Merge tag 'linux-kselftest-next-5.12-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
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 (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/file.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/shmem_fs.h>
38 #include <linux/dma-buf.h>
39 #include <linux/dma-buf-map.h>
40 #include <linux/mem_encrypt.h>
41 #include <linux/pagevec.h>
42
43 #include <drm/drm.h>
44 #include <drm/drm_device.h>
45 #include <drm/drm_drv.h>
46 #include <drm/drm_file.h>
47 #include <drm/drm_gem.h>
48 #include <drm/drm_managed.h>
49 #include <drm/drm_print.h>
50 #include <drm/drm_vma_manager.h>
51
52 #include "drm_internal.h"
53
54 /** @file drm_gem.c
55  *
56  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
57  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
58  *
59  * Because various devices have different requirements in terms of
60  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
61  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
62  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
63  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
64  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
65  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
66  *
67  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
68  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
69  * two major failings:
70  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
71  *   default.
72  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
73  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
74  *
75  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
76  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
77  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
78  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
79  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
80  */
81
82 static void
83 drm_gem_init_release(struct drm_device *dev, void *ptr)
84 {
85         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
86 }
87
88 /**
89  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
90  * @dev: drm_devic structure to initialize
91  */
92 int
93 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
94 {
95         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
96
97         mutex_init(&dev->object_name_lock);
98         idr_init_base(&dev->object_name_idr, 1);
99
100         vma_offset_manager = drmm_kzalloc(dev, sizeof(*vma_offset_manager),
101                                           GFP_KERNEL);
102         if (!vma_offset_manager) {
103                 DRM_ERROR("out of memory\n");
104                 return -ENOMEM;
105         }
106
107         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
108         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
109                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
110                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
111
112         return drmm_add_action(dev, drm_gem_init_release, NULL);
113 }
114
115 /**
116  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
117  * @dev: drm_device the object should be initialized for
118  * @obj: drm_gem_object to initialize
119  * @size: object size
120  *
121  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
122  * shmfs backing store.
123  */
124 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
125                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
126 {
127         struct file *filp;
128
129         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
130
131         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
132         if (IS_ERR(filp))
133                 return PTR_ERR(filp);
134
135         obj->filp = filp;
136
137         return 0;
138 }
139 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
140
141 /**
142  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
143  * @dev: drm_device the object should be initialized for
144  * @obj: drm_gem_object to initialize
145  * @size: object size
146  *
147  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
148  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
149  * backing the object and handling it.
150  */
151 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
152                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
153 {
154         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
155
156         obj->dev = dev;
157         obj->filp = NULL;
158
159         kref_init(&obj->refcount);
160         obj->handle_count = 0;
161         obj->size = size;
162         dma_resv_init(&obj->_resv);
163         if (!obj->resv)
164                 obj->resv = &obj->_resv;
165
166         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
169
170 static void
171 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
172 {
173         /*
174          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
175          * handle reference in obj->handle_count.
176          */
177         mutex_lock(&filp->prime.lock);
178         if (obj->dma_buf) {
179                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
180                                                    obj->dma_buf);
181         }
182         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
183 }
184
185 /**
186  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
187  * @obj: GEM object to clean up.
188  *
189  * Called after the last handle to the object has been closed
190  *
191  * Removes any name for the object. Note that this must be
192  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
193  * freed memory
194  */
195 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
196 {
197         struct drm_device *dev = obj->dev;
198
199         /* Remove any name for this object */
200         if (obj->name) {
201                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
202                 obj->name = 0;
203         }
204 }
205
206 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
207 {
208         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
209         if (obj->dma_buf) {
210                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
211                 obj->dma_buf = NULL;
212         }
213 }
214
215 static void
216 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
217 {
218         struct drm_device *dev = obj->dev;
219         bool final = false;
220
221         if (WARN_ON(READ_ONCE(obj->handle_count) == 0))
222                 return;
223
224         /*
225         * Must bump handle count first as this may be the last
226         * ref, in which case the object would disappear before we
227         * checked for a name
228         */
229
230         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
231         if (--obj->handle_count == 0) {
232                 drm_gem_object_handle_free(obj);
233                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
234                 final = true;
235         }
236         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
237
238         if (final)
239                 drm_gem_object_put(obj);
240 }
241
242 /*
243  * Called at device or object close to release the file's
244  * handle references on objects.
