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

   1 /*
   2  * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  17  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  *
  22  * Authors: Christian König
  23  */
  24
  25 #include <linux/dma-mapping.h>
  26 #include "amdgpu.h"
  27 #include "amdgpu_vm.h"
  28 #include "amdgpu_atomfirmware.h"
  29 #include "atom.h"
  30
  31 struct amdgpu_vram_mgr {
  32         struct drm_mm mm;
  33         spinlock_t lock;
  34         atomic64_t usage;
  35         atomic64_t vis_usage;
  36 };
  37
  38 /**
  39  * DOC: mem_info_vram_total
  40  *
  41  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  42  * available on the device
  43  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
  44  * amount of VRAM in bytes
  45  */
  46 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
  47                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  48 {
  49         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  50         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  51
  52         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
  53 }
  54
  55 /**
  56  * DOC: mem_info_vis_vram_total
  57  *
  58  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
  59  * visible VRAM available on the device
  60  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
  61  * amount of visible VRAM in bytes
  62  */
  63 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
  64                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  65 {
  66         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  67         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  68
  69         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
  70 }
  71
  72 /**
  73  * DOC: mem_info_vram_used
  74  *
  75  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  76  * available on the device
  77  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
  78  * amount of currently used VRAM in bytes
  79  */
  80 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
  81                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  82 {
  83         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  84         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  85
  86         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
  87                 amdgpu_vram_mgr_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
  88 }
  89
  90 /**
  91  * DOC: mem_info_vis_vram_used
  92  *
  93  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
  94  * used visible VRAM
  95  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
  96  * amount of currently used visible VRAM in bytes
  97  */
  98 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
  99                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 100 {
 101         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
 102         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
 103
 104         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
 105                 amdgpu_vram_mgr_vis_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
 106 }
 107
 108 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
 109                                                  struct device_attribute *attr,
 110                                                  char *buf)
 111 {
 112         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
 113         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
 114
 115         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
 116         case SAMSUNG:
 117                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
 118         case INFINEON:
 119                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
 120         case ELPIDA:
 121                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
 122         case ETRON:
 123                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
 124         case NANYA:
 125                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
 126         case HYNIX:
 127                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
 128         case MOSEL:
 129                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
 130         case WINBOND:
 131                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
 132         case ESMT:
 133                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
 134         case MICRON:
 135                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
 136         default:
 137                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
 138         }
 139 }
 140
 141 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
 142                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
 143 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
 144                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
 145 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
 146                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
 147 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
 148                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
 149 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
 150                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
 151
 152 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
 153         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
 154         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
 155         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
 156         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
 157         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
 158         NULL
 159 };
 160
 161 /**
 162  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
 163  *
 164  * @man: TTM memory type manager
 165  * @p_size: maximum size of VRAM
 166  *
 167  * Allocate and initialize the VRAM manager.
 168  */
 169 static int amdgpu_vram_mgr_init(struct ttm_mem_type_manager *man,
 170                                 unsigned long p_size)
 171 {
 172         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 173         struct amdgpu_vram_mgr *mgr;
 174         int ret;
 175
 176         mgr = kzalloc(sizeof(*mgr), GFP_KERNEL);
 177         if (!mgr)
 178                 return -ENOMEM;
 179
 180         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, p_size);
 181         spin_lock_init(&mgr->lock);
 182         man->priv = mgr;
 183
 184         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
 185         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
 186         if (ret)
 187                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
 188
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
 194  *
 195  * @man: TTM memory type manager
 196  *
 197  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
 198  * allocated inside it.
