b2adc2abc581053ef90af2be0cfe1d086d966f72
[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 = drm_to_adev(ddev);
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 = drm_to_adev(ddev);
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 = drm_to_adev(ddev);
88         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
89
90         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
91                         amdgpu_vram_mgr_usage(man));
92 }
93
94 /**
95  * DOC: mem_info_vis_vram_used
96  *
97  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
98  * used visible VRAM
99  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
100  * amount of currently used visible VRAM in bytes
101  */
102 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
103                 struct device_attribute *attr, char *buf)
104 {
105         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
106         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
107         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
108
109         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
110                         amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man));
111 }
112
113 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
114                                                  struct device_attribute *attr,
115                                                  char *buf)
116 {
117         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
118         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
119
120         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
121         case SAMSUNG:
122                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
123         case INFINEON:
124                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
125         case ELPIDA:
126                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
127         case ETRON:
128                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
129         case NANYA:
130                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
131         case HYNIX:
132                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
133         case MOSEL:
134                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
135         case WINBOND:
136                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
137         case ESMT:
138                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
139         case MICRON:
140                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
141         default:
142                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
143         }
144 }
145
146 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
147                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
148 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
149                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
150 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
151                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
152 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
153                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
154 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
155                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
156
157 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
158         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
159         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
160         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
161         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
162         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
163         NULL
164 };
165
166 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func;
167
168 /**
169  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
170  *
171  * @man: TTM memory type manager
172  * @p_size: maximum size of VRAM
173  *
174  * Allocate and initialize the VRAM manager.
175  */
176 int amdgpu_vram_mgr_init(struct amdgpu_device *adev)
177 {
178         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
179         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
180         int ret;
181
182         man->available_caching = TTM_PL_FLAG_UNCACHED | TTM_PL_FLAG_WC;
183         man->default_caching = TTM_PL_FLAG_WC;
184
185         ttm_resource_manager_init(man, adev->gmc.real_vram_size >> PAGE_SHIFT);
186
187         man->func = &amdgpu_vram_mgr_func;
188
189         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, man->size);
190         spin_lock_init(&mgr->lock);
191
192         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
193         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
194         if (ret)
195                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
196
197         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, &mgr->manager);
198         ttm_resource_manager_set_used(man, true);
199         return 0;
200 }
201
202 /**
203  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
204  *
205  * @man: TTM memory type manager
206  *
207  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
208  * allocated inside it.
209  */
210 void amdgpu_vram_mgr_fini(struct amdgpu_device *adev)
211 {
212         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
213         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
214         int ret;
215
216         ttm_resource_manager_set_used(man, false);
217
218         ret = ttm_resource_manager_force_list_clean(&adev->mman.bdev, man);
219         if (ret)
220                 return;
221
222         spin_lock(&mgr->lock);
223         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
224         spin_unlock(&mgr->lock);
225
226         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
227
228         ttm_resource_manager_cleanup(man);
229         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, NULL);
230 }
231
232 /**
233  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
234  *
235  * @adev: amdgpu device structure
236  * @node: MM node structure
237  *
238  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
239  */
240 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
241                                     struct drm_mm_node *node)
242 {
243         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
244         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
245
246         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
247                 return 0;
248
249         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
250                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
251 }
252
253 /**
254  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
255  *
256  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
257  *
258  * Returns:
259  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
260  */
261 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
262 {
263         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
264         struct ttm_resource *mem = &bo->tbo.mem;
265         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
266         unsigned pages = mem->num_pages;
267         u64 usage;
268
269         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
270                 return amdgpu_bo_size(bo);
271
272         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
273                 return 0;
274
275         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
276                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
277
278         return usage;
279 }
280
281 /**
282  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
283  *
284  * @mem: ttm_resource to update
285  * @node: just allocated node
286  *
287  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
288  * accessible.
289  */
290 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_resource *mem,
291                                        struct drm_mm_node *node)
292 {
293         unsigned long start;
294
295         start = node->start + node->size;
296         if (start > mem->num_pages)
297                 start -= mem->num_pages;
298         else
299                 start = 0;
300         mem->start = max(mem->start, start);
301 }
302
303 /**
304  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
305  *
306  * @man: TTM memory type manager
307  * @tbo: TTM BO we need this range for
308  * @place: placement flags and restrictions
309  * @mem: the resulting mem object
310  *
311  * Allocate VRAM for the given BO.