245  */
246 static int
247 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
248 {
249         struct drm_file *file_priv = data;
250         struct drm_gem_object *obj = ptr;
251
252         if (obj->funcs->close)
253                 obj->funcs->close(obj, file_priv);
254
255         drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
256         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
257
258         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
259
260         return 0;
261 }
262
263 /**
264  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
265  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
266  * @handle: userspace handle to delete
267  *
268  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
269  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
270  * resources like GEM names.
271  */
272 int
273 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
274 {
275         struct drm_gem_object *obj;
276
277         spin_lock(&filp->table_lock);
278
279         /* Check if we currently have a reference on the object */
280         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
281         spin_unlock(&filp->table_lock);
282         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
283                 return -EINVAL;
284
285         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
286         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
287
288         /* And finally make the handle available for future allocations. */
289         spin_lock(&filp->table_lock);
290         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
291         spin_unlock(&filp->table_lock);
292
293         return 0;
294 }
295 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
296
297 /**
298  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
299  * @file: drm file-private structure containing the gem object
300  * @dev: corresponding drm_device
301  * @handle: gem object handle
302  * @offset: return location for the fake mmap offset
303  *
304  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
305  * drivers which use gem to manage their backing storage.
306  *
307  * Returns:
308  * 0 on success or a negative error code on failure.
309  */
310 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
311                             u32 handle, u64 *offset)
312 {
313         struct drm_gem_object *obj;
314         int ret;
315
316         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
317         if (!obj)
318                 return -ENOENT;
319
320         /* Don't allow imported objects to be mapped */
321         if (obj->import_attach) {
322                 ret = -EINVAL;
323                 goto out;
324         }
325
326         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
327         if (ret)
328                 goto out;
329
330         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
331 out:
332         drm_gem_object_put(obj);
333
334         return ret;
335 }
336 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
337
338 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
339                          struct drm_device *dev,
340                          u32 handle)
341 {
342         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
343 }
344
345 /**
346  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
347  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
348  * @obj: object to register
349  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
350  *
351  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
352  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
353  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
354  *
355  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
356  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
357  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
358  */
359 int
360 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
361                            struct drm_gem_object *obj,
362                            u32 *handlep)
363 {
364         struct drm_device *dev = obj->dev;
365         u32 handle;
366         int ret;
367
368         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
369         if (obj->handle_count++ == 0)
370                 drm_gem_object_get(obj);
371
372         /*
373          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
374          * allocation under our spinlock.
375          */
376         idr_preload(GFP_KERNEL);
377         spin_lock(&file_priv->table_lock);
378
379         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
380
381         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
382         idr_preload_end();
383
384         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
385         if (ret < 0)
386                 goto err_unref;
387
388         handle = ret;
389
390         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
391         if (ret)
392                 goto err_remove;
393
394         if (obj->funcs->open) {
395                 ret = obj->funcs->open(obj, file_priv);
396                 if (ret)
397                         goto err_revoke;
398         }
399
400         *handlep = handle;
401         return 0;
402
403 err_revoke:
404         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
405 err_remove:
406         spin_lock(&file_priv->table_lock);
407         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
408         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
409 err_unref:
410         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
411         return ret;
412 }
413
414 /**
415  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
416  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
417  * @obj: object to register
418  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
419  *
420  * Create a handle for this object. This adds a handle reference to the object,
421  * which includes a regular reference count. Callers will likely want to
422  * dereference the object afterwards.
423  *
424  * Since this publishes @obj to userspace it must be fully set up by this point,
425  * drivers must call this last in their buffer object creation callbacks.
426  */
427 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
428                           struct drm_gem_object *obj,
429                           u32 *handlep)
430 {
431         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
432
433         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
436
437
438 /**
439  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
440  * @obj: obj in question
441  *
442  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
443  *
444  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
445  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
446  * the GEM object.
447  */
448 void
449 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
450 {
451         struct drm_device *dev = obj->dev;
452
453         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
456
457 /**
458  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
459  * @obj: obj in question
460  * @size: the virtual size
461  *
462  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
463  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
464  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
465  * structures.
466  *
467  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
468  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
469  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
470  *
471  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
472  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
473  */
474 int
475 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
476 {
477         struct drm_device *dev = obj->dev;
478
479         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
480                                   size / PAGE_SIZE);
481 }
482 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
483
484 /**
485  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
486  * @obj: obj in question
487  *
488  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
489  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
490  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
491  * structures.
492  *
493  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
494  *
495  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
496  * the fake offset again.
