drm_prime_pages_to_sg(obj->dev,
271                                             bo->tbo.ttm->pages,
272                                             bo->tbo.num_pages);
273                 if (IS_ERR(sgt))
274                         return sgt;
275
276                 if (dma_map_sgtable(attach->dev, sgt, dir,
277                                     DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
278                         goto error_free;
279                 break;
280
281         case TTM_PL_VRAM:
282                 r = amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(adev, &bo->tbo.mem, attach->dev,
283                                               dir, &sgt);
284                 if (r)
285                         return ERR_PTR(r);
286                 break;
287         default:
288                 return ERR_PTR(-EINVAL);
289         }
290
291         return sgt;
292
293 error_free:
294         sg_free_table(sgt);
295         kfree(sgt);
296         return ERR_PTR(-EBUSY);
297 }
298
299 /**
300  * amdgpu_dma_buf_unmap - &dma_buf_ops.unmap_dma_buf implementation
301  * @attach: DMA-buf attachment
302  * @sgt: sg_table to unmap
303  * @dir: DMA direction
304  *
305  * This is called when a shared DMA buffer no longer needs to be accessible by
306  * another device. For now, simply unpins the buffer from GTT.
307  */
308 static void amdgpu_dma_buf_unmap(struct dma_buf_attachment *attach,
309                                  struct sg_table *sgt,
310                                  enum dma_data_direction dir)
311 {
312         struct dma_buf *dma_buf = attach->dmabuf;
313         struct drm_gem_object *obj = dma_buf->priv;
314         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
315         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
316
317         if (sgt->sgl->page_link) {
318                 dma_unmap_sgtable(attach->dev, sgt, dir, 0);
319                 sg_free_table(sgt);
320                 kfree(sgt);
321         } else {
322                 amdgpu_vram_mgr_free_sgt(adev, attach->dev, dir, sgt);
323         }
324 }
325
326 /**
327  * amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access - &dma_buf_ops.begin_cpu_access implementation
328  * @dma_buf: Shared DMA buffer
329  * @direction: Direction of DMA transfer
330  *
331  * This is called before CPU access to the shared DMA buffer's memory. If it's
332  * a read access, the buffer is moved to the GTT domain if possible, for optimal
333  * CPU read performance.
334  *
335  * Returns:
336  * 0 on success or a negative error code on failure.
337  */
338 static int amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access(struct dma_buf *dma_buf,
339                                            enum dma_data_direction direction)
340 {
341         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(dma_buf->priv);
342         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
343         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
344         u32 domain = amdgpu_display_supported_domains(adev, bo->flags);
345         int ret;
346         bool reads = (direction == DMA_BIDIRECTIONAL ||
347                       direction == DMA_FROM_DEVICE);
348
349         if (!reads || !(domain & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT))
350                 return 0;
351
352         /* move to gtt */
353         ret = amdgpu_bo_reserve(bo, false);
354         if (unlikely(ret != 0))
355                 return ret;
356
357         if (!bo->tbo.pin_count &&
358             (bo->allowed_domains & AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT)) {
359                 amdgpu_bo_placement_from_domain(bo, AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT);
360                 ret = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
361         }
362
363         amdgpu_bo_unreserve(bo);
364         return ret;
365 }
366
367 const struct dma_buf_ops amdgpu_dmabuf_ops = {
368         .attach = amdgpu_dma_buf_attach,
369         .detach = amdgpu_dma_buf_detach,
370         .pin = amdgpu_dma_buf_pin,
371         .unpin = amdgpu_dma_buf_unpin,
372         .map_dma_buf = amdgpu_dma_buf_map,
373         .unmap_dma_buf = amdgpu_dma_buf_unmap,
374         .release = drm_gem_dmabuf_release,
375         .begin_cpu_access = amdgpu_dma_buf_begin_cpu_access,
376         .mmap = drm_gem_dmabuf_mmap,
377         .vmap = drm_gem_dmabuf_vmap,
378         .vunmap = drm_gem_dmabuf_vunmap,
379 };
380
381 /**
382  * amdgpu_gem_prime_export - &drm_driver.gem_prime_export implementation
383  * @gobj: GEM BO
384  * @flags: Flags such as DRM_CLOEXEC and DRM_RDWR.
