Merge tag 'drm-intel-next-2019-03-20' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-intel...
[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/mem_encrypt.h>
40 #include <linux/pagevec.h>
41 #include <drm/drmP.h>
42 #include <drm/drm_vma_manager.h>
43 #include <drm/drm_gem.h>
44 #include <drm/drm_print.h>
45 #include "drm_internal.h"
46
47 /** @file drm_gem.c
48  *
49  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
50  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
51  *
52  * Because various devices have different requirements in terms of
53  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
54  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
55  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
56  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
57  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
58  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
59  *
60  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
61  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
62  * two major failings:
63  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
64  *   default.
65  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
66  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
67  *
68  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
69  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
70  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
71  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
72  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
73  */
74
75 /*
76  * We make up offsets for buffer objects so we can recognize them at
77  * mmap time.
78  */
79
80 /* pgoff in mmap is an unsigned long, so we need to make sure that
81  * the faked up offset will fit
82  */
83
84 #if BITS_PER_LONG == 64
85 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
86 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
87 #else
88 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
89 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
90 #endif
91
92 /**
93  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
94  * @dev: drm_devic structure to initialize
95  */
96 int
97 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
98 {
99         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
100
101         mutex_init(&dev->object_name_lock);
102         idr_init_base(&dev->object_name_idr, 1);
103
104         vma_offset_manager = kzalloc(sizeof(*vma_offset_manager), GFP_KERNEL);
105         if (!vma_offset_manager) {
106                 DRM_ERROR("out of memory\n");
107                 return -ENOMEM;
108         }
109
110         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
111         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
112                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
113                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
114
115         return 0;
116 }
117
118 void
119 drm_gem_destroy(struct drm_device *dev)
120 {
121
122         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
123         kfree(dev->vma_offset_manager);
124         dev->vma_offset_manager = NULL;
125 }
126
127 /**
128  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
129  * @dev: drm_device the object should be initialized for
130  * @obj: drm_gem_object to initialize
131  * @size: object size
132  *
133  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
134  * shmfs backing store.
135  */
136 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
137                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
138 {
139         struct file *filp;
140
141         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
142
143         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
144         if (IS_ERR(filp))
145                 return PTR_ERR(filp);
146
147         obj->filp = filp;
148
149         return 0;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
152
153 /**
154  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
155  * @dev: drm_device the object should be initialized for
156  * @obj: drm_gem_object to initialize
157  * @size: object size
158  *
159  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
160  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
161  * backing the object and handling it.
162  */
163 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
164                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
165 {
166         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
167
168         obj->dev = dev;
169         obj->filp = NULL;
170
171         kref_init(&obj->refcount);
172         obj->handle_count = 0;
173         obj->size = size;
174         reservation_object_init(&obj->_resv);
175         if (!obj->resv)
176                 obj->resv = &obj->_resv;
177
178         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
179 }
180 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
181
182 static void
183 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
184 {
185         /*
186          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
187          * handle reference in obj->handle_count.
188          */
189         mutex_lock(&filp->prime.lock);
190         if (obj->dma_buf) {
191                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
192                                                    obj->dma_buf);
193         }
194         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
195 }
196
197 /**
198  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
199  * @obj: GEM object to clean up.
200  *
201  * Called after the last handle to the object has been closed
202  *
203  * Removes any name for the object. Note that this must be
204  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
205  * freed memory
206  */
207 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
208 {
209         struct drm_device *dev = obj->dev;
210
211         /* Remove any name for this object */
212         if (obj->name) {
213                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
214                 obj->name = 0;
215         }
216 }
217
218 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
219 {
220         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
221         if (obj->dma_buf) {
222                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
223                 obj->dma_buf = NULL;
224         }
225 }
226
227 static void
228 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
229 {
230         struct drm_device *dev = obj->dev;
231         bool final = false;
232
233         if (WARN_ON(obj->handle_count == 0))
234                 return;
235
236         /*
237         * Must bump handle count first as this may be the last
238         * ref, in which case the object would disappear before we
239         * checked for a name
240         */
241
242         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
243         if (--obj->handle_count == 0) {
244                 drm_gem_object_handle_free(obj);
245                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
246                 final = true;
247         }
248         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
249
250         if (final)
251                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
252 }
253
254 /*
255  * Called at device or object close to release the file's
256  * handle references on objects.