497  */
498 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
499 {
500         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
501 }
502 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
503
504 /*
505  * Move pages to appropriate lru and release the pagevec, decrementing the
506  * ref count of those pages.
507  */
508 static void drm_gem_check_release_pagevec(struct pagevec *pvec)
509 {
510         check_move_unevictable_pages(pvec);
511         __pagevec_release(pvec);
512         cond_resched();
513 }
514
515 /**
516  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
517  * from shmem
518  * @obj: obj in question
519  *
520  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
521  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
522  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
523  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
524  *
525  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
526  *
527  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
528  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
529  *
530  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
531  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
532  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
533  * after drm_gem_object_init() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
534  * to keep pages in the required zone during swap-in.
535  *
536  * This function is only valid on objects initialized with
537  * drm_gem_object_init(), but not for those initialized with
538  * drm_gem_private_object_init() only.
539  */
540 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
541 {
542         struct address_space *mapping;
543         struct page *p, **pages;
544         struct pagevec pvec;
545         int i, npages;
546
547
548         if (WARN_ON(!obj->filp))
549                 return ERR_PTR(-EINVAL);
550
551         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
552         mapping = obj->filp->f_mapping;
553
554         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
555          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
556          * driver author is doing something really wrong:
557          */
558         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
559
560         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
561
562         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
563         if (pages == NULL)
564                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
565
566         mapping_set_unevictable(mapping);
567
568         for (i = 0; i < npages; i++) {
569                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
570                 if (IS_ERR(p))
571                         goto fail;
572                 pages[i] = p;
573
574                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
575                  * correct region during swapin. Note that this requires
576                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
577                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
578                  */
579                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
580                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
581         }
582
583         return pages;
584
585 fail:
586         mapping_clear_unevictable(mapping);
587         pagevec_init(&pvec);
588         while (i--) {
589                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
590                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
591         }
592         if (pagevec_count(&pvec))
593                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
594
595         kvfree(pages);
596         return ERR_CAST(p);
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
599
600 /**
601  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
602  * @obj: obj in question
603  * @pages: pages to free
604  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
605  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
606  */
607 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
608                 bool dirty, bool accessed)
609 {
610         int i, npages;
611         struct address_space *mapping;
612         struct pagevec pvec;
613
614         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
615         mapping_clear_unevictable(mapping);
616
617         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
618          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
619          * driver author is doing something really wrong:
620          */
621         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
622
623         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
624
625         pagevec_init(&pvec);
626         for (i = 0; i < npages; i++) {
627                 if (!pages[i])
628                         continue;
629
630                 if (dirty)
631                         set_page_dirty(pages[i]);
632
633                 if (accessed)
634                         mark_page_accessed(pages[i]);
635
636                 /* Undo the reference we took when populating the table */
637                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
638                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
639         }
640         if (pagevec_count(&pvec))
641                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
642
643         kvfree(pages);
644 }
645 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
646
647 static int objects_lookup(struct drm_file *filp, u32 *handle, int count,
648                           struct drm_gem_object **objs)
649 {
650         int i, ret = 0;
651         struct drm_gem_object *obj;
652
653         spin_lock(&filp->table_lock);
654
655         for (i = 0; i < count; i++) {
656                 /* Check if we currently have a reference on the object */
657                 obj = idr_find(&filp->object_idr, handle[i]);
658                 if (!obj) {
659                         ret = -ENOENT;
660                         break;
661                 }
662                 drm_gem_object_get(obj);
663                 objs[i] = obj;
664         }
665         spin_unlock(&filp->table_lock);
666
667         return ret;
668 }
669
670 /**
671  * drm_gem_objects_lookup - look up GEM objects from an array of handles
672  * @filp: DRM file private date
673  * @bo_handles: user pointer to array of userspace handle
674  * @count: size of handle array
675  * @objs_out: returned pointer to array of drm_gem_object pointers
676  *
677  * Takes an array of userspace handles and returns a newly allocated array of
678  * GEM objects.
679  *
680  * For a single handle lookup, use drm_gem_object_lookup().
681  *
682  * Returns:
683  *
684  * @objs filled in with GEM object pointers. Returned GEM objects need to be
685  * released with drm_gem_object_put(). -ENOENT is returned on a lookup
686  * failure. 0 is returned on success.
