Merge drm/drm-next into drm-misc-next
[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 static inline struct amdgpu_vram_mgr *to_vram_mgr(struct ttm_resource_manager *man)
32 {
33         return container_of(man, struct amdgpu_vram_mgr, manager);
34 }
35
36 static inline struct amdgpu_device *to_amdgpu_device(struct amdgpu_vram_mgr *mgr)
37 {
38         return container_of(mgr, struct amdgpu_device, mman.vram_mgr);
39 }
40
41 /**
42  * DOC: mem_info_vram_total
43  *
44  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
45  * available on the device
46  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
47  * amount of VRAM in bytes
48  */
49 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
50                 struct device_attribute *attr, char *buf)
51 {
52         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
53         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
54
55         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
56 }
57
58 /**
59  * DOC: mem_info_vis_vram_total
60  *
61  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
62  * visible VRAM available on the device
63  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
64  * amount of visible VRAM in bytes
65  */
66 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
67                 struct device_attribute *attr, char *buf)
68 {
69         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
70         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
71
72         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
73 }
74
75 /**
76  * DOC: mem_info_vram_used
77  *
78  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
79  * available on the device
80  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
81  * amount of currently used VRAM in bytes
82  */
83 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
84                 struct device_attribute *attr, char *buf)
85 {
86         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
87         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
88         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
89         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
90                         amdgpu_vram_mgr_usage(man));
91 }
92
93 /**
94  * DOC: mem_info_vis_vram_used
95  *
96  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
97  * used visible VRAM
98  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
99  * amount of currently used visible VRAM in bytes
100  */
101 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
102                 struct device_attribute *attr, char *buf)
103 {
104         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
105         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
106         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
107         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
108                         amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man));
109 }
110
111 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
112                                                  struct device_attribute *attr,
113                                                  char *buf)
114 {
115         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
116         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
117
118         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
119         case SAMSUNG:
120                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
121         case INFINEON:
122                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
123         case ELPIDA:
124                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
125         case ETRON:
126                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
127         case NANYA:
128                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
129         case HYNIX:
130                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
131         case MOSEL:
132                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
133         case WINBOND:
134                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
135         case ESMT:
136                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
137         case MICRON:
138                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
139         default:
140                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
141         }
142 }
143
144 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
145                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
146 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
147                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
148 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
149                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
150 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
151                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
152 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
153                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
154
155 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
156         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
157         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
158         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
159         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
160         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
161         NULL
162 };
163
164 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func;
165
166 /**
167  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
168  *
169  * @man: TTM memory type manager
170  * @p_size: maximum size of VRAM
171  *
172  * Allocate and initialize the VRAM manager.
173  */
174 int amdgpu_vram_mgr_init(struct amdgpu_device *adev)
175 {
176         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
177         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
178         int ret;
179
180         man->available_caching = TTM_PL_FLAG_UNCACHED | TTM_PL_FLAG_WC;
181         man->default_caching = TTM_PL_FLAG_WC;
182
183         ttm_resource_manager_init(man, adev->gmc.real_vram_size >> PAGE_SHIFT);
184
185         man->func = &amdgpu_vram_mgr_func;
186
187         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, man->size);
188         spin_lock_init(&mgr->lock);
189
190         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
191         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
192         if (ret)
193                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
194
195         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, &mgr->manager);
196         ttm_resource_manager_set_used(man, true);
197         return 0;
198 }
199
200 /**
201  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
202  *
203  * @man: TTM memory type manager
204  *
205  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
206  * allocated inside it.
207  */
208 void amdgpu_vram_mgr_fini(struct amdgpu_device *adev)
209 {
210         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
211         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
212         int ret;
213
214         ttm_resource_manager_set_used(man, false);
215
216         ret = ttm_resource_manager_force_list_clean(&adev->mman.bdev, man);
217         if (ret)
218                 return;
219
220         spin_lock(&mgr->lock);
221         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
222         spin_unlock(&mgr->lock);
223
224         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
225
226         ttm_resource_manager_cleanup(man);
227         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, NULL);
228 }
229
230 /**
231  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
232  *
233  * @adev: amdgpu device structure
234  * @node: MM node structure
235  *
236  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
237  */
238 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
239                                     struct drm_mm_node *node)
240 {
241         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
242         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
243
244         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
245                 return 0;
246
247         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
248                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
249 }
250
251 /**
252  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
253  *
254  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
255  *
256  * Returns:
257  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
258  */
259 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
260 {
261         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
262         struct ttm_resource *mem = &bo->tbo.mem;
263         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
264         unsigned pages = mem->num_pages;
265         u64 usage;
266
267         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
268                 return amdgpu_bo_size(bo);
269
270         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
271                 return 0;
272
273         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
274                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
275
276         return usage;
277 }
278
279 /**
280  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
281  *
282  * @mem: ttm_resource to update
283  * @node: just allocated node
284  *
285  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
286  * accessible.
287  */
288 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_resource *mem,
289                                        struct drm_mm_node *node)
290 {
291         unsigned long start;
292
293         start = node->start + node->size;
294         if (start > mem->num_pages)
295                 start -= mem->num_pages;
296         else
297                 start = 0;
298         mem->start = max(mem->start, start);
299 }
300
301 /**
302  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
303  *
304  * @man: TTM memory type manager
305  * @tbo: TTM BO we need this range for
306  * @place: placement flags and restrictions
307  * @mem: the resulting mem object
308  *
309  * Allocate VRAM for the given BO.