312  */
313 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_resource_manager *man,
314                                struct ttm_buffer_object *tbo,
315                                const struct ttm_place *place,
316                                struct ttm_resource *mem)
317 {
318         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
319         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
320         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
321         struct drm_mm_node *nodes;
322         enum drm_mm_insert_mode mode;
323         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
324         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
325         unsigned i;
326         int r;
327
328         lpfn = place->lpfn;
329         if (!lpfn)
330                 lpfn = man->size;
331
332         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
333         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
334                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
335
336         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
337         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
338         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
339                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
340                 return -ENOSPC;
341         }
342
343         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
344                 pages_per_node = ~0ul;
345                 num_nodes = 1;
346         } else {
347 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
348                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
349 #else
350                 /* default to 2MB */
351                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
352 #endif
353                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
354                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
355         }
356
357         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
358                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
359         if (!nodes) {
360                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
361                 return -ENOMEM;
362         }
363
364         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
365         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
366                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
367
368         mem->start = 0;
369         pages_left = mem->num_pages;
370
371         spin_lock(&mgr->lock);
372         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
373                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
374
375                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
376                                                 pages_per_node, 0,
377                                                 place->fpfn, lpfn,
378                                                 mode);
379                 if (unlikely(r))
380                         break;
381
382                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
383                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
384                 pages_left -= pages;
385         }
386
387         for (; pages_left; ++i) {
388                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
389                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
390
391                 if (pages == pages_per_node)
392                         alignment = pages_per_node;
393
394                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
395                                                 pages, alignment, 0,
396                                                 place->fpfn, lpfn,
397                                                 mode);
398                 if (unlikely(r))
399                         goto error;
400
401                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
402                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
403                 pages_left -= pages;
404         }
405         spin_unlock(&mgr->lock);
406
407         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
408
409         mem->mm_node = nodes;
410
411         return 0;
412
413 error:
414         while (i--)
415                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
416         spin_unlock(&mgr->lock);
417         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
418
419         kvfree(nodes);
420         return r;
421 }
422
423 /**
424  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
425  *
426  * @man: TTM memory type manager
427  * @mem: TTM memory object
428  *
429  * Free the allocated VRAM again.
430  */
431 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_resource_manager *man,
432                                 struct ttm_resource *mem)
433 {
434         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
435         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
436         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
437         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
438         unsigned pages = mem->num_pages;
439
440         if (!mem->mm_node)
441                 return;
442
443         spin_lock(&mgr->lock);
444         while (pages) {
445                 pages -= nodes->size;
446                 drm_mm_remove_node(nodes);
447                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
448                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
449                 ++nodes;
450         }
451         spin_unlock(&mgr->lock);
452
453         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
454         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
455
456         kvfree(mem->mm_node);
457         mem->mm_node = NULL;
458 }
459
460 /**
461  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
462  *
463  * @adev: amdgpu device pointer
464  * @mem: TTM memory object
465  * @dev: the other device
466  * @dir: dma direction
467  * @sgt: resulting sg table
468  *
469  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
470  */
471 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
472                               struct ttm_resource *mem,
473                               struct device *dev,
474                               enum dma_data_direction dir,
475                               struct sg_table **sgt)
476 {
477         struct drm_mm_node *node;
478         struct scatterlist *sg;
479         int num_entries = 0;
480         unsigned int pages;
481         int i, r;
482
483         *sgt = kmalloc(sizeof(**sgt), GFP_KERNEL);
484         if (!*sgt)
485                 return -ENOMEM;
486
487         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
488              pages; pages -= node->size, ++node)
489                 ++num_entries;
490
491         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
492         if (r)
493                 goto error_free;
494
495         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i)
496                 sg->length = 0;
497
498         node = mem->mm_node;
499         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
500                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
501                         adev->gmc.aper_base;
502                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
503                 dma_addr_t addr;
504
505                 ++node;
506                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
507                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
508                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
509                 if (r)
510                         goto error_unmap;
511
512                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
513                 sg_dma_address(sg) = addr;
514                 sg_dma_len(sg) = size;
515         }
516         return 0;
517
518 error_unmap:
519         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
520                 if (!sg->length)
521                         continue;
522
523                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
524                                    sg->length, dir,
525                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
526         }
527         sg_free_table(*sgt);
528
529 error_free:
530         kfree(*sgt);
531         return r;
532 }
533
534 /**
535  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
536  *
537  * @adev: amdgpu device pointer
538  * @sgt: sg table to free
539  *
540  * Free a previously allocate sg table.
541  */
542 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
543                               struct device *dev,
544                               enum dma_data_direction dir,
545                               struct sg_table *sgt)
546 {
547         struct scatterlist *sg;
548         int i;
549
550         for_each_sgtable_sg(sgt, sg, i)
551                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
552                                    sg->length, dir,
553                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
554         sg_free_table(sgt);
555         kfree(sgt);
556 }
557
558 /**
559  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
560  *
561  * @man: TTM memory type manager
562  *
563  * Returns how many bytes are used in this domain.
564  */
565 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_resource_manager *man)
566 {
567         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
568
569         return atomic64_read(&mgr->usage);
570 }
571
572 /**
573  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
574  *
575  * @man: TTM memory type manager
576  *
577  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
578  */
579 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_resource_manager *man)
580 {
581         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
582
583         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
584 }
585
586 /**
587  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
588  *
589  * @man: TTM memory type manager
590  * @printer: DRM printer to use
591  *
592  * Dump the table content using printk.
593  */
594 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_resource_manager *man,
595                                   struct drm_printer *printer)
596 {
597         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
598
599         spin_lock(&mgr->lock);
600         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
601         spin_unlock(&mgr->lock);
602
603         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
604                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
605                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
606 }
607
608 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
609         .alloc  = amdgpu_vram_mgr_new,
610         .free   = amdgpu_vram_mgr_del,
611         .debug  = amdgpu_vram_mgr_debug
612 };