drm/ttm: rename ttm_mem_type_manager -> ttm_resource_manager.
[linux-2.6-microblaze.git] / 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 ttm_resource_manager manager;
33         struct drm_mm mm;
34         spinlock_t lock;
35         atomic64_t usage;
36         atomic64_t vis_usage;
37         struct amdgpu_device *adev;
38 };
39
40 static inline struct amdgpu_vram_mgr *to_vram_mgr(struct ttm_resource_manager *man)
41 {
42         return container_of(man, struct amdgpu_vram_mgr, manager);
43 }
44
45 /**
46  * DOC: mem_info_vram_total
47  *
48  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
49  * available on the device
50  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
51  * amount of VRAM in bytes
52  */
53 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
54                 struct device_attribute *attr, char *buf)
55 {
56         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
57         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
58
59         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
60 }
61
62 /**
63  * DOC: mem_info_vis_vram_total
64  *
65  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
66  * visible VRAM available on the device
67  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
68  * amount of visible VRAM in bytes
69  */
70 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
71                 struct device_attribute *attr, char *buf)
72 {
73         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
74         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
75
76         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
77 }
78
79 /**
80  * DOC: mem_info_vram_used
81  *
82  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
83  * available on the device
84  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
85  * amount of currently used VRAM in bytes
86  */
87 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
88                 struct device_attribute *attr, char *buf)
89 {
90         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
91         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
92         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
93         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
94                         amdgpu_vram_mgr_usage(man));
95 }
96
97 /**
98  * DOC: mem_info_vis_vram_used
99  *
100  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
101  * used visible VRAM
102  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
103  * amount of currently used visible VRAM in bytes
104  */
105 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
106                 struct device_attribute *attr, char *buf)
107 {
108         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
109         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
110         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
111         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
112                         amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man));
113 }
114
115 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
116                                                  struct device_attribute *attr,
117                                                  char *buf)
118 {
119         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
120         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
121
122         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
123         case SAMSUNG:
124                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
125         case INFINEON:
126                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
127         case ELPIDA:
128                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
129         case ETRON:
130                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
131         case NANYA:
132                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
133         case HYNIX:
134                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
135         case MOSEL:
136                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
137         case WINBOND:
138                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
139         case ESMT:
140                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
141         case MICRON:
142                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
143         default:
144                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
145         }
146 }
147
148 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
149                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
150 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
151                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
152 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
153                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
154 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
155                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
156 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
157                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
158
159 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
160         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
161         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
162         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
163         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
164         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
165         NULL
166 };
167
168 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func;
169
170 /**
171  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
172  *
173  * @man: TTM memory type manager
174  * @p_size: maximum size of VRAM
175  *
176  * Allocate and initialize the VRAM manager.
177  */
178 int amdgpu_vram_mgr_init(struct amdgpu_device *adev)
179 {
180         struct ttm_resource_manager *man;
181         struct amdgpu_vram_mgr *mgr;
182         int ret;
183
184         mgr = kzalloc(sizeof(*mgr), GFP_KERNEL);
185         if (!mgr)
186                 return -ENOMEM;
187
188         man = &mgr->manager;
189
190         man->available_caching = TTM_PL_FLAG_UNCACHED | TTM_PL_FLAG_WC;
191         man->default_caching = TTM_PL_FLAG_WC;
192
193         ttm_resource_manager_init(man, adev->gmc.real_vram_size >> PAGE_SHIFT);
194
195         man->func = &amdgpu_vram_mgr_func;
196
197         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, man->size);
198         spin_lock_init(&mgr->lock);
199
200         mgr->adev = adev;
201
202         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
203         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
204         if (ret)
205                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
206
207         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, &mgr->manager);
208         ttm_resource_manager_set_used(man, true);
209         return 0;
210 }
211
212 /**
213  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
214  *
215  * @man: TTM memory type manager
216  *
217  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
218  * allocated inside it.
