netfilter: netns: shrink netns_ct struct
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_vm.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 <linux/dma-fence-array.h>
29 #include <linux/interval_tree_generic.h>
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <drm/drmP.h>
32 #include <drm/amdgpu_drm.h>
33 #include "amdgpu.h"
34 #include "amdgpu_trace.h"
35 #include "amdgpu_amdkfd.h"
36 #include "amdgpu_gmc.h"
37
38 /**
39  * DOC: GPUVM
40  *
41  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
42  * rather than there being a single global gart table
43  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
44  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
45  * vram pages and system memory pages and system memory pages
46  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
47  * (uncached system pages).
48  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
49  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
50  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
51  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
52  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
53  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
54  * command buffers and a VMID is assigned.
55  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
56  * SI supports 16.
57  */
58
59 #define START(node) ((node)->start)
60 #define LAST(node) ((node)->last)
61
62 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct amdgpu_bo_va_mapping, rb, uint64_t, __subtree_last,
63                      START, LAST, static, amdgpu_vm_it)
64
65 #undef START
66 #undef LAST
67
68 /**
69  * struct amdgpu_pte_update_params - Local structure
70  *
71  * Encapsulate some VM table update parameters to reduce
72  * the number of function parameters
73  *
74  */
75 struct amdgpu_pte_update_params {
76
77         /**
78          * @adev: amdgpu device we do this update for
79          */
80         struct amdgpu_device *adev;
81
82         /**
83          * @vm: optional amdgpu_vm we do this update for
84          */
85         struct amdgpu_vm *vm;
86
87         /**
88          * @src: address where to copy page table entries from
89          */
90         uint64_t src;
91
92         /**
93          * @ib: indirect buffer to fill with commands
94          */
95         struct amdgpu_ib *ib;
96
97         /**
98          * @func: Function which actually does the update
99          */
100         void (*func)(struct amdgpu_pte_update_params *params,
101                      struct amdgpu_bo *bo, uint64_t pe,
102                      uint64_t addr, unsigned count, uint32_t incr,
103                      uint64_t flags);
104         /**
105          * @pages_addr:
106          *
107          * DMA addresses to use for mapping, used during VM update by CPU
108          */
109         dma_addr_t *pages_addr;
110
111         /**
112          * @kptr:
113          *
114          * Kernel pointer of PD/PT BO that needs to be updated,
115          * used during VM update by CPU
116          */
117         void *kptr;
118 };
119
120 /**
121  * struct amdgpu_prt_cb - Helper to disable partial resident texture feature from a fence callback
122  */
123 struct amdgpu_prt_cb {
124
125         /**
126          * @adev: amdgpu device
127          */
128         struct amdgpu_device *adev;
129
130         /**
131          * @cb: callback
132          */
133         struct dma_fence_cb cb;
134 };
135
136 /**
137  * amdgpu_vm_level_shift - return the addr shift for each level
138  *
139  * @adev: amdgpu_device pointer
140  * @level: VMPT level
141  *
142  * Returns:
143  * The number of bits the pfn needs to be right shifted for a level.
144  */
145 static unsigned amdgpu_vm_level_shift(struct amdgpu_device *adev,
146                                       unsigned level)
147 {
148         unsigned shift = 0xff;
149
150         switch (level) {
151         case AMDGPU_VM_PDB2:
152         case AMDGPU_VM_PDB1:
153         case AMDGPU_VM_PDB0:
154                 shift = 9 * (AMDGPU_VM_PDB0 - level) +
155                         adev->vm_manager.block_size;
156                 break;
157         case AMDGPU_VM_PTB:
158                 shift = 0;
159                 break;
160         default:
161                 dev_err(adev->dev, "the level%d isn't supported.\n", level);
162         }
163
164         return shift;
165 }
166
167 /**
168  * amdgpu_vm_num_entries - return the number of entries in a PD/PT
169  *
170  * @adev: amdgpu_device pointer
171  * @level: VMPT level
172  *
173  * Returns:
174  * The number of entries in a page directory or page table.
175  */
176 static unsigned amdgpu_vm_num_entries(struct amdgpu_device *adev,
177                                       unsigned level)
178 {
179         unsigned shift = amdgpu_vm_level_shift(adev,
180                                                adev->vm_manager.root_level);
181
182         if (level == adev->vm_manager.root_level)
183                 /* For the root directory */
184                 return round_up(adev->vm_manager.max_pfn, 1 << shift) >> shift;
185         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
186                 /* Everything in between */
187                 return 512;
188         else
189                 /* For the page tables on the leaves */
190                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev);
191 }
192
193 /**
194  * amdgpu_vm_entries_mask - the mask to get the entry number of a PD/PT
195  *
196  * @adev: amdgpu_device pointer
197  * @level: VMPT level
198  *
199  * Returns:
200  * The mask to extract the entry number of a PD/PT from an address.
201  */
202 static uint32_t amdgpu_vm_entries_mask(struct amdgpu_device *adev,
203                                        unsigned int level)
204 {
205         if (level <= adev->vm_manager.root_level)
206                 return 0xffffffff;
207         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
208                 return 0x1ff;
209         else
210                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev) - 1;
211 }
212
213 /**
214  * amdgpu_vm_bo_size - returns the size of the BOs in bytes
215  *
216  * @adev: amdgpu_device pointer
217  * @level: VMPT level
218  *
219  * Returns:
220  * The size of the BO for a page directory or page table in bytes.
221  */
222 static unsigned amdgpu_vm_bo_size(struct amdgpu_device *adev, unsigned level)
223 {
224         return AMDGPU_GPU_PAGE_ALIGN(amdgpu_vm_num_entries(adev, level) * 8);
225 }
226
227 /**
228  * amdgpu_vm_bo_evicted - vm_bo is evicted
229  *
230  * @vm_bo: vm_bo which is evicted
231  *
232  * State for PDs/PTs and per VM BOs which are not at the location they should
233  * be.
234  */
235 static void amdgpu_vm_bo_evicted(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
236 {
237         struct amdgpu_vm *vm = vm_bo->vm;
238         struct amdgpu_bo *bo = vm_bo->bo;
239
240         vm_bo->moved = true;
241         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
242                 list_move(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
243         else
244                 list_move_tail(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
245 }
246
247 /**
248  * amdgpu_vm_bo_relocated - vm_bo is reloacted
249  *
250  * @vm_bo: vm_bo which is relocated
251  *
252  * State for PDs/PTs which needs to update their parent PD.
253  */
254 static void amdgpu_vm_bo_relocated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
255 {
256         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->relocated);
257 }
258
259 /**
260  * amdgpu_vm_bo_moved - vm_bo is moved
261  *
262  * @vm_bo: vm_bo which is moved
263  *
264  * State for per VM BOs which are moved, but that change is not yet reflected
265  * in the page tables.
266  */
267 static void amdgpu_vm_bo_moved(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
268 {
269         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->moved);
270 }
271
272 /**
273  * amdgpu_vm_bo_idle - vm_bo is idle
274  *
275  * @vm_bo: vm_bo which is now idle
276  *
277  * State for PDs/PTs and per VM BOs which have gone through the state machine
278  * and are now idle.
279  */
280 static void amdgpu_vm_bo_idle(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
281 {
282         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->idle);
283         vm_bo->moved = false;
284 }
285
286 /**
287  * amdgpu_vm_bo_invalidated - vm_bo is invalidated
288  *
289  * @vm_bo: vm_bo which is now invalidated
290  *
291  * State for normal BOs which are invalidated and that change not yet reflected
292  * in the PTs.
293  */
294 static void amdgpu_vm_bo_invalidated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
295 {
296         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
297         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->invalidated);
298         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
299 }
300
301 /**
302  * amdgpu_vm_bo_done - vm_bo is done
303  *
304  * @vm_bo: vm_bo which is now done
305  *
306  * State for normal BOs which are invalidated and that change has been updated
307  * in the PTs.
308  */
309 static void amdgpu_vm_bo_done(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
310 {
311         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
312         list_del_init(&vm_bo->vm_status);
313         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
314 }
315
316 /**
317  * amdgpu_vm_bo_base_init - Adds bo to the list of bos associated with the vm
318  *
319  * @base: base structure for tracking BO usage in a VM
320  * @vm: vm to which bo is to be added
321  * @bo: amdgpu buffer object
322  *
323  * Initialize a bo_va_base structure and add it to the appropriate lists
324  *
325  */
326 static void amdgpu_vm_bo_base_init(struct amdgpu_vm_bo_base *base,
327                                    struct amdgpu_vm *vm,
328                                    struct amdgpu_bo *bo)
329 {
330         base->vm = vm;
331         base->bo = bo;
332         base->next = NULL;
333         INIT_LIST_HEAD(&base->vm_status);
334
335         if (!bo)
336                 return;
337         base->next = bo->vm_bo;
338         bo->vm_bo = base;
339
340         if (bo->tbo.resv != vm->root.base.bo->tbo.resv)
341                 return;
342
343         vm->bulk_moveable = false;
344         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
345                 amdgpu_vm_bo_relocated(base);
346         else
347                 amdgpu_vm_bo_idle(base);
348
349         if (bo->preferred_domains &
350             amdgpu_mem_type_to_domain(bo->tbo.mem.mem_type))
351                 return;
352
353         /*
354          * we checked all the prerequisites, but it looks like this per vm bo
355          * is currently evicted. add the bo to the evicted list to make sure it
356          * is validated on next vm use to avoid fault.
357          * */
358         amdgpu_vm_bo_evicted(base);
359 }
360
361 /**
362  * amdgpu_vm_pt_parent - get the parent page directory
363  *
364  * @pt: child page table
365  *
366  * Helper to get the parent entry for the child page table. NULL if we are at
367  * the root page directory.
368  */
369 static struct amdgpu_vm_pt *amdgpu_vm_pt_parent(struct amdgpu_vm_pt *pt)
370 {
371         struct amdgpu_bo *parent = pt->base.bo->parent;
372
373         if (!parent)
374                 return NULL;
375
376         return container_of(parent->vm_bo, struct amdgpu_vm_pt, base);
377 }
378
379 /**
380  * amdgpu_vm_pt_cursor - state for for_each_amdgpu_vm_pt
381  */
382 struct amdgpu_vm_pt_cursor {
383         uint64_t pfn;
384         struct amdgpu_vm_pt *parent;
385         struct amdgpu_vm_pt *entry;
386         unsigned level;
387 };
388
389 /**
390  * amdgpu_vm_pt_start - start PD/PT walk
391  *
392  * @adev: amdgpu_device pointer
393  * @vm: amdgpu_vm structure
394  * @start: start address of the walk
395  * @cursor: state to initialize
396  *
397  * Initialize a amdgpu_vm_pt_cursor to start a walk.
398  */
399 static void amdgpu_vm_pt_start(struct amdgpu_device *adev,
400                                struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
401                                struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
402 {
403         cursor->pfn = start;
404         cursor->parent = NULL;
405         cursor->entry = &vm->root;
406         cursor->level = adev->vm_manager.root_level;
407 }
408
409 /**
410  * amdgpu_vm_pt_descendant - go to child node
411  *
412  * @adev: amdgpu_device pointer
413  * @cursor: current state
414  *
415  * Walk to the child node of the current node.
416  * Returns:
417  * True if the walk was possible, false otherwise.
418  */
419 static bool amdgpu_vm_pt_descendant(struct amdgpu_device *adev,
420                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
421 {
422         unsigned mask, shift, idx;
423
424         if (!cursor->entry->entries)
425                 return false;
426
427         BUG_ON(!cursor->entry->base.bo);
428         mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor->level);
429         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level);
430
431         ++cursor->level;
432         idx = (cursor->pfn >> shift) & mask;
433         cursor->parent = cursor->entry;
434         cursor->entry = &cursor->entry->entries[idx];
435         return true;
436 }
437
438 /**
439  * amdgpu_vm_pt_sibling - go to sibling node
440  *
441  * @adev: amdgpu_device pointer
442  * @cursor: current state
443  *
444  * Walk to the sibling node of the current node.
445  * Returns:
446  * True if the walk was possible, false otherwise.
447  */
448 static bool amdgpu_vm_pt_sibling(struct amdgpu_device *adev,
449                                  struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
450 {
451         unsigned shift, num_entries;
452
453         /* Root doesn't have a sibling */
454         if (!cursor->parent)
455                 return false;
456
457         /* Go to our parents and see if we got a sibling */
458         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level - 1);
459         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor->level - 1);
460
461         if (cursor->entry == &cursor->parent->entries[num_entries - 1])
462                 return false;
463
464         cursor->pfn += 1ULL << shift;
465         cursor->pfn &= ~((1ULL << shift) - 1);
466         ++cursor->entry;
467         return true;
468 }
469
470 /**
471  * amdgpu_vm_pt_ancestor - go to parent node
472  *
473  * @cursor: current state
474  *
475  * Walk to the parent node of the current node.
476  * Returns:
477  * True if the walk was possible, false otherwise.
478  */
479 static bool amdgpu_vm_pt_ancestor(struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
480 {
481         if (!cursor->parent)
482                 return false;
483
484         --cursor->level;
485         cursor->entry = cursor->parent;
486         cursor->parent = amdgpu_vm_pt_parent(cursor->parent);
487         return true;
488 }
489
490 /**
491  * amdgpu_vm_pt_next - get next PD/PT in hieratchy
492  *
493  * @adev: amdgpu_device pointer
494  * @cursor: current state
495  *
496  * Walk the PD/PT tree to the next node.