687  *
688  */
689 int drm_gem_objects_lookup(struct drm_file *filp, void __user *bo_handles,
690                            int count, struct drm_gem_object ***objs_out)
691 {
692         int ret;
693         u32 *handles;
694         struct drm_gem_object **objs;
695
696         if (!count)
697                 return 0;
698
699         objs = kvmalloc_array(count, sizeof(struct drm_gem_object *),
700                              GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
701         if (!objs)
702                 return -ENOMEM;
703
704         *objs_out = objs;
705
706         handles = kvmalloc_array(count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
707         if (!handles) {
708                 ret = -ENOMEM;
709                 goto out;
710         }
711
712         if (copy_from_user(handles, bo_handles, count * sizeof(u32))) {
713                 ret = -EFAULT;
714                 DRM_DEBUG("Failed to copy in GEM handles\n");
715                 goto out;
716         }
717
718         ret = objects_lookup(filp, handles, count, objs);
719 out:
720         kvfree(handles);
721         return ret;
722
723 }
724 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_objects_lookup);
725
726 /**
727  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from its handle
728  * @filp: DRM file private date
729  * @handle: userspace handle
730  *
731  * Returns:
732  *
733  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
734  * otherwise.
735  *
736  * If looking up an array of handles, use drm_gem_objects_lookup().
737  */
738 struct drm_gem_object *
739 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
740 {
741         struct drm_gem_object *obj = NULL;
742
743         objects_lookup(filp, &handle, 1, &obj);
744         return obj;
745 }
746 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
747
748 /**
749  * drm_gem_dma_resv_wait - Wait on GEM object's reservation's objects
750  * shared and/or exclusive fences.
751  * @filep: DRM file private date
752  * @handle: userspace handle
753  * @wait_all: if true, wait on all fences, else wait on just exclusive fence
754  * @timeout: timeout value in jiffies or zero to return immediately
755  *
756  * Returns:
757  *
758  * Returns -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if the wait timed out, or
759  * greater than 0 on success.
760  */
761 long drm_gem_dma_resv_wait(struct drm_file *filep, u32 handle,
762                                     bool wait_all, unsigned long timeout)
763 {
764         long ret;
765         struct drm_gem_object *obj;
766
767         obj = drm_gem_object_lookup(filep, handle);
768         if (!obj) {
769                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", handle);
770                 return -EINVAL;
771         }
772
773         ret = dma_resv_wait_timeout_rcu(obj->resv, wait_all,
774                                                   true, timeout);
775         if (ret == 0)
776                 ret = -ETIME;
777         else if (ret > 0)
778                 ret = 0;
779
780         drm_gem_object_put(obj);
781
782         return ret;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dma_resv_wait);
785
786 /**
787  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
788  * @dev: drm_device
789  * @data: ioctl data
790  * @file_priv: drm file-private structure
791  *
792  * Releases the handle to an mm object.
793  */
794 int
795 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
796                     struct drm_file *file_priv)
797 {
798         struct drm_gem_close *args = data;
799         int ret;
800
801         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
802                 return -EOPNOTSUPP;
803
804         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
805
806         return ret;
807 }
808
809 /**
810  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
811  * @dev: drm_device
812  * @data: ioctl data
813  * @file_priv: drm file-private structure
814  *
815  * Create a global name for an object, returning the name.
816  *
817  * Note that the name does not hold a reference; when the object
818  * is freed, the name goes away.
819  */
820 int
821 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
822                     struct drm_file *file_priv)
823 {
824         struct drm_gem_flink *args = data;
825         struct drm_gem_object *obj;
826         int ret;
827
828         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
829                 return -EOPNOTSUPP;
830
831         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
832         if (obj == NULL)
833                 return -ENOENT;
834
835         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
836         /* prevent races with concurrent gem_close. */
837         if (obj->handle_count == 0) {
838                 ret = -ENOENT;
839                 goto err;
840         }
841
842         if (!obj->name) {
843                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
844                 if (ret < 0)
845                         goto err;
846
847                 obj->name = ret;
848         }
849
850         args->name = (uint64_t) obj->name;
851         ret = 0;
852
853 err:
854         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
855         drm_gem_object_put(obj);
856         return ret;
857 }
858
859 /**
860  * drm_gem_open_ioctl - implementation of the GEM_OPEN ioctl
861  * @dev: drm_device
862  * @data: ioctl data
863  * @file_priv: drm file-private structure
864  *
865  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
866  *
867  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
868  * will not go away until the handle is deleted.