257  */
258 static int
259 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
260 {
261         struct drm_file *file_priv = data;
262         struct drm_gem_object *obj = ptr;
263         struct drm_device *dev = obj->dev;
264
265         if (obj->funcs && obj->funcs->close)
266                 obj->funcs->close(obj, file_priv);
267         else if (dev->driver->gem_close_object)
268                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
269
270         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
271                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
272         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
273
274         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
275
276         return 0;
277 }
278
279 /**
280  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
281  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
282  * @handle: userspace handle to delete
283  *
284  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
285  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
286  * resources like GEM names.
287  */
288 int
289 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
290 {
291         struct drm_gem_object *obj;
292
293         spin_lock(&filp->table_lock);
294
295         /* Check if we currently have a reference on the object */
296         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
297         spin_unlock(&filp->table_lock);
298         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
299                 return -EINVAL;
300
301         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
302         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
303
304         /* And finally make the handle available for future allocations. */
305         spin_lock(&filp->table_lock);
306         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
307         spin_unlock(&filp->table_lock);
308
309         return 0;
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
312
313 /**
314  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
315  * @file: drm file-private structure containing the gem object
316  * @dev: corresponding drm_device
317  * @handle: gem object handle
318  * @offset: return location for the fake mmap offset
319  *
320  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
321  * drivers which use gem to manage their backing storage.
322  *
323  * Returns:
324  * 0 on success or a negative error code on failure.
325  */
326 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
327                             u32 handle, u64 *offset)
328 {
329         struct drm_gem_object *obj;
330         int ret;
331
332         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
333         if (!obj)
334                 return -ENOENT;
335
336         /* Don't allow imported objects to be mapped */
337         if (obj->import_attach) {
338                 ret = -EINVAL;
339                 goto out;
340         }
341
342         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
343         if (ret)
344                 goto out;
345
346         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
347 out:
348         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
349
350         return ret;
351 }
352 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
353
354 /**
355  * drm_gem_dumb_destroy - dumb fb callback helper for gem based drivers
356  * @file: drm file-private structure to remove the dumb handle from
357  * @dev: corresponding drm_device
358  * @handle: the dumb handle to remove
359  *
360  * This implements the &drm_driver.dumb_destroy kms driver callback for drivers
361  * which use gem to manage their backing storage.
362  */
363 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
364                          struct drm_device *dev,
365                          uint32_t handle)
366 {
367         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
368 }
369 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dumb_destroy);
370
371 /**
372  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
373  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
374  * @obj: object to register
375  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
376  *
377  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
378  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
379  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
380  *
381  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
382  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
383  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
384  */
385 int
386 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
387                            struct drm_gem_object *obj,
388                            u32 *handlep)
389 {
390         struct drm_device *dev = obj->dev;
391         u32 handle;
392         int ret;
393
394         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
395         if (obj->handle_count++ == 0)
396                 drm_gem_object_get(obj);
397
398         /*
399          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
400          * allocation under our spinlock.
401          */
402         idr_preload(GFP_KERNEL);
403         spin_lock(&file_priv->table_lock);
404
405         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
406
407         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
408         idr_preload_end();
409
410         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
411         if (ret < 0)
412                 goto err_unref;
413
414         handle = ret;
415
416         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
417         if (ret)
418                 goto err_remove;
419
420         if (obj->funcs && obj->funcs->open) {
421                 ret = obj->funcs->open(obj, file_priv);
422                 if (ret)
423                         goto err_revoke;
424         } else if (dev->driver->gem_open_object) {
425                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
426                 if (ret)
427                         goto err_revoke;
428         }
429
430         *handlep = handle;
431         return 0;
432
433 err_revoke:
434         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
435 err_remove:
436         spin_lock(&file_priv->table_lock);
437         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
438         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
439 err_unref:
440         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
441         return ret;
442 }
443
444 /**
445  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
446  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
447  * @obj: object to register
448  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
449  *
450  * Create a handle for this object. This adds a handle reference to the object,
451  * which includes a regular reference count. Callers will likely want to
452  * dereference the object afterwards.