497  */
498 static void amdgpu_vm_pt_next(struct amdgpu_device *adev,
499                               struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
500 {
501         /* First try a newborn child */
502         if (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor))
503                 return;
504
505         /* If that didn't worked try to find a sibling */
506         while (!amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor)) {
507                 /* No sibling, go to our parents and grandparents */
508                 if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor)) {
509                         cursor->pfn = ~0ll;
510                         return;
511                 }
512         }
513 }
514
515 /**
516  * amdgpu_vm_pt_first_leaf - get first leaf PD/PT
517  *
518  * @adev: amdgpu_device pointer
519  * @vm: amdgpu_vm structure
520  * @start: start addr of the walk
521  * @cursor: state to initialize
522  *
523  * Start a walk and go directly to the leaf node.
524  */
525 static void amdgpu_vm_pt_first_leaf(struct amdgpu_device *adev,
526                                     struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
527                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
528 {
529         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, start, cursor);
530         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
531 }
532
533 /**
534  * amdgpu_vm_pt_next_leaf - get next leaf PD/PT
535  *
536  * @adev: amdgpu_device pointer
537  * @cursor: current state
538  *
539  * Walk the PD/PT tree to the next leaf node.
540  */
541 static void amdgpu_vm_pt_next_leaf(struct amdgpu_device *adev,
542                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
543 {
544         amdgpu_vm_pt_next(adev, cursor);
545         if (cursor->pfn != ~0ll)
546                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
547 }
548
549 /**
550  * for_each_amdgpu_vm_pt_leaf - walk over all leaf PDs/PTs in the hierarchy
551  */
552 #define for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, start, end, cursor)                \
553         for (amdgpu_vm_pt_first_leaf((adev), (vm), (start), &(cursor));         \
554              (cursor).pfn <= end; amdgpu_vm_pt_next_leaf((adev), &(cursor)))
555
556 /**
557  * amdgpu_vm_pt_first_dfs - start a deep first search
558  *
559  * @adev: amdgpu_device structure
560  * @vm: amdgpu_vm structure
561  * @cursor: state to initialize
562  *
563  * Starts a deep first traversal of the PD/PT tree.
564  */
565 static void amdgpu_vm_pt_first_dfs(struct amdgpu_device *adev,
566                                    struct amdgpu_vm *vm,
567                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
568 {
569         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, 0, cursor);
570         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
571 }
572
573 /**
574  * amdgpu_vm_pt_next_dfs - get the next node for a deep first search
575  *
576  * @adev: amdgpu_device structure
577  * @cursor: current state
578  *
579  * Move the cursor to the next node in a deep first search.
580  */
581 static void amdgpu_vm_pt_next_dfs(struct amdgpu_device *adev,
582                                   struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
583 {
584         if (!cursor->entry)
585                 return;
586
587         if (!cursor->parent)
588                 cursor->entry = NULL;
589         else if (amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor))
590                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
591         else
592                 amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor);
593 }
594
595 /**
596  * for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe - safe deep first search of all PDs/PTs
597  */
598 #define for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)                 \
599         for (amdgpu_vm_pt_first_dfs((adev), (vm), &(cursor)),                   \
600              (entry) = (cursor).entry, amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor));\
601              (entry); (entry) = (cursor).entry,                                 \
602              amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor)))
603
604 /**
605  * amdgpu_vm_get_pd_bo - add the VM PD to a validation list
606  *
607  * @vm: vm providing the BOs
608  * @validated: head of validation list
609  * @entry: entry to add
610  *
611  * Add the page directory to the list of BOs to
612  * validate for command submission.
613  */
614 void amdgpu_vm_get_pd_bo(struct amdgpu_vm *vm,
615                          struct list_head *validated,
616                          struct amdgpu_bo_list_entry *entry)
617 {
618         entry->priority = 0;
619         entry->tv.bo = &vm->root.base.bo->tbo;
620         entry->tv.shared = true;
621         entry->user_pages = NULL;
622         list_add(&entry->tv.head, validated);
623 }
624
625 /**
626  * amdgpu_vm_move_to_lru_tail - move all BOs to the end of LRU
627  *
628  * @adev: amdgpu device pointer
629  * @vm: vm providing the BOs
630  *
631  * Move all BOs to the end of LRU and remember their positions to put them
632  * together.
633  */
634 void amdgpu_vm_move_to_lru_tail(struct amdgpu_device *adev,
635                                 struct amdgpu_vm *vm)
636 {
637         struct ttm_bo_global *glob = adev->mman.bdev.glob;
638         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
639
640         if (vm->bulk_moveable) {
641                 spin_lock(&glob->lru_lock);
642                 ttm_bo_bulk_move_lru_tail(&vm->lru_bulk_move);
643                 spin_unlock(&glob->lru_lock);
644                 return;
645         }
646
647         memset(&vm->lru_bulk_move, 0, sizeof(vm->lru_bulk_move));
648
649         spin_lock(&glob->lru_lock);
650         list_for_each_entry(bo_base, &vm->idle, vm_status) {
651                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
652
653                 if (!bo->parent)
654                         continue;
655
656                 ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->tbo, &vm->lru_bulk_move);
657                 if (bo->shadow)
658                         ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->shadow->tbo,
659                                                 &vm->lru_bulk_move);
660         }
661         spin_unlock(&glob->lru_lock);
662
663         vm->bulk_moveable = true;
664 }
665
666 /**
667  * amdgpu_vm_validate_pt_bos - validate the page table BOs
668  *
669  * @adev: amdgpu device pointer
670  * @vm: vm providing the BOs
671  * @validate: callback to do the validation
672  * @param: parameter for the validation callback
673  *
674  * Validate the page table BOs on command submission if neccessary.
675  *
676  * Returns:
677  * Validation result.
678  */
679 int amdgpu_vm_validate_pt_bos(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
680                               int (*validate)(void *p, struct amdgpu_bo *bo),
681                               void *param)
682 {
683         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base, *tmp;
684         int r = 0;
685
686         vm->bulk_moveable &= list_empty(&vm->evicted);
687
688         list_for_each_entry_safe(bo_base, tmp, &vm->evicted, vm_status) {
689                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
690
691                 r = validate(param, bo);
692                 if (r)
693                         break;
694
695                 if (bo->tbo.type != ttm_bo_type_kernel) {
696                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
697                 } else {
698                         if (vm->use_cpu_for_update)
699                                 r = amdgpu_bo_kmap(bo, NULL);
700                         else
701                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
702                         if (r)
703                                 break;
704                         if (bo->shadow) {
705                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->shadow->tbo);
706                                 if (r)
707                                         break;
708                         }
709                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
710                 }
711         }
712
713         return r;
714 }
715
716 /**
717  * amdgpu_vm_ready - check VM is ready for updates
718  *
719  * @vm: VM to check
720  *
721  * Check if all VM PDs/PTs are ready for updates
722  *
723  * Returns:
724  * True if eviction list is empty.
725  */
726 bool amdgpu_vm_ready(struct amdgpu_vm *vm)
727 {
728         return list_empty(&vm->evicted);
729 }
730
731 /**
732  * amdgpu_vm_clear_bo - initially clear the PDs/PTs
733  *
734  * @adev: amdgpu_device pointer
735  * @vm: VM to clear BO from
736  * @bo: BO to clear
737  * @level: level this BO is at
738  * @pte_support_ats: indicate ATS support from PTE
739  *
740  * Root PD needs to be reserved when calling this.
741  *
742  * Returns:
743  * 0 on success, errno otherwise.
744  */
745 static int amdgpu_vm_clear_bo(struct amdgpu_device *adev,
746                               struct amdgpu_vm *vm, struct amdgpu_bo *bo,
747                               unsigned level, bool pte_support_ats)
748 {
749         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
750         struct dma_fence *fence = NULL;
751         unsigned entries, ats_entries;
752         struct amdgpu_ring *ring;
753         struct amdgpu_job *job;
754         uint64_t addr;
755         int r;
756
757         entries = amdgpu_bo_size(bo) / 8;
758
759         if (pte_support_ats) {
760                 if (level == adev->vm_manager.root_level) {
761                         ats_entries = amdgpu_vm_level_shift(adev, level);
762                         ats_entries += AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT;
763                         ats_entries = AMDGPU_GMC_HOLE_START >> ats_entries;
764                         ats_entries = min(ats_entries, entries);
765                         entries -= ats_entries;
766                 } else {
767                         ats_entries = entries;
768                         entries = 0;
769                 }
770         } else {
771                 ats_entries = 0;
772         }
773
774         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
775
776         r = reservation_object_reserve_shared(bo->tbo.resv);
777         if (r)
778                 return r;
779
780         r = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
781         if (r)
782                 goto error;
783
784         r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
785         if (r)
786                 return r;
787
788         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, 64, &job);
789         if (r)
790                 goto error;
791
792         addr = amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
793         if (ats_entries) {
794                 uint64_t ats_value;
795
796                 ats_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
797                 if (level != AMDGPU_VM_PTB)
798                         ats_value |= AMDGPU_PDE_PTE;
799
800                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
801                                       ats_entries, 0, ats_value);
802                 addr += ats_entries * 8;
803         }
804
805         if (entries)
806                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
807                                       entries, 0, 0);
808
809         amdgpu_ring_pad_ib(ring, &job->ibs[0]);
810
811         WARN_ON(job->ibs[0].length_dw > 64);
812         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, bo->tbo.resv,
813                              AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED, false);
814         if (r)
815                 goto error_free;
816
817         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED,
818                               &fence);
819         if (r)
820                 goto error_free;
821
822         amdgpu_bo_fence(bo, fence, true);
823         dma_fence_put(fence);
824
825         if (bo->shadow)
826                 return amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, bo->shadow,
827                                           level, pte_support_ats);
828
829         return 0;
830
831 error_free:
832         amdgpu_job_free(job);
833
834 error:
835         return r;
836 }
837
838 /**
839  * amdgpu_vm_bo_param - fill in parameters for PD/PT allocation
840  *
841  * @adev: amdgpu_device pointer
842  * @vm: requesting vm
843  * @bp: resulting BO allocation parameters
844  */
845 static void amdgpu_vm_bo_param(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
846                                int level, struct amdgpu_bo_param *bp)
847 {
848         memset(bp, 0, sizeof(*bp));
849
850         bp->size = amdgpu_vm_bo_size(adev, level);
851         bp->byte_align = AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
852         bp->domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM;
853         if (bp->size <= PAGE_SIZE && adev->asic_type >= CHIP_VEGA10 &&
854             adev->flags & AMD_IS_APU)
855                 bp->domain |= AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
856         bp->domain = amdgpu_bo_get_preferred_pin_domain(adev, bp->domain);
857         bp->flags = AMDGPU_GEM_CREATE_VRAM_CONTIGUOUS |
858                 AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_GTT_USWC;
859         if (vm->use_cpu_for_update)
860                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED;
861         else if (!vm->root.base.bo || vm->root.base.bo->shadow)
862                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
863         bp->type = ttm_bo_type_kernel;
864         if (vm->root.base.bo)
865                 bp->resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
866 }
867
868 /**
869  * amdgpu_vm_alloc_pts - Allocate page tables.
870  *
871  * @adev: amdgpu_device pointer
872  * @vm: VM to allocate page tables for
873  * @saddr: Start address which needs to be allocated
874  * @size: Size from start address we need.
875  *
876  * Make sure the page directories and page tables are allocated
877  *
878  * Returns:
879  * 0 on success, errno otherwise.
880  */
881 int amdgpu_vm_alloc_pts(struct amdgpu_device *adev,
882                         struct amdgpu_vm *vm,
883                         uint64_t saddr, uint64_t size)
884 {
885         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
886         struct amdgpu_bo *pt;
887         bool ats = false;
888         uint64_t eaddr;
889         int r;
890
891         /* validate the parameters */
892         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
893                 return -EINVAL;
894
895         eaddr = saddr + size - 1;
896
897         if (vm->pte_support_ats)
898                 ats = saddr < AMDGPU_GMC_HOLE_START;
899
900         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
901         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
902
903         if (eaddr >= adev->vm_manager.max_pfn) {
904                 dev_err(adev->dev, "va above limit (0x%08llX >= 0x%08llX)\n",
905                         eaddr, adev->vm_manager.max_pfn);
906                 return -EINVAL;
907         }
908
909         for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, saddr, eaddr, cursor) {
910                 struct amdgpu_vm_pt *entry = cursor.entry;
911                 struct amdgpu_bo_param bp;
912
913                 if (cursor.level < AMDGPU_VM_PTB) {
914                         unsigned num_entries;
915
916                         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor.level);
917                         entry->entries = kvmalloc_array(num_entries,
918                                                         sizeof(*entry->entries),
919                                                         GFP_KERNEL |
920                                                         __GFP_ZERO);
921                         if (!entry->entries)
922                                 return -ENOMEM;
923                 }
924
925
926                 if (entry->base.bo)
927                         continue;
928
929                 amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, cursor.level, &bp);
930
931                 r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &pt);
932                 if (r)
933                         return r;
934
935                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, pt, cursor.level, ats);
936                 if (r)
937                         goto error_free_pt;
938
939                 if (vm->use_cpu_for_update) {
940                         r = amdgpu_bo_kmap(pt, NULL);
941                         if (r)
942                                 goto error_free_pt;
943                 }
944
945                 /* Keep a reference to the root directory to avoid
946                 * freeing them up in the wrong order.