869  */
870 int
871 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
872                    struct drm_file *file_priv)
873 {
874         struct drm_gem_open *args = data;
875         struct drm_gem_object *obj;
876         int ret;
877         u32 handle;
878
879         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
880                 return -EOPNOTSUPP;
881
882         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
883         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
884         if (obj) {
885                 drm_gem_object_get(obj);
886         } else {
887                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
888                 return -ENOENT;
889         }
890
891         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
892         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
893         if (ret)
894                 goto err;
895
896         args->handle = handle;
897         args->size = obj->size;
898
899 err:
900         drm_gem_object_put(obj);
901         return ret;
902 }
903
904 /**
905  * drm_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
906  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
907  * @file_private: drm file-private structure to set up
908  *
909  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
910  * of mm objects.
911  */
912 void
913 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
914 {
915         idr_init_base(&file_private->object_idr, 1);
916         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
917 }
918
919 /**
920  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
921  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
922  * @file_private: drm file-private structure to clean up
923  *
924  * Called at close time when the filp is going away.
925  *
926  * Releases any remaining references on objects by this filp.
927  */
928 void
929 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
930 {
931         idr_for_each(&file_private->object_idr,
932                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
933         idr_destroy(&file_private->object_idr);
934 }
935
936 /**
937  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
938  * @obj: GEM buffer object
939  *
940  * This releases any structures and resources used by @obj and is the invers of
941  * drm_gem_object_init().
942  */
943 void
944 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
945 {
946         WARN_ON(obj->dma_buf);
947
948         if (obj->filp)
949                 fput(obj->filp);
950
951         dma_resv_fini(&obj->_resv);
952         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
953 }
954 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
955
956 /**
957  * drm_gem_object_free - free a GEM object
958  * @kref: kref of the object to free
959  *
960  * Called after the last reference to the object has been lost.
961  *
962  * Frees the object
963  */
964 void
965 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
966 {
967         struct drm_gem_object *obj =
968                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
969
970         if (WARN_ON(!obj->funcs->free))
971                 return;
972
973         obj->funcs->free(obj);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
976
977 /**
978  * drm_gem_object_put_locked - release a GEM buffer object reference
979  * @obj: GEM buffer object
980  *
981  * This releases a reference to @obj. Callers must hold the
982  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function, even when the
983  * driver doesn't use &drm_device.struct_mutex for anything.
984  *
985  * For drivers not encumbered with legacy locking use
986  * drm_gem_object_put() instead.
987  */
988 void
989 drm_gem_object_put_locked(struct drm_gem_object *obj)
990 {
991         if (obj) {
992                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
993
994                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
995         }
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put_locked);
998
999 /**
1000  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
1001  * @vma: VM area structure
1002  *
1003  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
1004  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
1005  */
1006 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
1007 {
1008         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
1009
1010         drm_gem_object_get(obj);
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
1013
1014 /**
1015  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
1016  * @vma: VM area structure
1017  *
1018  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
1019  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
1020  */
1021 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
1022 {
1023         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
1024
1025         drm_gem_object_put(obj);
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
1028
1029 /**
1030  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
1031  * @obj: the GEM object to map
1032  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
1033  * @vma: VMA for the area to be mapped
1034  *
1035  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the GEM object's
1036  * vm_ops. Depending on their requirements, GEM objects can either
1037  * provide a fault handler in their vm_ops (in which case any accesses to
1038  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
1039  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
1040  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
1041  *
1042  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
1043  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
1044  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
1045  *
1046  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
1047  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
1048  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
1049  *
1050  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
1051  * size, or if no vm_ops are provided.
1052  */
1053 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
1054                      struct vm_area_struct *vma)
1055 {
1056         int ret;
1057
1058         /* Check for valid size. */
1059         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
1060                 return -EINVAL;
1061
1062         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
1063          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
1064          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
1065          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
1066          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
1067          */
1068         drm_gem_object_get(obj);
1069
1070         vma->vm_private_data = obj;
1071         vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
1072
1073         if (obj->funcs->mmap) {
1074                 ret = obj->funcs->mmap(obj, vma);
1075                 if (ret)
1076                         goto err_drm_gem_object_put;
1077                 WARN_ON(!(vma->vm_flags & VM_DONTEXPAND));
1078         } else {
1079                 if (!vma->vm_ops) {
1080                         ret = -EINVAL;
1081                         goto err_drm_gem_object_put;
1082                 }
1083
1084                 vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
1085                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
1086                 vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
1087         }
1088
1089         return 0;
1090
1091 err_drm_gem_object_put:
1092         drm_gem_object_put(obj);
1093         return ret;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
1096
1097 /**
1098  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
1099  * @filp: DRM file pointer
1100  * @vma: VMA for the area to be mapped
1101  *
1102  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
1103  * descriptor will end up here.