219  */
220 void amdgpu_vram_mgr_fini(struct amdgpu_device *adev)
221 {
222         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
223         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
224         int ret;
225
226         ttm_resource_manager_set_used(man, false);
227
228         ret = ttm_resource_manager_force_list_clean(&adev->mman.bdev, man);
229         if (ret)
230                 return;
231
232         spin_lock(&mgr->lock);
233         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
234         spin_unlock(&mgr->lock);
235
236         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
237
238         ttm_resource_manager_cleanup(man);
239         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, NULL);
240         kfree(mgr);
241 }
242
243 /**
244  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
245  *
246  * @adev: amdgpu device structure
247  * @node: MM node structure
248  *
249  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
250  */
251 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
252                                     struct drm_mm_node *node)
253 {
254         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
255         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
256
257         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
258                 return 0;
259
260         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
261                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
262 }
263
264 /**
265  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
266  *
267  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
268  *
269  * Returns:
270  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
271  */
272 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
273 {
274         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
275         struct ttm_mem_reg *mem = &bo->tbo.mem;
276         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
277         unsigned pages = mem->num_pages;
278         u64 usage;
279
280         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
281                 return amdgpu_bo_size(bo);
282
283         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
284                 return 0;
285
286         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
287                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
288
289         return usage;
290 }
291
292 /**
293  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
294  *
295  * @mem: ttm_mem_reg to update
296  * @node: just allocated node
297  *
298  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
299  * accessible.
300  */
301 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_mem_reg *mem,
302                                        struct drm_mm_node *node)
303 {
304         unsigned long start;
305
306         start = node->start + node->size;
307         if (start > mem->num_pages)
308                 start -= mem->num_pages;
309         else
310                 start = 0;
311         mem->start = max(mem->start, start);
312 }
313
314 /**
315  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
316  *
317  * @man: TTM memory type manager
318  * @tbo: TTM BO we need this range for
319  * @place: placement flags and restrictions
320  * @mem: the resulting mem object
321  *
322  * Allocate VRAM for the given BO.
323  */
324 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_resource_manager *man,
325                                struct ttm_buffer_object *tbo,
326                                const struct ttm_place *place,
327                                struct ttm_mem_reg *mem)
328 {
329         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
330         struct amdgpu_device *adev = mgr->adev;
331         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
332         struct drm_mm_node *nodes;
333         enum drm_mm_insert_mode mode;
334         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
335         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
336         unsigned i;
337         int r;
338
339         lpfn = place->lpfn;
340         if (!lpfn)
341                 lpfn = man->size;
342
343         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
344         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
345                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
346
347         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
348         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
349         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
350                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
351                 return -ENOSPC;
352         }
353
354         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
355                 pages_per_node = ~0ul;
356                 num_nodes = 1;
357         } else {
358 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
359                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
360 #else
361                 /* default to 2MB */
362                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
363 #endif
364                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
365                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
366         }
367
368         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
369                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
370         if (!nodes) {
371                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
372                 return -ENOMEM;
373         }
374
375         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
376         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
377                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
378
379         mem->start = 0;
380         pages_left = mem->num_pages;
381
382         spin_lock(&mgr->lock);
383         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
384                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
385
386                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
387                                                 pages_per_node, 0,
388                                                 place->fpfn, lpfn,
389                                                 mode);
390                 if (unlikely(r))
391                         break;
392
393                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
394                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
395                 pages_left -= pages;
396         }
397
398         for (; pages_left; ++i) {
399                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
400                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
401
402                 if (pages == pages_per_node)
403                         alignment = pages_per_node;
404
405                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
406                                                 pages, alignment, 0,
407                                                 place->fpfn, lpfn,
408                                                 mode);
409                 if (unlikely(r))
410                         goto error;
411
412                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
413                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
414                 pages_left -= pages;
415         }
416         spin_unlock(&mgr->lock);
417
418         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
419
420         mem->mm_node = nodes;
421
422         return 0;
423
424 error:
425         while (i--)
426                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
427         spin_unlock(&mgr->lock);
428         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
429
430         kvfree(nodes);
431         return r;
432 }
433
434 /**
435  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
436  *
437  * @man: TTM memory type manager
438  * @tbo: TTM BO we need this range for
439  * @place: placement flags and restrictions
440  * @mem: TTM memory object
441  *
442  * Free the allocated VRAM again.