947                 */
948                 pt->parent = amdgpu_bo_ref(cursor.parent->base.bo);
949
950                 amdgpu_vm_bo_base_init(&entry->base, vm, pt);
951         }
952
953         return 0;
954
955 error_free_pt:
956         amdgpu_bo_unref(&pt->shadow);
957         amdgpu_bo_unref(&pt);
958         return r;
959 }
960
961 /**
962  * amdgpu_vm_free_pts - free PD/PT levels
963  *
964  * @adev: amdgpu device structure
965  * @vm: amdgpu vm structure
966  *
967  * Free the page directory or page table level and all sub levels.
968  */
969 static void amdgpu_vm_free_pts(struct amdgpu_device *adev,
970                                struct amdgpu_vm *vm)
971 {
972         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
973         struct amdgpu_vm_pt *entry;
974
975         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry) {
976
977                 if (entry->base.bo) {
978                         entry->base.bo->vm_bo = NULL;
979                         list_del(&entry->base.vm_status);
980                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo->shadow);
981                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo);
982                 }
983                 kvfree(entry->entries);
984         }
985
986         BUG_ON(vm->root.base.bo);
987 }
988
989 /**
990  * amdgpu_vm_check_compute_bug - check whether asic has compute vm bug
991  *
992  * @adev: amdgpu_device pointer
993  */
994 void amdgpu_vm_check_compute_bug(struct amdgpu_device *adev)
995 {
996         const struct amdgpu_ip_block *ip_block;
997         bool has_compute_vm_bug;
998         struct amdgpu_ring *ring;
999         int i;
1000
1001         has_compute_vm_bug = false;
1002
1003         ip_block = amdgpu_device_ip_get_ip_block(adev, AMD_IP_BLOCK_TYPE_GFX);
1004         if (ip_block) {
1005                 /* Compute has a VM bug for GFX version < 7.
1006                    Compute has a VM bug for GFX 8 MEC firmware version < 673.*/
1007                 if (ip_block->version->major <= 7)
1008                         has_compute_vm_bug = true;
1009                 else if (ip_block->version->major == 8)
1010                         if (adev->gfx.mec_fw_version < 673)
1011                                 has_compute_vm_bug = true;
1012         }
1013
1014         for (i = 0; i < adev->num_rings; i++) {
1015                 ring = adev->rings[i];
1016                 if (ring->funcs->type == AMDGPU_RING_TYPE_COMPUTE)
1017                         /* only compute rings */
1018                         ring->has_compute_vm_bug = has_compute_vm_bug;
1019                 else
1020                         ring->has_compute_vm_bug = false;
1021         }
1022 }
1023
1024 /**
1025  * amdgpu_vm_need_pipeline_sync - Check if pipe sync is needed for job.
1026  *
1027  * @ring: ring on which the job will be submitted
1028  * @job: job to submit
1029  *
1030  * Returns:
1031  * True if sync is needed.
1032  */
1033 bool amdgpu_vm_need_pipeline_sync(struct amdgpu_ring *ring,
1034                                   struct amdgpu_job *job)
1035 {
1036         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1037         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1038         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1039         struct amdgpu_vmid *id;
1040         bool gds_switch_needed;
1041         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush || ring->has_compute_vm_bug;
1042
1043         if (job->vmid == 0)
1044                 return false;
1045         id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1046         gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1047                 id->gds_base != job->gds_base ||
1048                 id->gds_size != job->gds_size ||
1049                 id->gws_base != job->gws_base ||
1050                 id->gws_size != job->gws_size ||
1051                 id->oa_base != job->oa_base ||
1052                 id->oa_size != job->oa_size);
1053
1054         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id))
1055                 return true;
1056
1057         return vm_flush_needed || gds_switch_needed;
1058 }
1059
1060 /**
1061  * amdgpu_vm_flush - hardware flush the vm
1062  *
1063  * @ring: ring to use for flush
1064  * @job:  related job
1065  * @need_pipe_sync: is pipe sync needed
1066  *
1067  * Emit a VM flush when it is necessary.
1068  *
1069  * Returns:
1070  * 0 on success, errno otherwise.
1071  */
1072 int amdgpu_vm_flush(struct amdgpu_ring *ring, struct amdgpu_job *job, bool need_pipe_sync)
1073 {
1074         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1075         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1076         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1077         struct amdgpu_vmid *id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1078         bool gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1079                 id->gds_base != job->gds_base ||
1080                 id->gds_size != job->gds_size ||
1081                 id->gws_base != job->gws_base ||
1082                 id->gws_size != job->gws_size ||
1083                 id->oa_base != job->oa_base ||
1084                 id->oa_size != job->oa_size);
1085         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush;
1086         bool pasid_mapping_needed = id->pasid != job->pasid ||
1087                 !id->pasid_mapping ||
1088                 !dma_fence_is_signaled(id->pasid_mapping);
1089         struct dma_fence *fence = NULL;
1090         unsigned patch_offset = 0;
1091         int r;
1092
1093         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id)) {
1094                 gds_switch_needed = true;
1095                 vm_flush_needed = true;
1096                 pasid_mapping_needed = true;
1097         }
1098
1099         gds_switch_needed &= !!ring->funcs->emit_gds_switch;
1100         vm_flush_needed &= !!ring->funcs->emit_vm_flush  &&
1101                         job->vm_pd_addr != AMDGPU_BO_INVALID_OFFSET;
1102         pasid_mapping_needed &= adev->gmc.gmc_funcs->emit_pasid_mapping &&
1103                 ring->funcs->emit_wreg;
1104
1105         if (!vm_flush_needed && !gds_switch_needed && !need_pipe_sync)
1106                 return 0;
1107
1108         if (ring->funcs->init_cond_exec)
1109                 patch_offset = amdgpu_ring_init_cond_exec(ring);
1110
1111         if (need_pipe_sync)
1112                 amdgpu_ring_emit_pipeline_sync(ring);
1113
1114         if (vm_flush_needed) {
1115                 trace_amdgpu_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1116                 amdgpu_ring_emit_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1117         }
1118
1119         if (pasid_mapping_needed)
1120                 amdgpu_gmc_emit_pasid_mapping(ring, job->vmid, job->pasid);
1121
1122         if (vm_flush_needed || pasid_mapping_needed) {
1123                 r = amdgpu_fence_emit(ring, &fence, 0);
1124                 if (r)
1125                         return r;
1126         }
1127
1128         if (vm_flush_needed) {
1129                 mutex_lock(&id_mgr->lock);
1130                 dma_fence_put(id->last_flush);
1131                 id->last_flush = dma_fence_get(fence);
1132                 id->current_gpu_reset_count =
1133                         atomic_read(&adev->gpu_reset_counter);
1134                 mutex_unlock(&id_mgr->lock);
1135         }
1136
1137         if (pasid_mapping_needed) {
1138                 id->pasid = job->pasid;
1139                 dma_fence_put(id->pasid_mapping);
1140                 id->pasid_mapping = dma_fence_get(fence);
1141         }
1142         dma_fence_put(fence);
1143
1144         if (ring->funcs->emit_gds_switch && gds_switch_needed) {
1145                 id->gds_base = job->gds_base;
1146                 id->gds_size = job->gds_size;
1147                 id->gws_base = job->gws_base;
1148                 id->gws_size = job->gws_size;
1149                 id->oa_base = job->oa_base;
1150                 id->oa_size = job->oa_size;
1151                 amdgpu_ring_emit_gds_switch(ring, job->vmid, job->gds_base,
1152                                             job->gds_size, job->gws_base,
1153                                             job->gws_size, job->oa_base,
1154                                             job->oa_size);
1155         }
1156
1157         if (ring->funcs->patch_cond_exec)
1158                 amdgpu_ring_patch_cond_exec(ring, patch_offset);
1159
1160         /* the double SWITCH_BUFFER here *cannot* be skipped by COND_EXEC */
1161         if (ring->funcs->emit_switch_buffer) {
1162                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1163                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1164         }
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 /**
1169  * amdgpu_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
1170  *
1171  * @vm: requested vm
1172  * @bo: requested buffer object
1173  *
1174  * Find @bo inside the requested vm.
1175  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
1176  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
1177  *
1178  * Object has to be reserved!
1179  *
1180  * Returns:
1181  * Found bo_va or NULL.
1182  */
1183 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_find(struct amdgpu_vm *vm,
1184                                        struct amdgpu_bo *bo)
1185 {
1186         struct amdgpu_vm_bo_base *base;
1187
1188         for (base = bo->vm_bo; base; base = base->next) {
1189                 if (base->vm != vm)
1190                         continue;
1191
1192                 return container_of(base, struct amdgpu_bo_va, base);
1193         }
1194         return NULL;
1195 }
1196
1197 /**
1198  * amdgpu_vm_do_set_ptes - helper to call the right asic function
1199  *
1200  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1201  * @bo: PD/PT to update
1202  * @pe: addr of the page entry
1203  * @addr: dst addr to write into pe
1204  * @count: number of page entries to update
1205  * @incr: increase next addr by incr bytes
1206  * @flags: hw access flags
1207  *
1208  * Traces the parameters and calls the right asic functions
1209  * to setup the page table using the DMA.
1210  */
1211 static void amdgpu_vm_do_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1212                                   struct amdgpu_bo *bo,
1213                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1214                                   unsigned count, uint32_t incr,
1215                                   uint64_t flags)
1216 {
1217         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1218         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1219
1220         if (count < 3) {
1221                 amdgpu_vm_write_pte(params->adev, params->ib, pe,
1222                                     addr | flags, count, incr);
1223
1224         } else {
1225                 amdgpu_vm_set_pte_pde(params->adev, params->ib, pe, addr,
1226                                       count, incr, flags);
1227         }
1228 }
1229
1230 /**
1231  * amdgpu_vm_do_copy_ptes - copy the PTEs from the GART
1232  *
1233  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1234  * @bo: PD/PT to update
1235  * @pe: addr of the page entry
1236  * @addr: dst addr to write into pe
1237  * @count: number of page entries to update
1238  * @incr: increase next addr by incr bytes
1239  * @flags: hw access flags
1240  *
1241  * Traces the parameters and calls the DMA function to copy the PTEs.
1242  */
1243 static void amdgpu_vm_do_copy_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1244                                    struct amdgpu_bo *bo,
1245                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1246                                    unsigned count, uint32_t incr,
1247                                    uint64_t flags)
1248 {
1249         uint64_t src = (params->src + (addr >> 12) * 8);
1250
1251         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1252         trace_amdgpu_vm_copy_ptes(pe, src, count);
1253
1254         amdgpu_vm_copy_pte(params->adev, params->ib, pe, src, count);
1255 }
1256
1257 /**
1258  * amdgpu_vm_map_gart - Resolve gart mapping of addr
1259  *
1260  * @pages_addr: optional DMA address to use for lookup
1261  * @addr: the unmapped addr
1262  *
1263  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
1264  * to.
1265  *
1266  * Returns:
1267  * The pointer for the page table entry.
1268  */
1269 static uint64_t amdgpu_vm_map_gart(const dma_addr_t *pages_addr, uint64_t addr)
1270 {
1271         uint64_t result;
1272
1273         /* page table offset */
1274         result = pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
1275
1276         /* in case cpu page size != gpu page size*/
1277         result |= addr & (~PAGE_MASK);
1278
1279         result &= 0xFFFFFFFFFFFFF000ULL;
1280
1281         return result;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * amdgpu_vm_cpu_set_ptes - helper to update page tables via CPU
1286  *
1287  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1288  * @bo: PD/PT to update
1289  * @pe: kmap addr of the page entry
1290  * @addr: dst addr to write into pe
1291  * @count: number of page entries to update
1292  * @incr: increase next addr by incr bytes
1293  * @flags: hw access flags
1294  *
1295  * Write count number of PT/PD entries directly.
1296  */
1297 static void amdgpu_vm_cpu_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1298                                    struct amdgpu_bo *bo,
1299                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1300                                    unsigned count, uint32_t incr,
1301                                    uint64_t flags)
1302 {
1303         unsigned int i;
1304         uint64_t value;
1305
1306         pe += (unsigned long)amdgpu_bo_kptr(bo);
1307
1308         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1309
1310         for (i = 0; i < count; i++) {
1311                 value = params->pages_addr ?
1312                         amdgpu_vm_map_gart(params->pages_addr, addr) :
1313                         addr;
1314                 amdgpu_gmc_set_pte_pde(params->adev, (void *)(uintptr_t)pe,
1315                                        i, value, flags);
1316                 addr += incr;
1317         }
1318 }
1319
1320
1321 /**
1322  * amdgpu_vm_wait_pd - Wait for PT BOs to be free.
1323  *
1324  * @adev: amdgpu_device pointer
1325  * @vm: related vm
1326  * @owner: fence owner
1327  *
1328  * Returns:
1329  * 0 on success, errno otherwise.
1330  */
1331 static int amdgpu_vm_wait_pd(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
1332                              void *owner)
1333 {
1334         struct amdgpu_sync sync;
1335         int r;
1336
1337         amdgpu_sync_create(&sync);
1338         amdgpu_sync_resv(adev, &sync, vm->root.base.bo->tbo.resv, owner, false);
1339         r = amdgpu_sync_wait(&sync, true);
1340         amdgpu_sync_free(&sync);
1341
1342         return r;
1343 }
1344
1345 /**
1346  * amdgpu_vm_update_func - helper to call update function
1347  *
1348  * Calls the update function for both the given BO as well as its shadow.