 199  */
 200 static int amdgpu_vram_mgr_fini(struct ttm_mem_type_manager *man)
 201 {
 202         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 203         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 204
 205         spin_lock(&mgr->lock);
 206         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
 207         spin_unlock(&mgr->lock);
 208         kfree(mgr);
 209         man->priv = NULL;
 210         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
 216  *
 217  * @adev: amdgpu device structure
 218  * @node: MM node structure
 219  *
 220  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
 221  */
 222 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
 223                                     struct drm_mm_node *node)
 224 {
 225         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
 226         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
 227
 228         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
 229                 return 0;
 230
 231         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
 232                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
 237  *
 238  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
 239  *
 240  * Returns:
 241  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
 242  */
 243 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
 244 {
 245         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 246         struct ttm_mem_reg *mem = &bo->tbo.mem;
 247         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 248         unsigned pages = mem->num_pages;
 249         u64 usage;
 250
 251         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
 252                 return amdgpu_bo_size(bo);
 253
 254         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
 255                 return 0;
 256
 257         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
 258                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 259
 260         return usage;
 261 }
 262
 263 /**
 264  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
 265  *
 266  * @mem: ttm_mem_reg to update
 267  * @node: just allocated node
 268  *
 269  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
 270  * accessible.
 271  */
 272 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_mem_reg *mem,
 273                                        struct drm_mm_node *node)
 274 {
 275         unsigned long start;
 276
 277         start = node->start + node->size;
 278         if (start > mem->num_pages)
 279                 start -= mem->num_pages;
 280         else
 281                 start = 0;
 282         mem->start = max(mem->start, start);
 283 }
 284
 285 /**
 286  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
 287  *
 288  * @man: TTM memory type manager
 289  * @tbo: TTM BO we need this range for
 290  * @place: placement flags and restrictions
 291  * @mem: the resulting mem object
 292  *
 293  * Allocate VRAM for the given BO.
 294  */
 295 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_mem_type_manager *man,
 296                                struct ttm_buffer_object *tbo,
 297                                const struct ttm_place *place,
 298                                struct ttm_mem_reg *mem)
 299 {
 300         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 301         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 302         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
 303         struct drm_mm_node *nodes;
 304         enum drm_mm_insert_mode mode;
 305         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
 306         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
 307         unsigned i;
 308         int r;
 309
 310         lpfn = place->lpfn;
 311         if (!lpfn)
 312                 lpfn = man->size;
 313
 314         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
 315         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
 316                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
 317
 318         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
 319         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
 320         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
 321                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 322                 return -ENOSPC;
 323         }
 324
 325         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
 326                 pages_per_node = ~0ul;
 327                 num_nodes = 1;
 328         } else {
 329 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 330                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
 331 #else
 332                 /* default to 2MB */
 333                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
 334 #endif
 335                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
 336                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
 337         }
 338
 339         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
 340                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 341         if (!nodes) {
 342                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 343                 return -ENOMEM;
 344         }
 345
 346         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
 347         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
 348                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
 349
 350         mem->start = 0;
 351         pages_left = mem->num_pages;
 352
 353         spin_lock(&mgr->lock);
 354         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
 355                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
 356
 357                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
 358                                                 pages_per_node, 0,
 359                                                 place->fpfn, lpfn,
 360                                                 mode);
 361                 if (unlikely(r))
 362                         break;
 363
 364                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 365                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 366                 pages_left -= pages;
 367         }
 368
 369         for (; pages_left; ++i) {
 370                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
 371                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
 372
 373                 if (pages == pages_per_node)
 374                         alignment = pages_per_node;
 375
 376                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
 377                                                 pages, alignment, 0,
 378                                                 place->fpfn, lpfn,
 379                                                 mode);
 380                 if (unlikely(r))
 381                         goto error;
 382
 383                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 384                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 385                 pages_left -= pages;
 386         }
 387         spin_unlock(&mgr->lock);
 388
 389         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 390
 391         mem->mm_node = nodes;
 392
 393         return 0;
 394
 395 error:
 396         while (i--)
 397                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
 398         spin_unlock(&mgr->lock);
 399         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
 400
 401         kvfree(nodes);
 402         return r;
 403 }
 404
 405 /**
 406  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
 407  *
 408  * @man: TTM memory type manager
 409  * @mem: TTM memory object
 410  *
 411  * Free the allocated VRAM again.