443  */
444 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_resource_manager *man,
445                                 struct ttm_mem_reg *mem)
446 {
447         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
448         struct amdgpu_device *adev = mgr->adev;
449         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
450         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
451         unsigned pages = mem->num_pages;
452
453         if (!mem->mm_node)
454                 return;
455
456         spin_lock(&mgr->lock);
457         while (pages) {
458                 pages -= nodes->size;
459                 drm_mm_remove_node(nodes);
460                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
461                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
462                 ++nodes;
463         }
464         spin_unlock(&mgr->lock);
465
466         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
467         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
468
469         kvfree(mem->mm_node);
470         mem->mm_node = NULL;
471 }
472
473 /**
474  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
475  *
476  * @adev: amdgpu device pointer
477  * @mem: TTM memory object
478  * @dev: the other device
479  * @dir: dma direction
480  * @sgt: resulting sg table
481  *
482  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
483  */
484 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
485                               struct ttm_mem_reg *mem,
486                               struct device *dev,
487                               enum dma_data_direction dir,
488                               struct sg_table **sgt)
489 {
490         struct drm_mm_node *node;
491         struct scatterlist *sg;
492         int num_entries = 0;
493         unsigned int pages;
494         int i, r;
495
496         *sgt = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
497         if (!*sgt)
498                 return -ENOMEM;
499
500         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
501              pages; pages -= node->size, ++node)
502                 ++num_entries;
503
504         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
505         if (r)
506                 goto error_free;
507
508         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i)
509                 sg->length = 0;
510
511         node = mem->mm_node;
512         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
513                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
514                         adev->gmc.aper_base;
515                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
516                 dma_addr_t addr;
517
518                 ++node;
519                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
520                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
521                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
522                 if (r)
523                         goto error_unmap;
524
525                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
526                 sg_dma_address(sg) = addr;
527                 sg_dma_len(sg) = size;
528         }
529         return 0;
530
531 error_unmap:
532         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
533                 if (!sg->length)
534                         continue;
535
536                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
537                                    sg->length, dir,
538                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
539         }
540         sg_free_table(*sgt);
541
542 error_free:
543         kfree(*sgt);
544         return r;
545 }
546
547 /**
548  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
549  *
550  * @adev: amdgpu device pointer
551  * @sgt: sg table to free
552  *
553  * Free a previously allocate sg table.
554  */
555 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
556                               struct device *dev,
557                               enum dma_data_direction dir,
558                               struct sg_table *sgt)
559 {
560         struct scatterlist *sg;
561         int i;
562
563         for_each_sgtable_sg(sgt, sg, i)
564                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
565                                    sg->length, dir,
566                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
567         sg_free_table(sgt);
568         kfree(sgt);
569 }
570
571 /**
572  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
573  *
574  * @man: TTM memory type manager
575  *
576  * Returns how many bytes are used in this domain.
577  */
578 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_resource_manager *man)
579 {
580         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
581
582         return atomic64_read(&mgr->usage);
583 }
584
585 /**
586  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
587  *
588  * @man: TTM memory type manager
589  *
590  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
591  */
592 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_resource_manager *man)
593 {
594         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
595
596         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
597 }
598
599 /**
600  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
601  *
602  * @man: TTM memory type manager
603  * @printer: DRM printer to use
604  *
605  * Dump the table content using printk.
606  */
607 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_resource_manager *man,
608                                   struct drm_printer *printer)
609 {
610         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
611
612         spin_lock(&mgr->lock);
613         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
614         spin_unlock(&mgr->lock);
615
616         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
617                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
618                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
619 }
620
621 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
622         .get_node       = amdgpu_vram_mgr_new,
623         .put_node       = amdgpu_vram_mgr_del,
624         .debug          = amdgpu_vram_mgr_debug
625 };