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