385  *
386  * The main work is done by the &drm_gem_prime_export helper.
387  *
388  * Returns:
389  * Shared DMA buffer representing the GEM BO from the given device.
390  */
391 struct dma_buf *amdgpu_gem_prime_export(struct drm_gem_object *gobj,
392                                         int flags)
393 {
394         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(gobj);
395         struct dma_buf *buf;
396
397         if (amdgpu_ttm_tt_get_usermm(bo->tbo.ttm) ||
398             bo->flags & AMDGPU_GEM_CREATE_VM_ALWAYS_VALID)
399                 return ERR_PTR(-EPERM);
400
401         buf = drm_gem_prime_export(gobj, flags);
402         if (!IS_ERR(buf))
403                 buf->ops = &amdgpu_dmabuf_ops;
404
405         return buf;
406 }
407
408 /**
409  * amdgpu_dma_buf_create_obj - create BO for DMA-buf import
410  *
411  * @dev: DRM device
412  * @dma_buf: DMA-buf
413  *
414  * Creates an empty SG BO for DMA-buf import.
415  *
416  * Returns:
417  * A new GEM BO of the given DRM device, representing the memory
418  * described by the given DMA-buf attachment and scatter/gather table.
419  */
420 static struct drm_gem_object *
421 amdgpu_dma_buf_create_obj(struct drm_device *dev, struct dma_buf *dma_buf)
422 {
423         struct dma_resv *resv = dma_buf->resv;
424         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(dev);
425         struct amdgpu_bo *bo;
426         struct amdgpu_bo_param bp;
427         struct drm_gem_object *gobj;
428         int ret;
429
430         memset(&bp, 0, sizeof(bp));
431         bp.size = dma_buf->size;
432         bp.byte_align = PAGE_SIZE;
433         bp.domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_CPU;
434         bp.flags = 0;
435         bp.type = ttm_bo_type_sg;
436         bp.resv = resv;
437         dma_resv_lock(resv, NULL);
438         ret = amdgpu_gem_object_create(adev, dma_buf->size, PAGE_SIZE,
439                         AMDGPU_GEM_DOMAIN_CPU,
440                         0, ttm_bo_type_sg, resv, &gobj);
441         if (ret)
442                 goto error;
443
444         bo = gem_to_amdgpu_bo(gobj);
445         bo->allowed_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
446         bo->preferred_domains = AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
447         if (dma_buf->ops != &amdgpu_dmabuf_ops)
448                 bo->prime_shared_count = 1;
449
450         dma_resv_unlock(resv);
451         return gobj;
452
453 error:
454         dma_resv_unlock(resv);
455         return ERR_PTR(ret);
456 }
457
458 /**
459  * amdgpu_dma_buf_move_notify - &attach.move_notify implementation
460  *
461  * @attach: the DMA-buf attachment
462  *
463  * Invalidate the DMA-buf attachment, making sure that the we re-create the
464  * mapping before the next use.
465  */
466 static void
467 amdgpu_dma_buf_move_notify(struct dma_buf_attachment *attach)
468 {
469         struct drm_gem_object *obj = attach->importer_priv;
470         struct ww_acquire_ctx *ticket = dma_resv_locking_ctx(obj->resv);
471         struct amdgpu_bo *bo = gem_to_amdgpu_bo(obj);
472         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
473         struct ttm_operation_ctx ctx = { false, false };
474         struct ttm_placement placement = {};
475         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
476         int r;
477
478         if (bo->tbo.mem.mem_type == TTM_PL_SYSTEM)
479                 return;
480
481         r = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &placement, &ctx);
482         if (r) {
483                 DRM_ERROR("Failed to invalidate DMA-buf import (%d))\n", r);
484                 return;
485         }
486
487         for (bo_base = bo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
488                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
489                 struct dma_resv *resv = vm->root.base.bo->tbo.base.resv;
490
491                 if (ticket) {
492                         /* When we get an error here it means that somebody
493                          * else is holding the VM lock and updating page tables
494                          * So we can just continue here.