1349  */
1350 static void amdgpu_vm_update_func(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1351                                   struct amdgpu_bo *bo,
1352                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1353                                   unsigned count, uint32_t incr,
1354                                   uint64_t flags)
1355 {
1356         if (bo->shadow)
1357                 params->func(params, bo->shadow, pe, addr, count, incr, flags);
1358         params->func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * amdgpu_vm_update_pde - update a single level in the hierarchy
1363  *
1364  * @param: parameters for the update
1365  * @vm: requested vm
1366  * @parent: parent directory
1367  * @entry: entry to update
1368  *
1369  * Makes sure the requested entry in parent is up to date.
1370  */
1371 static void amdgpu_vm_update_pde(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1372                                  struct amdgpu_vm *vm,
1373                                  struct amdgpu_vm_pt *parent,
1374                                  struct amdgpu_vm_pt *entry)
1375 {
1376         struct amdgpu_bo *bo = parent->base.bo, *pbo;
1377         uint64_t pde, pt, flags;
1378         unsigned level;
1379
1380         /* Don't update huge pages here */
1381         if (entry->huge)
1382                 return;
1383
1384         for (level = 0, pbo = bo->parent; pbo; ++level)
1385                 pbo = pbo->parent;
1386
1387         level += params->adev->vm_manager.root_level;
1388         amdgpu_gmc_get_pde_for_bo(entry->base.bo, level, &pt, &flags);
1389         pde = (entry - parent->entries) * 8;
1390         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pde, pt, 1, 0, flags);
1391 }
1392
1393 /*
1394  * amdgpu_vm_invalidate_pds - mark all PDs as invalid
1395  *
1396  * @adev: amdgpu_device pointer
1397  * @vm: related vm
1398  *
1399  * Mark all PD level as invalid after an error.
1400  */
1401 static void amdgpu_vm_invalidate_pds(struct amdgpu_device *adev,
1402                                      struct amdgpu_vm *vm)
1403 {
1404         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1405         struct amdgpu_vm_pt *entry;
1406
1407         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)
1408                 if (entry->base.bo && !entry->base.moved)
1409                         amdgpu_vm_bo_relocated(&entry->base);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * amdgpu_vm_update_directories - make sure that all directories are valid
1414  *
1415  * @adev: amdgpu_device pointer
1416  * @vm: requested vm
1417  *
1418  * Makes sure all directories are up to date.
1419  *
1420  * Returns:
1421  * 0 for success, error for failure.
1422  */
1423 int amdgpu_vm_update_directories(struct amdgpu_device *adev,
1424                                  struct amdgpu_vm *vm)
1425 {
1426         struct amdgpu_pte_update_params params;
1427         struct amdgpu_job *job;
1428         unsigned ndw = 0;
1429         int r = 0;
1430
1431         if (list_empty(&vm->relocated))
1432                 return 0;
1433
1434 restart:
1435         memset(&params, 0, sizeof(params));
1436         params.adev = adev;
1437
1438         if (vm->use_cpu_for_update) {
1439                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM);
1440                 if (unlikely(r))
1441                         return r;
1442
1443                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1444         } else {
1445                 ndw = 512 * 8;
1446                 r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1447                 if (r)
1448                         return r;
1449
1450                 params.ib = &job->ibs[0];
1451                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1452         }
1453
1454         while (!list_empty(&vm->relocated)) {
1455                 struct amdgpu_vm_pt *pt, *entry;
1456
1457                 entry = list_first_entry(&vm->relocated, struct amdgpu_vm_pt,
1458                                          base.vm_status);
1459                 amdgpu_vm_bo_idle(&entry->base);
1460
1461                 pt = amdgpu_vm_pt_parent(entry);
1462                 if (!pt)
1463                         continue;
1464
1465                 amdgpu_vm_update_pde(&params, vm, pt, entry);
1466
1467                 if (!vm->use_cpu_for_update &&
1468                     (ndw - params.ib->length_dw) < 32)
1469                         break;
1470         }
1471
1472         if (vm->use_cpu_for_update) {
1473                 /* Flush HDP */
1474                 mb();
1475                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
1476         } else if (params.ib->length_dw == 0) {
1477                 amdgpu_job_free(job);
1478         } else {
1479                 struct amdgpu_bo *root = vm->root.base.bo;
1480                 struct amdgpu_ring *ring;
1481                 struct dma_fence *fence;
1482
1483                 ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring,
1484                                     sched);
1485
1486                 amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1487                 amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, root->tbo.resv,
1488                                  AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, false);
1489                 WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1490                 r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM,
1491                                       &fence);
1492                 if (r)
1493                         goto error;
1494
1495                 amdgpu_bo_fence(root, fence, true);
1496                 dma_fence_put(vm->last_update);
1497                 vm->last_update = fence;
1498         }
1499
1500         if (!list_empty(&vm->relocated))
1501                 goto restart;
1502
1503         return 0;
1504
1505 error:
1506         amdgpu_vm_invalidate_pds(adev, vm);
1507         amdgpu_job_free(job);
1508         return r;
1509 }
1510
1511 /**
1512  * amdgpu_vm_update_huge - figure out parameters for PTE updates
1513  *
1514  * Make sure to set the right flags for the PTEs at the desired level.
1515  */
1516 static void amdgpu_vm_update_huge(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1517                                   struct amdgpu_bo *bo, unsigned level,
1518                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1519                                   unsigned count, uint32_t incr,
1520                                   uint64_t flags)
1521
1522 {
1523         if (level != AMDGPU_VM_PTB) {
1524                 flags |= AMDGPU_PDE_PTE;
1525                 amdgpu_gmc_get_vm_pde(params->adev, level, &addr, &flags);
1526         }
1527
1528         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1529 }
1530
1531 /**
1532  * amdgpu_vm_fragment - get fragment for PTEs
1533  *
1534  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1535  * @start: first PTE to handle
1536  * @end: last PTE to handle
1537  * @flags: hw mapping flags
1538  * @frag: resulting fragment size
1539  * @frag_end: end of this fragment
1540  *
1541  * Returns the first possible fragment for the start and end address.
1542  */
1543 static void amdgpu_vm_fragment(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1544                                uint64_t start, uint64_t end, uint64_t flags,
1545                                unsigned int *frag, uint64_t *frag_end)
1546 {
1547         /**
1548          * The MC L1 TLB supports variable sized pages, based on a fragment
1549          * field in the PTE. When this field is set to a non-zero value, page
1550          * granularity is increased from 4KB to (1 << (12 + frag)). The PTE
1551          * flags are considered valid for all PTEs within the fragment range
1552          * and corresponding mappings are assumed to be physically contiguous.
1553          *
1554          * The L1 TLB can store a single PTE for the whole fragment,
1555          * significantly increasing the space available for translation
1556          * caching. This leads to large improvements in throughput when the
1557          * TLB is under pressure.
1558          *
1559          * The L2 TLB distributes small and large fragments into two
1560          * asymmetric partitions. The large fragment cache is significantly
1561          * larger. Thus, we try to use large fragments wherever possible.
1562          * Userspace can support this by aligning virtual base address and
1563          * allocation size to the fragment size.
1564          *
1565          * Starting with Vega10 the fragment size only controls the L1. The L2
1566          * is now directly feed with small/huge/giant pages from the walker.
1567          */
1568         unsigned max_frag;
1569
1570         if (params->adev->asic_type < CHIP_VEGA10)
1571                 max_frag = params->adev->vm_manager.fragment_size;
1572         else
1573                 max_frag = 31;
1574
1575         /* system pages are non continuously */
1576         if (params->src) {
1577                 *frag = 0;
1578                 *frag_end = end;
1579                 return;
1580         }
1581
1582         /* This intentionally wraps around if no bit is set */
1583         *frag = min((unsigned)ffs(start) - 1, (unsigned)fls64(end - start) - 1);
1584         if (*frag >= max_frag) {
1585                 *frag = max_frag;
1586                 *frag_end = end & ~((1ULL << max_frag) - 1);
1587         } else {
1588                 *frag_end = start + (1 << *frag);
1589         }
1590 }
1591
1592 /**
1593  * amdgpu_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
1594  *
1595  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1596  * @start: start of GPU address range
1597  * @end: end of GPU address range
1598  * @dst: destination address to map to, the next dst inside the function
1599  * @flags: mapping flags
1600  *
1601  * Update the page tables in the range @start - @end.
1602  *
1603  * Returns:
1604  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1605  */
1606 static int amdgpu_vm_update_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1607                                  uint64_t start, uint64_t end,
1608                                  uint64_t dst, uint64_t flags)
1609 {
1610         struct amdgpu_device *adev = params->adev;
1611         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1612         uint64_t frag_start = start, frag_end;
1613         unsigned int frag;
1614
1615         /* figure out the initial fragment */
1616         amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end, flags, &frag, &frag_end);
1617
1618         /* walk over the address space and update the PTs */
1619         amdgpu_vm_pt_start(adev, params->vm, start, &cursor);
1620         while (cursor.pfn < end) {
1621                 struct amdgpu_bo *pt = cursor.entry->base.bo;
1622                 unsigned shift, parent_shift, mask;
1623                 uint64_t incr, entry_end, pe_start;
1624
1625                 if (!pt)
1626                         return -ENOENT;
1627
1628                 /* The root level can't be a huge page */
1629                 if (cursor.level == adev->vm_manager.root_level) {
1630                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1631                                 return -ENOENT;
1632                         continue;
1633                 }
1634
1635                 /* First check if the entry is already handled */
1636                 if (cursor.pfn < frag_start) {
1637                         cursor.entry->huge = true;
1638                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1639                         continue;
1640                 }
1641
1642                 /* If it isn't already handled it can't be a huge page */
1643                 if (cursor.entry->huge) {
1644                         /* Add the entry to the relocated list to update it. */
1645                         cursor.entry->huge = false;
1646                         amdgpu_vm_bo_relocated(&cursor.entry->base);
1647                 }
1648
1649                 shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level);
1650                 parent_shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level - 1);
1651                 if (adev->asic_type < CHIP_VEGA10) {
1652                         /* No huge page support before GMC v9 */
1653                         if (cursor.level != AMDGPU_VM_PTB) {
1654                                 if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1655                                         return -ENOENT;
1656                                 continue;
1657                         }
1658                 } else if (frag < shift) {
1659                         /* We can't use this level when the fragment size is
1660                          * smaller than the address shift. Go to the next
1661                          * child entry and try again.
1662                          */
1663                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1664                                 return -ENOENT;
1665                         continue;
1666                 } else if (frag >= parent_shift) {
1667                         /* If the fragment size is even larger than the parent
1668                          * shift we should go up one level and check it again.
1669                          */
1670                         if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(&cursor))
1671                                 return -ENOENT;
1672                         continue;
1673                 }
1674
1675                 /* Looks good so far, calculate parameters for the update */
1676                 incr = AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1677                 mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor.level);
1678                 pe_start = ((cursor.pfn >> shift) & mask) * 8;
1679                 entry_end = (mask + 1) << shift;
1680                 entry_end += cursor.pfn & ~(entry_end - 1);
1681                 entry_end = min(entry_end, end);
1682
1683                 do {
1684                         uint64_t upd_end = min(entry_end, frag_end);
1685                         unsigned nptes = (upd_end - frag_start) >> shift;
1686
1687                         amdgpu_vm_update_huge(params, pt, cursor.level,
1688                                               pe_start, dst, nptes, incr,
1689                                               flags | AMDGPU_PTE_FRAG(frag));
1690
1691                         pe_start += nptes * 8;
1692                         dst += nptes * AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1693
1694                         frag_start = upd_end;
1695                         if (frag_start >= frag_end) {
1696                                 /* figure out the next fragment */
1697                                 amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end,
1698                                                    flags, &frag, &frag_end);
1699                                 if (frag < shift)
1700                                         break;
1701                         }
1702                 } while (frag_start < entry_end);
1703
1704                 if (frag >= shift)
1705                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1706         }
1707
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 /**
1712  * amdgpu_vm_bo_update_mapping - update a mapping in the vm page table
1713  *
1714  * @adev: amdgpu_device pointer
1715  * @exclusive: fence we need to sync to
1716  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1717  * @vm: requested vm
1718  * @start: start of mapped range
1719  * @last: last mapped entry
1720  * @flags: flags for the entries
1721  * @addr: addr to set the area to
1722  * @fence: optional resulting fence
1723  *
1724  * Fill in the page table entries between @start and @last.
1725  *
1726  * Returns:
1727  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1728  */
1729 static int amdgpu_vm_bo_update_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1730                                        struct dma_fence *exclusive,
1731                                        dma_addr_t *pages_addr,
1732                                        struct amdgpu_vm *vm,
1733                                        uint64_t start, uint64_t last,
1734                                        uint64_t flags, uint64_t addr,
1735                                        struct dma_fence **fence)
1736 {
1737         struct amdgpu_ring *ring;
1738         void *owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_VM;
1739         unsigned nptes, ncmds, ndw;
1740         struct amdgpu_job *job;
1741         struct amdgpu_pte_update_params params;
1742         struct dma_fence *f = NULL;
1743         int r;
1744
1745         memset(&params, 0, sizeof(params));
1746         params.adev = adev;
1747         params.vm = vm;
1748
1749         /* sync to everything on unmapping */
1750         if (!(flags & AMDGPU_PTE_VALID))
1751                 owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED;
1752
1753         if (vm->use_cpu_for_update) {
1754                 /* params.src is used as flag to indicate system Memory */
1755                 if (pages_addr)
1756                         params.src = ~0;
1757
1758                 /* Wait for PT BOs to be free. PTs share the same resv. object
1759                  * as the root PD BO
1760                  */
1761                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, owner);
1762                 if (unlikely(r))
1763                         return r;
1764
1765                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1766                 params.pages_addr = pages_addr;
1767                 return amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1,
1768                                              addr, flags);
1769         }
1770
1771         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
1772
1773         nptes = last - start + 1;
1774
1775         /*
1776          * reserve space for two commands every (1 << BLOCK_SIZE)
1777          *  entries or 2k dwords (whatever is smaller)
1778          *
1779          * The second command is for the shadow pagetables.