310  */
311 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_resource_manager *man,
312                                struct ttm_buffer_object *tbo,
313                                const struct ttm_place *place,
314                                struct ttm_resource *mem)
315 {
316         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
317         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
318         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
319         struct drm_mm_node *nodes;
320         enum drm_mm_insert_mode mode;
321         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
322         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
323         unsigned i;
324         int r;
325
326         lpfn = place->lpfn;
327         if (!lpfn)
328                 lpfn = man->size;
329
330         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
331         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
332                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
333
334         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
335         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
336         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
337                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
338                 return -ENOSPC;
339         }
340
341         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
342                 pages_per_node = ~0ul;
343                 num_nodes = 1;
344         } else {
345 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
346                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
347 #else
348                 /* default to 2MB */
349                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
350 #endif
351                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
352                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
353         }
354
355         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
356                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
357         if (!nodes) {
358                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
359                 return -ENOMEM;
360         }
361
362         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
363         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
364                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
365
366         mem->start = 0;
367         pages_left = mem->num_pages;
368
369         spin_lock(&mgr->lock);
370         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
371                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
372
373                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
374                                                 pages_per_node, 0,
375                                                 place->fpfn, lpfn,
376                                                 mode);
377                 if (unlikely(r))
378                         break;
379
380                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
381                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
382                 pages_left -= pages;
383         }
384
385         for (; pages_left; ++i) {
386                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
387                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
388
389                 if (pages == pages_per_node)
390                         alignment = pages_per_node;
391
392                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
393                                                 pages, alignment, 0,
394                                                 place->fpfn, lpfn,
395                                                 mode);
396                 if (unlikely(r))
397                         goto error;
398
399                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
400                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
401                 pages_left -= pages;
402         }
403         spin_unlock(&mgr->lock);
404
405         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
406
407         mem->mm_node = nodes;
408
409         return 0;
410
411 error:
412         while (i--)
413                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
414         spin_unlock(&mgr->lock);
415         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
416
417         kvfree(nodes);
418         return r;
419 }
420
421 /**
422  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
423  *
424  * @man: TTM memory type manager
425  * @mem: TTM memory object
426  *
427  * Free the allocated VRAM again.
428  */
429 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_resource_manager *man,
430                                 struct ttm_resource *mem)
431 {
432         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
433         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
434         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
435         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
436         unsigned pages = mem->num_pages;
437
438         if (!mem->mm_node)
439                 return;
440
441         spin_lock(&mgr->lock);
442         while (pages) {
443                 pages -= nodes->size;
444                 drm_mm_remove_node(nodes);
445                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
446                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
447                 ++nodes;
448         }
449         spin_unlock(&mgr->lock);
450
451         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
452         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
453
454         kvfree(mem->mm_node);
455         mem->mm_node = NULL;
456 }
457
458 /**
459  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
460  *
461  * @adev: amdgpu device pointer
462  * @mem: TTM memory object
463  * @dev: the other device
464  * @dir: dma direction
465  * @sgt: resulting sg table
466  *
467  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
468  */
469 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
470                               struct ttm_resource *mem,
471                               struct device *dev,
472                               enum dma_data_direction dir,
473                               struct sg_table **sgt)
474 {
475         struct drm_mm_node *node;
476         struct scatterlist *sg;
477         int num_entries = 0;
478         unsigned int pages;
479         int i, r;
480
481         *sgt = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
482         if (!*sgt)
483                 return -ENOMEM;
484
485         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
486              pages; pages -= node->size, ++node)
487                 ++num_entries;
488
489         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
490         if (r)
491                 goto error_free;
492
493         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i)
494                 sg->length = 0;
495
496         node = mem->mm_node;
497         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
498                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
499                         adev->gmc.aper_base;
500                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
501                 dma_addr_t addr;
502
503                 ++node;
504                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
505                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
506                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
507                 if (r)
508                         goto error_unmap;
509
510                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
511                 sg_dma_address(sg) = addr;
512                 sg_dma_len(sg) = size;
513         }
514         return 0;
515
516 error_unmap:
517         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
518                 if (!sg->length)
519                         continue;
520
521                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
522                                    sg->length, dir,
523                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
524         }
525         sg_free_table(*sgt);
526
527 error_free:
528         kfree(*sgt);
529         return r;
530 }
531
532 /**
533  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
534  *
535  * @adev: amdgpu device pointer
536  * @sgt: sg table to free
537  *
538  * Free a previously allocate sg table.
539  */
540 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
541                               struct device *dev,
542                               enum dma_data_direction dir,
543                               struct sg_table *sgt)
544 {
545         struct scatterlist *sg;
546         int i;
547
548         for_each_sgtable_sg(sgt, sg, i)
549                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
550                                    sg->length, dir,
551                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
552         sg_free_table(sgt);
553         kfree(sgt);
554 }
555
556 /**
557  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
558  *
559  * @man: TTM memory type manager
560  *
561  * Returns how many bytes are used in this domain.
562  */
563 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_resource_manager *man)
564 {
565         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
566
567         return atomic64_read(&mgr->usage);
568 }
569
570 /**
571  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
572  *
573  * @man: TTM memory type manager
574  *
575  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
576  */
577 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_resource_manager *man)
578 {
579         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
580
581         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
582 }
583
584 /**
585  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
586  *
587  * @man: TTM memory type manager
588  * @printer: DRM printer to use
589  *
590  * Dump the table content using printk.
591  */
592 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_resource_manager *man,
593                                   struct drm_printer *printer)
594 {
595         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
596
597         spin_lock(&mgr->lock);
598         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
599         spin_unlock(&mgr->lock);
600
601         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
602                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
603                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
604 }
605
606 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
607         .alloc  = amdgpu_vram_mgr_new,
608         .free   = amdgpu_vram_mgr_del,
609         .debug  = amdgpu_vram_mgr_debug
610 };