495                          */
496                         r = dma_resv_lock(resv, ticket);
497                         if (r)
498                                 continue;
499
500                 } else {
501                         /* TODO: This is more problematic and we actually need
502                          * to allow page tables updates without holding the
503                          * lock.
504                          */
505                         if (!dma_resv_trylock(resv))
506                                 continue;
507                 }
508
509                 r = amdgpu_vm_clear_freed(adev, vm, NULL);
510                 if (!r)
511                         r = amdgpu_vm_handle_moved(adev, vm);
512
513                 if (r && r != -EBUSY)
514                         DRM_ERROR("Failed to invalidate VM page tables (%d))\n",
515                                   r);
516
517                 dma_resv_unlock(resv);
518         }
519 }
520
521 static const struct dma_buf_attach_ops amdgpu_dma_buf_attach_ops = {
522         .allow_peer2peer = true,
523         .move_notify = amdgpu_dma_buf_move_notify
524 };
525
526 /**
527  * amdgpu_gem_prime_import - &drm_driver.gem_prime_import implementation
528  * @dev: DRM device
529  * @dma_buf: Shared DMA buffer
530  *
531  * Import a dma_buf into a the driver and potentially create a new GEM object.
532  *
533  * Returns:
534  * GEM BO representing the shared DMA buffer for the given device.
535  */
536 struct drm_gem_object *amdgpu_gem_prime_import(struct drm_device *dev,
537                                                struct dma_buf *dma_buf)
538 {
539         struct dma_buf_attachment *attach;
540         struct drm_gem_object *obj;
541
542         if (dma_buf->ops == &amdgpu_dmabuf_ops) {
543                 obj = dma_buf->priv;
544                 if (obj->dev == dev) {
545                         /*
546                          * Importing dmabuf exported from out own gem increases
547                          * refcount on gem itself instead of f_count of dmabuf.
548                          */
549                         drm_gem_object_get(obj);
550                         return obj;
551                 }
552         }
553
554         obj = amdgpu_dma_buf_create_obj(dev, dma_buf);
555         if (IS_ERR(obj))
556                 return obj;
557
558         attach = dma_buf_dynamic_attach(dma_buf, dev->dev,
559                                         &amdgpu_dma_buf_attach_ops, obj);
560         if (IS_ERR(attach)) {
561                 drm_gem_object_put(obj);
562                 return ERR_CAST(attach);
563         }
564
565         get_dma_buf(dma_buf);
566         obj->import_attach = attach;
567         return obj;
568 }
569
570 /**
571  * amdgpu_dmabuf_is_xgmi_accessible - Check if xgmi available for P2P transfer
572  *
573  * @adev: amdgpu_device pointer of the importer
574  * @bo: amdgpu buffer object
575  *
576  * Returns:
577  * True if dmabuf accessible over xgmi, false otherwise.
578  */
579 bool amdgpu_dmabuf_is_xgmi_accessible(struct amdgpu_device *adev,
580                                       struct amdgpu_bo *bo)
581 {
582         struct drm_gem_object *obj = &bo->tbo.base;
583         struct drm_gem_object *gobj;
584
585         if (obj->import_attach) {
586                 struct dma_buf *dma_buf = obj->import_attach->dmabuf;
587
588                 if (dma_buf->ops != &amdgpu_dmabuf_ops)
589                         /* No XGMI with non AMD GPUs */
590                         return false;
591
592                 gobj = dma_buf->priv;
593                 bo = gem_to_amdgpu_bo(gobj);
594         }
595
596         if (amdgpu_xgmi_same_hive(adev, amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev)) &&
597                         (bo->preferred_domains & AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM))
598                 return true;
599
600         return false;
601 }