1780          */
1781         if (vm->root.base.bo->shadow)
1782                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1) * 2;
1783         else
1784                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1);
1785
1786         /* padding, etc. */
1787         ndw = 64;
1788
1789         if (pages_addr) {
1790                 /* copy commands needed */
1791                 ndw += ncmds * adev->vm_manager.vm_pte_funcs->copy_pte_num_dw;
1792
1793                 /* and also PTEs */
1794                 ndw += nptes * 2;
1795
1796                 params.func = amdgpu_vm_do_copy_ptes;
1797
1798         } else {
1799                 /* set page commands needed */
1800                 ndw += ncmds * 10;
1801
1802                 /* extra commands for begin/end fragments */
1803                 if (vm->root.base.bo->shadow)
1804                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size * 2;
1805                 else
1806                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size;
1807
1808                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1809         }
1810
1811         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1812         if (r)
1813                 return r;
1814
1815         params.ib = &job->ibs[0];
1816
1817         if (pages_addr) {
1818                 uint64_t *pte;
1819                 unsigned i;
1820
1821                 /* Put the PTEs at the end of the IB. */
1822                 i = ndw - nptes * 2;
1823                 pte= (uint64_t *)&(job->ibs->ptr[i]);
1824                 params.src = job->ibs->gpu_addr + i * 4;
1825
1826                 for (i = 0; i < nptes; ++i) {
1827                         pte[i] = amdgpu_vm_map_gart(pages_addr, addr + i *
1828                                                     AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
1829                         pte[i] |= flags;
1830                 }
1831                 addr = 0;
1832         }
1833
1834         r = amdgpu_sync_fence(adev, &job->sync, exclusive, false);
1835         if (r)
1836                 goto error_free;
1837
1838         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, vm->root.base.bo->tbo.resv,
1839                              owner, false);
1840         if (r)
1841                 goto error_free;
1842
1843         r = reservation_object_reserve_shared(vm->root.base.bo->tbo.resv);
1844         if (r)
1845                 goto error_free;
1846
1847         r = amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1, addr, flags);
1848         if (r)
1849                 goto error_free;
1850
1851         amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1852         WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1853         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, &f);
1854         if (r)
1855                 goto error_free;
1856
1857         amdgpu_bo_fence(vm->root.base.bo, f, true);
1858         dma_fence_put(*fence);
1859         *fence = f;
1860         return 0;
1861
1862 error_free:
1863         amdgpu_job_free(job);
1864         return r;
1865 }
1866
1867 /**
1868  * amdgpu_vm_bo_split_mapping - split a mapping into smaller chunks
1869  *
1870  * @adev: amdgpu_device pointer
1871  * @exclusive: fence we need to sync to
1872  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1873  * @vm: requested vm
1874  * @mapping: mapped range and flags to use for the update
1875  * @flags: HW flags for the mapping
1876  * @nodes: array of drm_mm_nodes with the MC addresses
1877  * @fence: optional resulting fence
1878  *
1879  * Split the mapping into smaller chunks so that each update fits
1880  * into a SDMA IB.
1881  *
1882  * Returns:
1883  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1884  */
1885 static int amdgpu_vm_bo_split_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1886                                       struct dma_fence *exclusive,
1887                                       dma_addr_t *pages_addr,
1888                                       struct amdgpu_vm *vm,
1889                                       struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
1890                                       uint64_t flags,
1891                                       struct drm_mm_node *nodes,
1892                                       struct dma_fence **fence)
1893 {
1894         unsigned min_linear_pages = 1 << adev->vm_manager.fragment_size;
1895         uint64_t pfn, start = mapping->start;
1896         int r;
1897
1898         /* normally,bo_va->flags only contians READABLE and WIRTEABLE bit go here
1899          * but in case of something, we filter the flags in first place
1900          */
1901         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_READABLE))
1902                 flags &= ~AMDGPU_PTE_READABLE;
1903         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_WRITEABLE))
1904                 flags &= ~AMDGPU_PTE_WRITEABLE;
1905
1906         flags &= ~AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1907         flags |= mapping->flags & AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1908
1909         flags &= ~AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK;
1910         flags |= (mapping->flags & AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK);
1911
1912         if ((mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT) &&
1913             (adev->asic_type >= CHIP_VEGA10)) {
1914                 flags |= AMDGPU_PTE_PRT;
1915                 flags &= ~AMDGPU_PTE_VALID;
1916         }
1917
1918         trace_amdgpu_vm_bo_update(mapping);
1919
1920         pfn = mapping->offset >> PAGE_SHIFT;
1921         if (nodes) {
1922                 while (pfn >= nodes->size) {
1923                         pfn -= nodes->size;
1924                         ++nodes;
1925                 }
1926         }
1927
1928         do {
1929                 dma_addr_t *dma_addr = NULL;
1930                 uint64_t max_entries;
1931                 uint64_t addr, last;
1932
1933                 if (nodes) {
1934                         addr = nodes->start << PAGE_SHIFT;
1935                         max_entries = (nodes->size - pfn) *
1936                                 AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1937                 } else {
1938                         addr = 0;
1939                         max_entries = S64_MAX;
1940                 }
1941
1942                 if (pages_addr) {
1943                         uint64_t count;
1944
1945                         max_entries = min(max_entries, 16ull * 1024ull);
1946                         for (count = 1;
1947                              count < max_entries / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1948                              ++count) {
1949                                 uint64_t idx = pfn + count;
1950
1951                                 if (pages_addr[idx] !=
1952                                     (pages_addr[idx - 1] + PAGE_SIZE))
1953                                         break;
1954                         }
1955
1956                         if (count < min_linear_pages) {
1957                                 addr = pfn << PAGE_SHIFT;
1958                                 dma_addr = pages_addr;
1959                         } else {
1960                                 addr = pages_addr[pfn];
1961                                 max_entries = count * AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1962                         }
1963
1964                 } else if (flags & AMDGPU_PTE_VALID) {
1965                         addr += adev->vm_manager.vram_base_offset;
1966                         addr += pfn << PAGE_SHIFT;
1967                 }
1968
1969                 last = min((uint64_t)mapping->last, start + max_entries - 1);
1970                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, exclusive, dma_addr, vm,
1971                                                 start, last, flags, addr,
1972                                                 fence);
1973                 if (r)
1974                         return r;
1975
1976                 pfn += (last - start + 1) / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1977                 if (nodes && nodes->size == pfn) {
1978                         pfn = 0;
1979                         ++nodes;
1980                 }
1981                 start = last + 1;
1982
1983         } while (unlikely(start != mapping->last + 1));
1984
1985         return 0;
1986 }
1987
1988 /**
1989  * amdgpu_vm_bo_update - update all BO mappings in the vm page table
1990  *
1991  * @adev: amdgpu_device pointer
1992  * @bo_va: requested BO and VM object
1993  * @clear: if true clear the entries
1994  *
1995  * Fill in the page table entries for @bo_va.
1996  *
1997  * Returns:
1998  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1999  */
2000 int amdgpu_vm_bo_update(struct amdgpu_device *adev,
2001                         struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2002                         bool clear)
2003 {
2004         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2005         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2006         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2007         dma_addr_t *pages_addr = NULL;
2008         struct ttm_mem_reg *mem;
2009         struct drm_mm_node *nodes;
2010         struct dma_fence *exclusive, **last_update;
2011         uint64_t flags;
2012         int r;
2013
2014         if (clear || !bo) {
2015                 mem = NULL;
2016                 nodes = NULL;
2017                 exclusive = NULL;
2018         } else {
2019                 struct ttm_dma_tt *ttm;
2020
2021                 mem = &bo->tbo.mem;
2022                 nodes = mem->mm_node;
2023                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
2024                         ttm = container_of(bo->tbo.ttm, struct ttm_dma_tt, ttm);
2025                         pages_addr = ttm->dma_address;
2026                 }
2027                 exclusive = reservation_object_get_excl(bo->tbo.resv);
2028         }
2029
2030         if (bo)
2031                 flags = amdgpu_ttm_tt_pte_flags(adev, bo->tbo.ttm, mem);
2032         else
2033                 flags = 0x0;
2034
2035         if (clear || (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv))
2036                 last_update = &vm->last_update;
2037         else
2038                 last_update = &bo_va->last_pt_update;
2039
2040         if (!clear && bo_va->base.moved) {
2041                 bo_va->base.moved = false;
2042                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2043
2044         } else if (bo_va->cleared != clear) {
2045                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2046         }
2047
2048         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2049                 r = amdgpu_vm_bo_split_mapping(adev, exclusive, pages_addr, vm,
2050                                                mapping, flags, nodes,
2051                                                last_update);
2052                 if (r)
2053                         return r;
2054         }
2055
2056         if (vm->use_cpu_for_update) {
2057                 /* Flush HDP */
2058                 mb();
2059                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
2060         }
2061
2062         /* If the BO is not in its preferred location add it back to
2063          * the evicted list so that it gets validated again on the
2064          * next command submission.
2065          */
2066         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2067                 uint32_t mem_type = bo->tbo.mem.mem_type;
2068
2069                 if (!(bo->preferred_domains & amdgpu_mem_type_to_domain(mem_type)))
2070                         amdgpu_vm_bo_evicted(&bo_va->base);
2071                 else
2072                         amdgpu_vm_bo_idle(&bo_va->base);
2073         } else {
2074                 amdgpu_vm_bo_done(&bo_va->base);
2075         }
2076
2077         list_splice_init(&bo_va->invalids, &bo_va->valids);
2078         bo_va->cleared = clear;
2079
2080         if (trace_amdgpu_vm_bo_mapping_enabled()) {
2081                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list)
2082                         trace_amdgpu_vm_bo_mapping(mapping);
2083         }
2084
2085         return 0;
2086 }
2087
2088 /**
2089  * amdgpu_vm_update_prt_state - update the global PRT state
2090  *
2091  * @adev: amdgpu_device pointer
2092  */
2093 static void amdgpu_vm_update_prt_state(struct amdgpu_device *adev)
2094 {
2095         unsigned long flags;
2096         bool enable;
2097
2098         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2099         enable = !!atomic_read(&adev->vm_manager.num_prt_users);
2100         adev->gmc.gmc_funcs->set_prt(adev, enable);
2101         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2102 }
2103
2104 /**
2105  * amdgpu_vm_prt_get - add a PRT user
2106  *
2107  * @adev: amdgpu_device pointer
2108  */
2109 static void amdgpu_vm_prt_get(struct amdgpu_device *adev)
2110 {
2111         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2112                 return;
2113
2114         if (atomic_inc_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 1)
2115                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2116 }
2117
2118 /**
2119  * amdgpu_vm_prt_put - drop a PRT user
2120  *
2121  * @adev: amdgpu_device pointer
2122  */
2123 static void amdgpu_vm_prt_put(struct amdgpu_device *adev)
2124 {
2125         if (atomic_dec_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 0)
2126                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2127 }
2128
2129 /**
2130  * amdgpu_vm_prt_cb - callback for updating the PRT status
2131  *
2132  * @fence: fence for the callback
2133  * @_cb: the callback function
2134  */
2135 static void amdgpu_vm_prt_cb(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *_cb)
2136 {
2137         struct amdgpu_prt_cb *cb = container_of(_cb, struct amdgpu_prt_cb, cb);
2138
2139         amdgpu_vm_prt_put(cb->adev);
2140         kfree(cb);
2141 }
2142
2143 /**
2144  * amdgpu_vm_add_prt_cb - add callback for updating the PRT status
2145  *
2146  * @adev: amdgpu_device pointer
2147  * @fence: fence for the callback
2148  */
2149 static void amdgpu_vm_add_prt_cb(struct amdgpu_device *adev,
2150                                  struct dma_fence *fence)
2151 {
2152         struct amdgpu_prt_cb *cb;
2153
2154         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2155                 return;
2156
2157         cb = kmalloc(sizeof(struct amdgpu_prt_cb), GFP_KERNEL);
2158         if (!cb) {
2159                 /* Last resort when we are OOM */
2160                 if (fence)
2161                         dma_fence_wait(fence, false);
2162
2163                 amdgpu_vm_prt_put(adev);
2164         } else {
2165                 cb->adev = adev;
2166                 if (!fence || dma_fence_add_callback(fence, &cb->cb,
2167                                                      amdgpu_vm_prt_cb))
2168                         amdgpu_vm_prt_cb(fence, &cb->cb);
2169         }
2170 }
2171
2172 /**
2173  * amdgpu_vm_free_mapping - free a mapping
2174  *
2175  * @adev: amdgpu_device pointer
2176  * @vm: requested vm
2177  * @mapping: mapping to be freed
2178  * @fence: fence of the unmap operation
2179  *
2180  * Free a mapping and make sure we decrease the PRT usage count if applicable.