1104  *
1105  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
1106  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
1107  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1108  *
1109  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1110  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1111  */
1112 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1113 {
1114         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1115         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1116         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1117         struct drm_vma_offset_node *node;
1118         int ret;
1119
1120         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1121                 return -ENODEV;
1122
1123         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1124         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1125                                                   vma->vm_pgoff,
1126                                                   vma_pages(vma));
1127         if (likely(node)) {
1128                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1129                 /*
1130                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1131                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1132                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1133                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1134                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1135                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1136                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1137                  * invalid.
1138                  */
1139                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1140                         obj = NULL;
1141         }
1142         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1143
1144         if (!obj)
1145                 return -EINVAL;
1146
1147         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1148                 drm_gem_object_put(obj);
1149                 return -EACCES;
1150         }
1151
1152         if (node->readonly) {
1153                 if (vma->vm_flags & VM_WRITE) {
1154                         drm_gem_object_put(obj);
1155                         return -EINVAL;
1156                 }
1157
1158                 vma->vm_flags &= ~VM_MAYWRITE;
1159         }
1160
1161         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1162                                vma);
1163
1164         drm_gem_object_put(obj);
1165
1166         return ret;
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);
1169
1170 void drm_gem_print_info(struct drm_printer *p, unsigned int indent,
1171                         const struct drm_gem_object *obj)
1172 {
1173         drm_printf_indent(p, indent, "name=%d\n", obj->name);
1174         drm_printf_indent(p, indent, "refcount=%u\n",
1175                           kref_read(&obj->refcount));
1176         drm_printf_indent(p, indent, "start=%08lx\n",
1177                           drm_vma_node_start(&obj->vma_node));
1178         drm_printf_indent(p, indent, "size=%zu\n", obj->size);
1179         drm_printf_indent(p, indent, "imported=%s\n",
1180                           obj->import_attach ? "yes" : "no");
1181
1182         if (obj->funcs->print_info)
1183                 obj->funcs->print_info(p, indent, obj);
1184 }
1185
1186 int drm_gem_pin(struct drm_gem_object *obj)
1187 {
1188         if (obj->funcs->pin)
1189                 return obj->funcs->pin(obj);
1190         else
1191                 return 0;
1192 }
1193
1194 void drm_gem_unpin(struct drm_gem_object *obj)
1195 {
1196         if (obj->funcs->unpin)
1197                 obj->funcs->unpin(obj);
1198 }
1199
1200 int drm_gem_vmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1201 {
1202         int ret;
1203
1204         if (!obj->funcs->vmap)
1205                 return -EOPNOTSUPP;
1206
1207         ret = obj->funcs->vmap(obj, map);
1208         if (ret)
1209                 return ret;
1210         else if (dma_buf_map_is_null(map))
1211                 return -ENOMEM;
1212
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 void drm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1217 {
1218         if (dma_buf_map_is_null(map))
1219                 return;
1220
1221         if (obj->funcs->vunmap)
1222                 obj->funcs->vunmap(obj, map);
1223
1224         /* Always set the mapping to NULL. Callers may rely on this. */
1225         dma_buf_map_clear(map);
1226 }
1227
1228 /**
1229  * drm_gem_lock_reservations - Sets up the ww context and acquires
1230  * the lock on an array of GEM objects.
1231  *
1232  * Once you've locked your reservations, you'll want to set up space
1233  * for your shared fences (if applicable), submit your job, then
1234  * drm_gem_unlock_reservations().
1235  *
1236  * @objs: drm_gem_objects to lock
1237  * @count: Number of objects in @objs
1238  * @acquire_ctx: struct ww_acquire_ctx that will be initialized as
1239  * part of tracking this set of locked reservations.