 412  */
 413 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_mem_type_manager *man,
 414                                 struct ttm_mem_reg *mem)
 415 {
 416         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 417         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 418         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 419         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
 420         unsigned pages = mem->num_pages;
 421
 422         if (!mem->mm_node)
 423                 return;
 424
 425         spin_lock(&mgr->lock);
 426         while (pages) {
 427                 pages -= nodes->size;
 428                 drm_mm_remove_node(nodes);
 429                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
 430                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 431                 ++nodes;
 432         }
 433         spin_unlock(&mgr->lock);
 434
 435         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
 436         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 437
 438         kvfree(mem->mm_node);
 439         mem->mm_node = NULL;
 440 }
 441
 442 /**
 443  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
 444  *
 445  * @adev: amdgpu device pointer
 446  * @mem: TTM memory object
 447  * @dev: the other device
 448  * @dir: dma direction
 449  * @sgt: resulting sg table
 450  *
 451  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
 452  */
 453 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
 454                               struct ttm_mem_reg *mem,
 455                               struct device *dev,
 456                               enum dma_data_direction dir,
 457                               struct sg_table **sgt)
 458 {
 459         struct drm_mm_node *node;
 460         struct scatterlist *sg;
 461         int num_entries = 0;
 462         unsigned int pages;
 463         int i, r;
 464
 465         *sgt = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 466         if (!*sgt)
 467                 return -ENOMEM;
 468
 469         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
 470              pages; pages -= node->size, ++node)
 471                 ++num_entries;
 472
 473         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
 474         if (r)
 475                 goto error_free;
 476
 477         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i)
 478                 sg->length = 0;
 479
 480         node = mem->mm_node;
 481         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
 482                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
 483                         adev->gmc.aper_base;
 484                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
 485                 dma_addr_t addr;
 486
 487                 ++node;
 488                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
 489                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 490                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
 491                 if (r)
 492                         goto error_unmap;
 493
 494                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
 495                 sg_dma_address(sg) = addr;
 496                 sg_dma_len(sg) = size;
 497         }
 498         return 0;
 499
 500 error_unmap:
 501         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
 502                 if (!sg->length)
 503                         continue;
 504
 505                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
 506                                    sg->length, dir,
 507                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 508         }
 509         sg_free_table(*sgt);
 510
 511 error_free:
 512         kfree(*sgt);
 513         return r;
 514 }
 515
 516 /**
 517  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
 518  *
 519  * @adev: amdgpu device pointer
 520  * @sgt: sg table to free
 521  *
 522  * Free a previously allocate sg table.
 523  */
 524 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
 525                               struct device *dev,
 526                               enum dma_data_direction dir,
 527                               struct sg_table *sgt)
 528 {
 529         struct scatterlist *sg;
 530         int i;
 531
 532         for_each_sgtable_sg(sgt, sg, i)
 533                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
 534                                    sg->length, dir,
 535                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 536         sg_free_table(sgt);
 537         kfree(sgt);
 538 }
 539
 540 /**
 541  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
 542  *
 543  * @man: TTM memory type manager
 544  *
 545  * Returns how many bytes are used in this domain.
 546  */
 547 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 548 {
 549         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 550
 551         return atomic64_read(&mgr->usage);
 552 }
 553
 554 /**
 555  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
 556  *
 557  * @man: TTM memory type manager
 558  *
 559  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
 560  */
 561 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 562 {
 563         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 564
 565         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
 566 }
 567
 568 /**
 569  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
 570  *
 571  * @man: TTM memory type manager
 572  * @printer: DRM printer to use
 573  *
 574  * Dump the table content using printk.
 575  */
 576 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_mem_type_manager *man,
 577                                   struct drm_printer *printer)
 578 {
 579         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 580
 581         spin_lock(&mgr->lock);
 582         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
 583         spin_unlock(&mgr->lock);
 584
 585         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
 586                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
 587                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
 588 }
 589
 590 const struct ttm_mem_type_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
 591         .init           = amdgpu_vram_mgr_init,
 592         .takedown       = amdgpu_vram_mgr_fini,
 593         .get_node       = amdgpu_vram_mgr_new,
 594         .put_node       = amdgpu_vram_mgr_del,
 595         .debug          = amdgpu_vram_mgr_debug
 596 };