2181  */
2182 static void amdgpu_vm_free_mapping(struct amdgpu_device *adev,
2183                                    struct amdgpu_vm *vm,
2184                                    struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
2185                                    struct dma_fence *fence)
2186 {
2187         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2188                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, fence);
2189         kfree(mapping);
2190 }
2191
2192 /**
2193  * amdgpu_vm_prt_fini - finish all prt mappings
2194  *
2195  * @adev: amdgpu_device pointer
2196  * @vm: requested vm
2197  *
2198  * Register a cleanup callback to disable PRT support after VM dies.
2199  */
2200 static void amdgpu_vm_prt_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
2201 {
2202         struct reservation_object *resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
2203         struct dma_fence *excl, **shared;
2204         unsigned i, shared_count;
2205         int r;
2206
2207         r = reservation_object_get_fences_rcu(resv, &excl,
2208                                               &shared_count, &shared);
2209         if (r) {
2210                 /* Not enough memory to grab the fence list, as last resort
2211                  * block for all the fences to complete.
2212                  */
2213                 reservation_object_wait_timeout_rcu(resv, true, false,
2214                                                     MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2215                 return;
2216         }
2217
2218         /* Add a callback for each fence in the reservation object */
2219         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2220         amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, excl);
2221
2222         for (i = 0; i < shared_count; ++i) {
2223                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2224                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, shared[i]);
2225         }
2226
2227         kfree(shared);
2228 }
2229
2230 /**
2231  * amdgpu_vm_clear_freed - clear freed BOs in the PT
2232  *
2233  * @adev: amdgpu_device pointer
2234  * @vm: requested vm
2235  * @fence: optional resulting fence (unchanged if no work needed to be done
2236  * or if an error occurred)
2237  *
2238  * Make sure all freed BOs are cleared in the PT.
2239  * PTs have to be reserved and mutex must be locked!
2240  *
2241  * Returns:
2242  * 0 for success.
2243  *
2244  */
2245 int amdgpu_vm_clear_freed(struct amdgpu_device *adev,
2246                           struct amdgpu_vm *vm,
2247                           struct dma_fence **fence)
2248 {
2249         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2250         uint64_t init_pte_value = 0;
2251         struct dma_fence *f = NULL;
2252         int r;
2253
2254         while (!list_empty(&vm->freed)) {
2255                 mapping = list_first_entry(&vm->freed,
2256                         struct amdgpu_bo_va_mapping, list);
2257                 list_del(&mapping->list);
2258
2259                 if (vm->pte_support_ats &&
2260                     mapping->start < AMDGPU_GMC_HOLE_START)
2261                         init_pte_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
2262
2263                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, NULL, NULL, vm,
2264                                                 mapping->start, mapping->last,
2265                                                 init_pte_value, 0, &f);
2266                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, f);
2267                 if (r) {
2268                         dma_fence_put(f);
2269                         return r;
2270                 }
2271         }
2272
2273         if (fence && f) {
2274                 dma_fence_put(*fence);
2275                 *fence = f;
2276         } else {
2277                 dma_fence_put(f);
2278         }
2279
2280         return 0;
2281
2282 }
2283
2284 /**
2285  * amdgpu_vm_handle_moved - handle moved BOs in the PT
2286  *
2287  * @adev: amdgpu_device pointer
2288  * @vm: requested vm
2289  *
2290  * Make sure all BOs which are moved are updated in the PTs.
2291  *
2292  * Returns:
2293  * 0 for success.
2294  *
2295  * PTs have to be reserved!
2296  */
2297 int amdgpu_vm_handle_moved(struct amdgpu_device *adev,
2298                            struct amdgpu_vm *vm)
2299 {
2300         struct amdgpu_bo_va *bo_va, *tmp;
2301         struct reservation_object *resv;
2302         bool clear;
2303         int r;
2304
2305         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->moved, base.vm_status) {
2306                 /* Per VM BOs never need to bo cleared in the page tables */
2307                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, false);
2308                 if (r)
2309                         return r;
2310         }
2311
2312         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2313         while (!list_empty(&vm->invalidated)) {
2314                 bo_va = list_first_entry(&vm->invalidated, struct amdgpu_bo_va,
2315                                          base.vm_status);
2316                 resv = bo_va->base.bo->tbo.resv;
2317                 spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2318
2319                 /* Try to reserve the BO to avoid clearing its ptes */
2320                 if (!amdgpu_vm_debug && reservation_object_trylock(resv))
2321                         clear = false;
2322                 /* Somebody else is using the BO right now */
2323                 else
2324                         clear = true;
2325
2326                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, clear);
2327                 if (r)
2328                         return r;
2329
2330                 if (!clear)
2331                         reservation_object_unlock(resv);
2332                 spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2333         }
2334         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2335
2336         return 0;
2337 }
2338
2339 /**
2340  * amdgpu_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
2341  *
2342  * @adev: amdgpu_device pointer
2343  * @vm: requested vm
2344  * @bo: amdgpu buffer object
2345  *
2346  * Add @bo into the requested vm.
2347  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
2348  *
2349  * Returns:
2350  * Newly added bo_va or NULL for failure
2351  *
2352  * Object has to be reserved!
2353  */
2354 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_add(struct amdgpu_device *adev,
2355                                       struct amdgpu_vm *vm,
2356                                       struct amdgpu_bo *bo)
2357 {
2358         struct amdgpu_bo_va *bo_va;
2359
2360         bo_va = kzalloc(sizeof(struct amdgpu_bo_va), GFP_KERNEL);
2361         if (bo_va == NULL) {
2362                 return NULL;
2363         }
2364         amdgpu_vm_bo_base_init(&bo_va->base, vm, bo);
2365
2366         bo_va->ref_count = 1;
2367         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->valids);
2368         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->invalids);
2369
2370         return bo_va;
2371 }
2372
2373
2374 /**
2375  * amdgpu_vm_bo_insert_mapping - insert a new mapping
2376  *
2377  * @adev: amdgpu_device pointer
2378  * @bo_va: bo_va to store the address
2379  * @mapping: the mapping to insert
2380  *
2381  * Insert a new mapping into all structures.
2382  */
2383 static void amdgpu_vm_bo_insert_map(struct amdgpu_device *adev,
2384                                     struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2385                                     struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping)
2386 {
2387         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2388         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2389
2390         mapping->bo_va = bo_va;
2391         list_add(&mapping->list, &bo_va->invalids);
2392         amdgpu_vm_it_insert(mapping, &vm->va);
2393
2394         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2395                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2396
2397         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv &&
2398             !bo_va->base.moved) {
2399                 list_move(&bo_va->base.vm_status, &vm->moved);
2400         }
2401         trace_amdgpu_vm_bo_map(bo_va, mapping);
2402 }
2403
2404 /**
2405  * amdgpu_vm_bo_map - map bo inside a vm
2406  *
2407  * @adev: amdgpu_device pointer
2408  * @bo_va: bo_va to store the address
2409  * @saddr: where to map the BO
2410  * @offset: requested offset in the BO
2411  * @size: BO size in bytes
2412  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2413  *
2414  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM.
2415  *
2416  * Returns:
2417  * 0 for success, error for failure.
2418  *
2419  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2420  */
2421 int amdgpu_vm_bo_map(struct amdgpu_device *adev,
2422                      struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2423                      uint64_t saddr, uint64_t offset,
2424                      uint64_t size, uint64_t flags)
2425 {
2426         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
2427         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2428         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2429         uint64_t eaddr;
2430
2431         /* validate the parameters */
2432         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2433             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2434                 return -EINVAL;
2435
2436         /* make sure object fit at this offset */
2437         eaddr = saddr + size - 1;
2438         if (saddr >= eaddr ||
2439             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2440                 return -EINVAL;
2441
2442         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2443         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2444
2445         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2446         if (tmp) {
2447                 /* bo and tmp overlap, invalid addr */
2448                 dev_err(adev->dev, "bo %p va 0x%010Lx-0x%010Lx conflict with "
2449                         "0x%010Lx-0x%010Lx\n", bo, saddr, eaddr,
2450                         tmp->start, tmp->last + 1);
2451                 return -EINVAL;
2452         }
2453
2454         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2455         if (!mapping)
2456                 return -ENOMEM;
2457
2458         mapping->start = saddr;
2459         mapping->last = eaddr;
2460         mapping->offset = offset;
2461         mapping->flags = flags;
2462
2463         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2464
2465         return 0;
2466 }
2467
2468 /**
2469  * amdgpu_vm_bo_replace_map - map bo inside a vm, replacing existing mappings
2470  *
2471  * @adev: amdgpu_device pointer
2472  * @bo_va: bo_va to store the address
2473  * @saddr: where to map the BO
2474  * @offset: requested offset in the BO
2475  * @size: BO size in bytes
2476  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2477  *
2478  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM. Replace existing
2479  * mappings as we do so.
2480  *
2481  * Returns:
2482  * 0 for success, error for failure.
2483  *
2484  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2485  */
2486 int amdgpu_vm_bo_replace_map(struct amdgpu_device *adev,
2487                              struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2488                              uint64_t saddr, uint64_t offset,
2489                              uint64_t size, uint64_t flags)
2490 {
2491         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2492         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2493         uint64_t eaddr;
2494         int r;
2495
2496         /* validate the parameters */
2497         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2498             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2499                 return -EINVAL;
2500
2501         /* make sure object fit at this offset */
2502         eaddr = saddr + size - 1;
2503         if (saddr >= eaddr ||
2504             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2505                 return -EINVAL;
2506
2507         /* Allocate all the needed memory */
2508         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2509         if (!mapping)
2510                 return -ENOMEM;
2511
2512         r = amdgpu_vm_bo_clear_mappings(adev, bo_va->base.vm, saddr, size);
2513         if (r) {
2514                 kfree(mapping);
2515                 return r;
2516         }
2517
2518         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2519         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2520
2521         mapping->start = saddr;
2522         mapping->last = eaddr;
2523         mapping->offset = offset;
2524         mapping->flags = flags;
2525
2526         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2527
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 /**
2532  * amdgpu_vm_bo_unmap - remove bo mapping from vm
2533  *
2534  * @adev: amdgpu_device pointer
2535  * @bo_va: bo_va to remove the address from
2536  * @saddr: where to the BO is mapped
2537  *
2538  * Remove a mapping of the BO at the specefied addr from the VM.
2539  *
2540  * Returns:
2541  * 0 for success, error for failure.
2542  *
2543  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2544  */
2545 int amdgpu_vm_bo_unmap(struct amdgpu_device *adev,
2546                        struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2547                        uint64_t saddr)
2548 {
2549         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2550         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2551         bool valid = true;
2552
2553         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2554
2555         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list) {
2556                 if (mapping->start == saddr)
2557                         break;
2558         }
2559
2560         if (&mapping->list == &bo_va->valids) {
2561                 valid = false;
2562
2563                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2564                         if (mapping->start == saddr)
2565                                 break;
2566                 }
2567
2568                 if (&mapping->list == &bo_va->invalids)
2569                         return -ENOENT;
2570         }
2571
2572         list_del(&mapping->list);
2573         amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2574         mapping->bo_va = NULL;
2575         trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2576
2577         if (valid)
2578                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2579         else
2580                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2581                                        bo_va->last_pt_update);
2582
2583         return 0;
2584 }
2585
2586 /**
2587  * amdgpu_vm_bo_clear_mappings - remove all mappings in a specific range
2588  *
2589  * @adev: amdgpu_device pointer
2590  * @vm: VM structure to use
2591  * @saddr: start of the range
2592  * @size: size of the range
2593  *
2594  * Remove all mappings in a range, split them as appropriate.
2595  *
2596  * Returns:
2597  * 0 for success, error for failure.
2598  */
2599 int amdgpu_vm_bo_clear_mappings(struct amdgpu_device *adev,
2600                                 struct amdgpu_vm *vm,
2601                                 uint64_t saddr, uint64_t size)
2602 {
2603         struct amdgpu_bo_va_mapping *before, *after, *tmp, *next;
2604         LIST_HEAD(removed);
2605         uint64_t eaddr;
2606
2607         eaddr = saddr + size - 1;
2608         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2609         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2610
2611         /* Allocate all the needed memory */
2612         before = kzalloc(sizeof(*before), GFP_KERNEL);
2613         if (!before)
2614                 return -ENOMEM;
2615         INIT_LIST_HEAD(&before->list);
2616
2617         after = kzalloc(sizeof(*after), GFP_KERNEL);
2618         if (!after) {
2619                 kfree(before);
2620                 return -ENOMEM;
2621         }
2622         INIT_LIST_HEAD(&after->list);
2623
2624         /* Now gather all removed mappings */
2625         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2626         while (tmp) {
2627                 /* Remember mapping split at the start */
2628                 if (tmp->start < saddr) {
2629                         before->start = tmp->start;
2630                         before->last = saddr - 1;
2631                         before->offset = tmp->offset;
2632                         before->flags = tmp->flags;
2633                         before->bo_va = tmp->bo_va;
2634                         list_add(&before->list, &tmp->bo_va->invalids);
2635                 }
2636
2637                 /* Remember mapping split at the end */
2638                 if (tmp->last > eaddr) {
2639                         after->start = eaddr + 1;
2640                         after->last = tmp->last;
2641                         after->offset = tmp->offset;
2642                         after->offset += after->start - tmp->start;
2643                         after->flags = tmp->flags;
2644                         after->bo_va = tmp->bo_va;
2645                         list_add(&after->list, &tmp->bo_va->invalids);
2646                 }
2647
2648                 list_del(&tmp->list);
2649                 list_add(&tmp->list, &removed);
2650
2651                 tmp = amdgpu_vm_it_iter_next(tmp, saddr, eaddr);
2652         }
2653
2654         /* And free them up */
2655         list_for_each_entry_safe(tmp, next, &removed, list) {
2656                 amdgpu_vm_it_remove(tmp, &vm->va);
2657                 list_del(&tmp->list);
2658
2659                 if (tmp->start < saddr)
2660                     tmp->start = saddr;
2661                 if (tmp->last > eaddr)
2662                     tmp->last = eaddr;
2663
2664                 tmp->bo_va = NULL;
2665                 list_add(&tmp->list, &vm->freed);
2666                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(NULL, tmp);
2667         }
2668
2669         /* Insert partial mapping before the range */
2670         if (!list_empty(&before->list)) {
2671                 amdgpu_vm_it_insert(before, &vm->va);
2672                 if (before->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2673                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2674         } else {
2675                 kfree(before);
2676         }
2677
2678         /* Insert partial mapping after the range */
2679         if (!list_empty(&after->list)) {
2680                 amdgpu_vm_it_insert(after, &vm->va);
2681                 if (after->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2682                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2683         } else {
2684                 kfree(after);
2685         }
2686
2687         return 0;
2688 }
2689
2690 /**
2691  * amdgpu_vm_bo_lookup_mapping - find mapping by address
2692  *
2693  * @vm: the requested VM
2694  * @addr: the address
2695  *
2696  * Find a mapping by it's address.