1240  */
1241 int
1242 drm_gem_lock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1243                           struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1244 {
1245         int contended = -1;
1246         int i, ret;
1247
1248         ww_acquire_init(acquire_ctx, &reservation_ww_class);
1249
1250 retry:
1251         if (contended != -1) {
1252                 struct drm_gem_object *obj = objs[contended];
1253
1254                 ret = dma_resv_lock_slow_interruptible(obj->resv,
1255                                                                  acquire_ctx);
1256                 if (ret) {
1257                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1258                         return ret;
1259                 }
1260         }
1261
1262         for (i = 0; i < count; i++) {
1263                 if (i == contended)
1264                         continue;
1265
1266                 ret = dma_resv_lock_interruptible(objs[i]->resv,
1267                                                             acquire_ctx);
1268                 if (ret) {
1269                         int j;
1270
1271                         for (j = 0; j < i; j++)
1272                                 dma_resv_unlock(objs[j]->resv);
1273
1274                         if (contended != -1 && contended >= i)
1275                                 dma_resv_unlock(objs[contended]->resv);
1276
1277                         if (ret == -EDEADLK) {
1278                                 contended = i;
1279                                 goto retry;
1280                         }
1281
1282                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1283                         return ret;
1284                 }
1285         }
1286
1287         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1288
1289         return 0;
1290 }
1291 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_lock_reservations);
1292
1293 void
1294 drm_gem_unlock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1295                             struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1296 {
1297         int i;
1298
1299         for (i = 0; i < count; i++)
1300                 dma_resv_unlock(objs[i]->resv);
1301
1302         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1303 }
1304 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unlock_reservations);
1305
1306 /**
1307  * drm_gem_fence_array_add - Adds the fence to an array of fences to be
1308  * waited on, deduplicating fences from the same context.
1309  *
1310  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1311  * @fence: the dma_fence to add to the list of dependencies.
1312  *
1313  * Returns:
1314  * 0 on success, or an error on failing to expand the array.
1315  */
1316 int drm_gem_fence_array_add(struct xarray *fence_array,
1317                             struct dma_fence *fence)
1318 {
1319         struct dma_fence *entry;
1320         unsigned long index;
1321         u32 id = 0;
1322         int ret;
1323
1324         if (!fence)
1325                 return 0;
1326
1327         /* Deduplicate if we already depend on a fence from the same context.
1328          * This lets the size of the array of deps scale with the number of
1329          * engines involved, rather than the number of BOs.
1330          */
1331         xa_for_each(fence_array, index, entry) {
1332                 if (entry->context != fence->context)
1333                         continue;
1334
1335                 if (dma_fence_is_later(fence, entry)) {
1336                         dma_fence_put(entry);
1337                         xa_store(fence_array, index, fence, GFP_KERNEL);
1338                 } else {
1339                         dma_fence_put(fence);
1340                 }
1341                 return 0;
1342         }
1343
1344         ret = xa_alloc(fence_array, &id, fence, xa_limit_32b, GFP_KERNEL);
1345         if (ret != 0)
1346                 dma_fence_put(fence);
1347
1348         return ret;
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add);
1351
1352 /**
1353  * drm_gem_fence_array_add_implicit - Adds the implicit dependencies tracked
1354  * in the GEM object's reservation object to an array of dma_fences for use in
1355  * scheduling a rendering job.
1356  *
1357  * This should be called after drm_gem_lock_reservations() on your array of
1358  * GEM objects used in the job but before updating the reservations with your
1359  * own fences.
1360  *
1361  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1362  * @obj: the gem object to add new dependencies from.
1363  * @write: whether the job might write the object (so we need to depend on
1364  * shared fences in the reservation object).
1365  */
1366 int drm_gem_fence_array_add_implicit(struct xarray *fence_array,
1367                                      struct drm_gem_object *obj,
1368                                      bool write)
1369 {
1370         int ret;
1371         struct dma_fence **fences;
1372         unsigned int i, fence_count;
1373
1374         if (!write) {
1375                 struct dma_fence *fence =
1376                         dma_resv_get_excl_rcu(obj->resv);
1377
1378                 return drm_gem_fence_array_add(fence_array, fence);
1379         }
1380
1381         ret = dma_resv_get_fences_rcu(obj->resv, NULL,
1382                                                 &fence_count, &fences);
1383         if (ret || !fence_count)
1384                 return ret;
1385
1386         for (i = 0; i < fence_count; i++) {
1387                 ret = drm_gem_fence_array_add(fence_array, fences[i]);
1388                 if (ret)
1389                         break;
1390         }
1391
1392         for (; i < fence_count; i++)
1393                 dma_fence_put(fences[i]);
1394         kfree(fences);
1395         return ret;
1396 }
1397 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add_implicit);