2697  *
2698  * Returns:
2699  * The amdgpu_bo_va_mapping matching for addr or NULL
2700  *
2701  */
2702 struct amdgpu_bo_va_mapping *amdgpu_vm_bo_lookup_mapping(struct amdgpu_vm *vm,
2703                                                          uint64_t addr)
2704 {
2705         return amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, addr, addr);
2706 }
2707
2708 /**
2709  * amdgpu_vm_bo_trace_cs - trace all reserved mappings
2710  *
2711  * @vm: the requested vm
2712  * @ticket: CS ticket
2713  *
2714  * Trace all mappings of BOs reserved during a command submission.
2715  */
2716 void amdgpu_vm_bo_trace_cs(struct amdgpu_vm *vm, struct ww_acquire_ctx *ticket)
2717 {
2718         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2719
2720         if (!trace_amdgpu_vm_bo_cs_enabled())
2721                 return;
2722
2723         for (mapping = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, 0, U64_MAX); mapping;
2724              mapping = amdgpu_vm_it_iter_next(mapping, 0, U64_MAX)) {
2725                 if (mapping->bo_va && mapping->bo_va->base.bo) {
2726                         struct amdgpu_bo *bo;
2727
2728                         bo = mapping->bo_va->base.bo;
2729                         if (READ_ONCE(bo->tbo.resv->lock.ctx) != ticket)
2730                                 continue;
2731                 }
2732
2733                 trace_amdgpu_vm_bo_cs(mapping);
2734         }
2735 }
2736
2737 /**
2738  * amdgpu_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
2739  *
2740  * @adev: amdgpu_device pointer
2741  * @bo_va: requested bo_va
2742  *
2743  * Remove @bo_va->bo from the requested vm.
2744  *
2745  * Object have to be reserved!
2746  */
2747 void amdgpu_vm_bo_rmv(struct amdgpu_device *adev,
2748                       struct amdgpu_bo_va *bo_va)
2749 {
2750         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *next;
2751         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2752         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2753         struct amdgpu_vm_bo_base **base;
2754
2755         if (bo) {
2756                 if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2757                         vm->bulk_moveable = false;
2758
2759                 for (base = &bo_va->base.bo->vm_bo; *base;
2760                      base = &(*base)->next) {
2761                         if (*base != &bo_va->base)
2762                                 continue;
2763
2764                         *base = bo_va->base.next;
2765                         break;
2766                 }
2767         }
2768
2769         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2770         list_del(&bo_va->base.vm_status);
2771         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2772
2773         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->valids, list) {
2774                 list_del(&mapping->list);
2775                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2776                 mapping->bo_va = NULL;
2777                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2778                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2779         }
2780         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->invalids, list) {
2781                 list_del(&mapping->list);
2782                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2783                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2784                                        bo_va->last_pt_update);
2785         }
2786
2787         dma_fence_put(bo_va->last_pt_update);
2788         kfree(bo_va);
2789 }
2790
2791 /**
2792  * amdgpu_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
2793  *
2794  * @adev: amdgpu_device pointer
2795  * @bo: amdgpu buffer object
2796  * @evicted: is the BO evicted
2797  *
2798  * Mark @bo as invalid.
2799  */
2800 void amdgpu_vm_bo_invalidate(struct amdgpu_device *adev,
2801                              struct amdgpu_bo *bo, bool evicted)
2802 {
2803         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
2804
2805         /* shadow bo doesn't have bo base, its validation needs its parent */
2806         if (bo->parent && bo->parent->shadow == bo)
2807                 bo = bo->parent;
2808
2809         for (bo_base = bo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
2810                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
2811
2812                 if (evicted && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2813                         amdgpu_vm_bo_evicted(bo_base);
2814                         continue;
2815                 }
2816
2817                 if (bo_base->moved)
2818                         continue;
2819                 bo_base->moved = true;
2820
2821                 if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
2822                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
2823                 else if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2824                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
2825                 else
2826                         amdgpu_vm_bo_invalidated(bo_base);
2827         }
2828 }
2829
2830 /**
2831  * amdgpu_vm_get_block_size - calculate VM page table size as power of two
2832  *
2833  * @vm_size: VM size
2834  *
2835  * Returns:
2836  * VM page table as power of two
2837  */
2838 static uint32_t amdgpu_vm_get_block_size(uint64_t vm_size)
2839 {
2840         /* Total bits covered by PD + PTs */
2841         unsigned bits = ilog2(vm_size) + 18;
2842
2843         /* Make sure the PD is 4K in size up to 8GB address space.
2844            Above that split equal between PD and PTs */
2845         if (vm_size <= 8)
2846                 return (bits - 9);
2847         else
2848                 return ((bits + 3) / 2);
2849 }
2850
2851 /**
2852  * amdgpu_vm_adjust_size - adjust vm size, block size and fragment size
2853  *
2854  * @adev: amdgpu_device pointer
2855  * @min_vm_size: the minimum vm size in GB if it's set auto
2856  * @fragment_size_default: Default PTE fragment size
2857  * @max_level: max VMPT level
2858  * @max_bits: max address space size in bits
2859  *
2860  */
2861 void amdgpu_vm_adjust_size(struct amdgpu_device *adev, uint32_t min_vm_size,
2862                            uint32_t fragment_size_default, unsigned max_level,
2863                            unsigned max_bits)
2864 {
2865         unsigned int max_size = 1 << (max_bits - 30);
2866         unsigned int vm_size;
2867         uint64_t tmp;
2868
2869         /* adjust vm size first */
2870         if (amdgpu_vm_size != -1) {
2871                 vm_size = amdgpu_vm_size;
2872                 if (vm_size > max_size) {
2873                         dev_warn(adev->dev, "VM size (%d) too large, max is %u GB\n",
2874                                  amdgpu_vm_size, max_size);
2875                         vm_size = max_size;
2876                 }
2877         } else {
2878                 struct sysinfo si;
2879                 unsigned int phys_ram_gb;
2880
2881                 /* Optimal VM size depends on the amount of physical
2882                  * RAM available. Underlying requirements and
2883                  * assumptions:
2884                  *
2885                  *  - Need to map system memory and VRAM from all GPUs
2886                  *     - VRAM from other GPUs not known here
2887                  *     - Assume VRAM <= system memory
2888                  *  - On GFX8 and older, VM space can be segmented for
2889                  *    different MTYPEs
2890                  *  - Need to allow room for fragmentation, guard pages etc.
2891                  *
2892                  * This adds up to a rough guess of system memory x3.
2893                  * Round up to power of two to maximize the available
2894                  * VM size with the given page table size.
2895                  */
2896                 si_meminfo(&si);
2897                 phys_ram_gb = ((uint64_t)si.totalram * si.mem_unit +
2898                                (1 << 30) - 1) >> 30;
2899                 vm_size = roundup_pow_of_two(
2900                         min(max(phys_ram_gb * 3, min_vm_size), max_size));
2901         }
2902
2903         adev->vm_manager.max_pfn = (uint64_t)vm_size << 18;
2904
2905         tmp = roundup_pow_of_two(adev->vm_manager.max_pfn);
2906         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2907                 tmp >>= amdgpu_vm_block_size - 9;
2908         tmp = DIV_ROUND_UP(fls64(tmp) - 1, 9) - 1;
2909         adev->vm_manager.num_level = min(max_level, (unsigned)tmp);
2910         switch (adev->vm_manager.num_level) {
2911         case 3:
2912                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB2;
2913                 break;
2914         case 2:
2915                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB1;
2916                 break;
2917         case 1:
2918                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB0;
2919                 break;
2920         default:
2921                 dev_err(adev->dev, "VMPT only supports 2~4+1 levels\n");
2922         }
2923         /* block size depends on vm size and hw setup*/
2924         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2925                 adev->vm_manager.block_size =
2926                         min((unsigned)amdgpu_vm_block_size, max_bits
2927                             - AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT
2928                             - 9 * adev->vm_manager.num_level);
2929         else if (adev->vm_manager.num_level > 1)
2930                 adev->vm_manager.block_size = 9;
2931         else
2932                 adev->vm_manager.block_size = amdgpu_vm_get_block_size(tmp);
2933
2934         if (amdgpu_vm_fragment_size == -1)
2935                 adev->vm_manager.fragment_size = fragment_size_default;
2936         else
2937                 adev->vm_manager.fragment_size = amdgpu_vm_fragment_size;
2938
2939         DRM_INFO("vm size is %u GB, %u levels, block size is %u-bit, fragment size is %u-bit\n",
2940                  vm_size, adev->vm_manager.num_level + 1,
2941                  adev->vm_manager.block_size,
2942                  adev->vm_manager.fragment_size);
2943 }
2944
2945 static struct amdgpu_retryfault_hashtable *init_fault_hash(void)
2946 {
2947         struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash;
2948
2949         fault_hash = kmalloc(sizeof(*fault_hash), GFP_KERNEL);
2950         if (!fault_hash)
2951                 return fault_hash;
2952
2953         INIT_CHASH_TABLE(fault_hash->hash,
2954                         AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS, 8, 0);
2955         spin_lock_init(&fault_hash->lock);
2956         fault_hash->count = 0;
2957
2958         return fault_hash;
2959 }
2960
2961 /**
2962  * amdgpu_vm_init - initialize a vm instance
2963  *
2964  * @adev: amdgpu_device pointer
2965  * @vm: requested vm
2966  * @vm_context: Indicates if it GFX or Compute context
2967  * @pasid: Process address space identifier
2968  *
2969  * Init @vm fields.
2970  *
2971  * Returns:
2972  * 0 for success, error for failure.
2973  */
2974 int amdgpu_vm_init(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
2975                    int vm_context, unsigned int pasid)
2976 {
2977         struct amdgpu_bo_param bp;
2978         struct amdgpu_bo *root;
2979         int r, i;
2980
2981         vm->va = RB_ROOT_CACHED;
2982         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
2983                 vm->reserved_vmid[i] = NULL;
2984         INIT_LIST_HEAD(&vm->evicted);
2985         INIT_LIST_HEAD(&vm->relocated);
2986         INIT_LIST_HEAD(&vm->moved);
2987         INIT_LIST_HEAD(&vm->idle);
2988         INIT_LIST_HEAD(&vm->invalidated);
2989         spin_lock_init(&vm->invalidated_lock);
2990         INIT_LIST_HEAD(&vm->freed);
2991
2992         /* create scheduler entity for page table updates */
2993         r = drm_sched_entity_init(&vm->entity, adev->vm_manager.vm_pte_rqs,
2994                                   adev->vm_manager.vm_pte_num_rqs, NULL);
2995         if (r)
2996                 return r;
2997
2998         vm->pte_support_ats = false;
2999
3000         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE) {
3001                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3002                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3003
3004                 if (adev->asic_type == CHIP_RAVEN)
3005                         vm->pte_support_ats = true;
3006         } else {
3007                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3008                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_GFX);
3009         }
3010         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3011                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3012         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update & !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3013                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3014         vm->last_update = NULL;
3015
3016         amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, adev->vm_manager.root_level, &bp);
3017         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE)
3018                 bp.flags &= ~AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
3019         r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &root);
3020         if (r)
3021                 goto error_free_sched_entity;
3022
3023         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3024         if (r)
3025                 goto error_free_root;
3026
3027         r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, root,
3028                                adev->vm_manager.root_level,
3029                                vm->pte_support_ats);
3030         if (r)
3031                 goto error_unreserve;
3032
3033         amdgpu_vm_bo_base_init(&vm->root.base, vm, root);
3034         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3035
3036         if (pasid) {
3037                 unsigned long flags;
3038
3039                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3040                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3041                               GFP_ATOMIC);
3042                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3043                 if (r < 0)
3044                         goto error_free_root;
3045
3046                 vm->pasid = pasid;
3047         }
3048
3049         vm->fault_hash = init_fault_hash();
3050         if (!vm->fault_hash) {
3051                 r = -ENOMEM;
3052                 goto error_free_root;
3053         }
3054
3055         INIT_KFIFO(vm->faults);
3056         vm->fault_credit = 16;
3057
3058         return 0;
3059
3060 error_unreserve:
3061         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3062
3063 error_free_root:
3064         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3065         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo);
3066         vm->root.base.bo = NULL;
3067
3068 error_free_sched_entity:
3069         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3070
3071         return r;
3072 }
3073
3074 /**
3075  * amdgpu_vm_make_compute - Turn a GFX VM into a compute VM
3076  *
3077  * @adev: amdgpu_device pointer
3078  * @vm: requested vm
3079  *
3080  * This only works on GFX VMs that don't have any BOs added and no
3081  * page tables allocated yet.
3082  *
3083  * Changes the following VM parameters:
3084  * - use_cpu_for_update
3085  * - pte_supports_ats
3086  * - pasid (old PASID is released, because compute manages its own PASIDs)
3087  *
3088  * Reinitializes the page directory to reflect the changed ATS
3089  * setting.
3090  *
3091  * Returns:
3092  * 0 for success, -errno for errors.
3093  */
3094 int amdgpu_vm_make_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm, unsigned int pasid)
3095 {
3096         bool pte_support_ats = (adev->asic_type == CHIP_RAVEN);
3097         int r;
3098
3099         r = amdgpu_bo_reserve(vm->root.base.bo, true);
3100         if (r)
3101                 return r;
3102
3103         /* Sanity checks */
3104         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root) || vm->root.entries) {
3105                 r = -EINVAL;
3106                 goto unreserve_bo;
3107         }
3108
3109         if (pasid) {
3110                 unsigned long flags;
3111
3112                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3113                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3114                               GFP_ATOMIC);
3115                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3116
3117                 if (r == -ENOSPC)
3118                         goto unreserve_bo;
3119                 r = 0;
3120         }
3121
3122         /* Check if PD needs to be reinitialized and do it before
3123          * changing any other state, in case it fails.
3124          */
3125         if (pte_support_ats != vm->pte_support_ats) {
3126                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, vm->root.base.bo,
3127                                adev->vm_manager.root_level,
3128                                pte_support_ats);
3129                 if (r)
3130                         goto free_idr;
3131         }
3132
3133         /* Update VM state */
3134         vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3135                                     AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3136         vm->pte_support_ats = pte_support_ats;
3137         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3138                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3139         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update & !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3140                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3141
3142         if (vm->pasid) {
3143                 unsigned long flags;
3144
3145                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3146                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3147                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3148
3149                 /* Free the original amdgpu allocated pasid
3150                  * Will be replaced with kfd allocated pasid
3151                  */
3152                 amdgpu_pasid_free(vm->pasid);
3153                 vm->pasid = 0;
3154         }
3155
3156         /* Free the shadow bo for compute VM */
3157         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3158
3159         if (pasid)
3160                 vm->pasid = pasid;
3161
3162         goto unreserve_bo;
3163
3164 free_idr:
3165         if (pasid) {
3166                 unsigned long flags;
3167
3168                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3169                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3170                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3171         }
3172 unreserve_bo:
3173         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3174         return r;
3175 }
3176
3177 /**
3178  * amdgpu_vm_release_compute - release a compute vm
3179  * @adev: amdgpu_device pointer
3180  * @vm: a vm turned into compute vm by calling amdgpu_vm_make_compute
3181  *
3182  * This is a correspondant of amdgpu_vm_make_compute. It decouples compute
3183  * pasid from vm. Compute should stop use of vm after this call.
3184  */
3185 void amdgpu_vm_release_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3186 {
3187         if (vm->pasid) {
3188                 unsigned long flags;
3189
3190                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3191                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3192                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3193         }
3194         vm->pasid = 0;
3195 }
3196
3197 /**
3198  * amdgpu_vm_fini - tear down a vm instance
3199  *
3200  * @adev: amdgpu_device pointer
3201  * @vm: requested vm
3202  *
3203  * Tear down @vm.
3204  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
3205  */
3206 void amdgpu_vm_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3207 {
3208         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
3209         bool prt_fini_needed = !!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt;
3210         struct amdgpu_bo *root;
3211         u64 fault;
3212         int i, r;
3213
3214         amdgpu_amdkfd_gpuvm_destroy_cb(adev, vm);
3215
3216         /* Clear pending page faults from IH when the VM is destroyed */
3217         while (kfifo_get(&vm->faults, &fault))
3218                 amdgpu_vm_clear_fault(vm->fault_hash, fault);
3219
3220         if (vm->pasid) {
3221                 unsigned long flags;
3222
3223                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3224                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3225                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3226         }
3227
3228         kfree(vm->fault_hash);
3229         vm->fault_hash = NULL;
3230
3231         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3232
3233         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root)) {
3234                 dev_err(adev->dev, "still active bo inside vm\n");
3235         }
3236         rbtree_postorder_for_each_entry_safe(mapping, tmp,
3237                                              &vm->va.rb_root, rb) {
3238                 /* Don't remove the mapping here, we don't want to trigger a
3239                  * rebalance and the tree is about to be destroyed anyway.
3240                  */
3241                 list_del(&mapping->list);
3242                 kfree(mapping);
3243         }
3244         list_for_each_entry_safe(mapping, tmp, &vm->freed, list) {
3245                 if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT && prt_fini_needed) {
3246                         amdgpu_vm_prt_fini(adev, vm);
3247                         prt_fini_needed = false;
3248                 }
3249
3250                 list_del(&mapping->list);
3251                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, NULL);
3252         }
3253
3254         root = amdgpu_bo_ref(vm->root.base.bo);
3255         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3256         if (r) {
3257                 dev_err(adev->dev, "Leaking page tables because BO reservation failed\n");
3258         } else {
3259                 amdgpu_vm_free_pts(adev, vm);
3260                 amdgpu_bo_unreserve(root);
3261         }
3262         amdgpu_bo_unref(&root);
3263         dma_fence_put(vm->last_update);
3264         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
3265                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, vm, i);
3266 }
3267
3268 /**
3269  * amdgpu_vm_pasid_fault_credit - Check fault credit for given PASID
3270  *
3271  * @adev: amdgpu_device pointer
3272  * @pasid: PASID do identify the VM
3273  *
3274  * This function is expected to be called in interrupt context.
3275  *
3276  * Returns:
3277  * True if there was fault credit, false otherwise
3278  */
3279 bool amdgpu_vm_pasid_fault_credit(struct amdgpu_device *adev,
3280                                   unsigned int pasid)
3281 {
3282         struct amdgpu_vm *vm;
3283
3284         spin_lock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3285         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3286         if (!vm) {
3287                 /* VM not found, can't track fault credit */
3288                 spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3289                 return true;
3290         }
3291
3292         /* No lock needed. only accessed by IRQ handler */
3293         if (!vm->fault_credit) {
3294                 /* Too many faults in this VM */
3295                 spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3296                 return false;
3297         }
3298
3299         vm->fault_credit--;
3300         spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3301         return true;
3302 }
3303
3304 /**
3305  * amdgpu_vm_manager_init - init the VM manager
3306  *
3307  * @adev: amdgpu_device pointer
3308  *
3309  * Initialize the VM manager structures
3310  */
3311 void amdgpu_vm_manager_init(struct amdgpu_device *adev)
3312 {
3313         unsigned i;
3314
3315         amdgpu_vmid_mgr_init(adev);
3316
3317         adev->vm_manager.fence_context =
3318                 dma_fence_context_alloc(AMDGPU_MAX_RINGS);
3319         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_RINGS; ++i)
3320                 adev->vm_manager.seqno[i] = 0;
3321
3322         spin_lock_init(&adev->vm_manager.prt_lock);
3323         atomic_set(&adev->vm_manager.num_prt_users, 0);
3324
3325         /* If not overridden by the user, by default, only in large BAR systems
3326          * Compute VM tables will be updated by CPU
3327          */
3328 #ifdef CONFIG_X86_64
3329         if (amdgpu_vm_update_mode == -1) {
3330                 if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
3331                         adev->vm_manager.vm_update_mode =
3332                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE;
3333                 else
3334                         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3335         } else
3336                 adev->vm_manager.vm_update_mode = amdgpu_vm_update_mode;
3337 #else
3338         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3339 #endif
3340
3341         idr_init(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3342         spin_lock_init(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3343 }
3344
3345 /**
3346  * amdgpu_vm_manager_fini - cleanup VM manager
3347  *
3348  * @adev: amdgpu_device pointer
3349  *
3350  * Cleanup the VM manager and free resources.
3351  */
3352 void amdgpu_vm_manager_fini(struct amdgpu_device *adev)
3353 {
3354         WARN_ON(!idr_is_empty(&adev->vm_manager.pasid_idr));
3355         idr_destroy(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3356
3357         amdgpu_vmid_mgr_fini(adev);
3358 }
3359
3360 /**
3361  * amdgpu_vm_ioctl - Manages VMID reservation for vm hubs.
3362  *
3363  * @dev: drm device pointer
3364  * @data: drm_amdgpu_vm
3365  * @filp: drm file pointer
3366  *
3367  * Returns:
3368  * 0 for success, -errno for errors.
3369  */
3370 int amdgpu_vm_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *filp)
3371 {
3372         union drm_amdgpu_vm *args = data;
3373         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
3374         struct amdgpu_fpriv *fpriv = filp->driver_priv;
3375         int r;
3376
3377         switch (args->in.op) {
3378         case AMDGPU_VM_OP_RESERVE_VMID:
3379                 /* current, we only have requirement to reserve vmid from gfxhub */
3380                 r = amdgpu_vmid_alloc_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3381                 if (r)
3382                         return r;
3383                 break;
3384         case AMDGPU_VM_OP_UNRESERVE_VMID:
3385                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3386                 break;
3387         default:
3388                 return -EINVAL;
3389         }
3390
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 /**
3395  * amdgpu_vm_get_task_info - Extracts task info for a PASID.
3396  *
3397  * @adev: drm device pointer
3398  * @pasid: PASID identifier for VM
3399  * @task_info: task_info to fill.
3400  */
3401 void amdgpu_vm_get_task_info(struct amdgpu_device *adev, unsigned int pasid,
3402                          struct amdgpu_task_info *task_info)
3403 {
3404         struct amdgpu_vm *vm;
3405
3406         spin_lock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3407
3408         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3409         if (vm)
3410                 *task_info = vm->task_info;
3411
3412         spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3413 }
3414
3415 /**
3416  * amdgpu_vm_set_task_info - Sets VMs task info.
3417  *
3418  * @vm: vm for which to set the info
3419  */
3420 void amdgpu_vm_set_task_info(struct amdgpu_vm *vm)
3421 {
3422         if (!vm->task_info.pid) {
3423                 vm->task_info.pid = current->pid;
3424                 get_task_comm(vm->task_info.task_name, current);
3425
3426                 if (current->group_leader->mm == current->mm) {
3427                         vm->task_info.tgid = current->group_leader->pid;
3428                         get_task_comm(vm->task_info.process_name, current->group_leader);
3429                 }
3430         }
3431 }
3432
3433 /**
3434  * amdgpu_vm_add_fault - Add a page fault record to fault hash table
3435  *
3436  * @fault_hash: fault hash table
3437  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3438  *
3439  * This should be called when a retry page fault interrupt is
3440  * received. If this is a new page fault, it will be added to a hash
3441  * table. The return value indicates whether this is a new fault, or
3442  * a fault that was already known and is already being handled.
3443  *
3444  * If there are too many pending page faults, this will fail. Retry
3445  * interrupts should be ignored in this case until there is enough
3446  * free space.
3447  *
3448  * Returns 0 if the fault was added, 1 if the fault was already known,
3449  * -ENOSPC if there are too many pending faults.
3450  */
3451 int amdgpu_vm_add_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3452 {
3453         unsigned long flags;
3454         int r = -ENOSPC;
3455
3456         if (WARN_ON_ONCE(!fault_hash))
3457                 /* Should be allocated in amdgpu_vm_init
3458                  */
3459                 return r;
3460
3461         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3462
3463         /* Only let the hash table fill up to 50% for best performance */
3464         if (fault_hash->count >= (1 << (AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS-1)))
3465                 goto unlock_out;
3466
3467         r = chash_table_copy_in(&fault_hash->hash, key, NULL);
3468         if (!r)
3469                 fault_hash->count++;
3470
3471         /* chash_table_copy_in should never fail unless we're losing count */
3472         WARN_ON_ONCE(r < 0);
3473
3474 unlock_out:
3475         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3476         return r;
3477 }
3478
3479 /**
3480  * amdgpu_vm_clear_fault - Remove a page fault record
3481  *
3482  * @fault_hash: fault hash table
3483  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3484  *
3485  * This should be called when a page fault has been handled. Any
3486  * future interrupt with this key will be processed as a new
3487  * page fault.
3488  */
3489 void amdgpu_vm_clear_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3490 {
3491         unsigned long flags;
3492         int r;
3493
3494         if (!fault_hash)
3495                 return;
3496
3497         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3498
3499         r = chash_table_remove(&fault_hash->hash, key, NULL);
3500         if (!WARN_ON_ONCE(r < 0)) {
3501                 fault_hash->count--;
3502                 WARN_ON_ONCE(fault_hash->count < 0);
3503         }
3504
3505         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3506 }