453  *
454  * Since this publishes @obj to userspace it must be fully set up by this point,
455  * drivers must call this last in their buffer object creation callbacks.
456  */
457 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
458                           struct drm_gem_object *obj,
459                           u32 *handlep)
460 {
461         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
462
463         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
464 }
465 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
466
467
468 /**
469  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
470  * @obj: obj in question
471  *
472  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
473  *
474  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
475  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
476  * the GEM object.
477  */
478 void
479 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
480 {
481         struct drm_device *dev = obj->dev;
482
483         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
486
487 /**
488  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
489  * @obj: obj in question
490  * @size: the virtual size
491  *
492  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
493  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
494  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
495  * structures.
496  *
497  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
498  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
499  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
500  *
501  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
502  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
503  */
504 int
505 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
506 {
507         struct drm_device *dev = obj->dev;
508
509         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
510                                   size / PAGE_SIZE);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
513
514 /**
515  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
516  * @obj: obj in question
517  *
518  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
519  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
520  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
521  * structures.
522  *
523  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
524  *
525  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
526  * the fake offset again.
527  */
528 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
529 {
530         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
531 }
532 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
533
534 /*
535  * Move pages to appropriate lru and release the pagevec, decrementing the
536  * ref count of those pages.
537  */
538 static void drm_gem_check_release_pagevec(struct pagevec *pvec)
539 {
540         check_move_unevictable_pages(pvec);
541         __pagevec_release(pvec);
542         cond_resched();
543 }
544
545 /**
546  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
547  * from shmem
548  * @obj: obj in question
549  *
550  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
551  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
552  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
553  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
554  *
555  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
556  *
557  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
558  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
559  *
560  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
561  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
562  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
563  * after drm_gem_object_init() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
564  * to keep pages in the required zone during swap-in.
565  */
566 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
567 {
568         struct address_space *mapping;
569         struct page *p, **pages;
570         struct pagevec pvec;
571         int i, npages;
572
573         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
574         mapping = obj->filp->f_mapping;
575
576         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
577          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
578          * driver author is doing something really wrong:
579          */
580         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
581
582         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
583
584         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
585         if (pages == NULL)
586                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
587
588         mapping_set_unevictable(mapping);
589
590         for (i = 0; i < npages; i++) {
591                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
592                 if (IS_ERR(p))
593                         goto fail;
594                 pages[i] = p;
595
596                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
597                  * correct region during swapin. Note that this requires
598                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
599                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
600                  */
601                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
602                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
603         }
604
605         return pages;
606
607 fail:
608         mapping_clear_unevictable(mapping);
609         pagevec_init(&pvec);
610         while (i--) {
611                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
612                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
613         }
614         if (pagevec_count(&pvec))
615                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
616
617         kvfree(pages);
618         return ERR_CAST(p);
619 }
620 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
621
622 /**
623  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
624  * @obj: obj in question
625  * @pages: pages to free
626  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
627  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
628  */
629 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
630                 bool dirty, bool accessed)
631 {
632         int i, npages;
633         struct address_space *mapping;
634         struct pagevec pvec;
635
636         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
637         mapping_clear_unevictable(mapping);
638
639         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
640          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
641          * driver author is doing something really wrong:
642          */
643         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
644
645         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
646
647         pagevec_init(&pvec);
648         for (i = 0; i < npages; i++) {
649                 if (dirty)
650                         set_page_dirty(pages[i]);
651
652                 if (accessed)
653                         mark_page_accessed(pages[i]);
654
655                 /* Undo the reference we took when populating the table */
656                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
657                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
658         }
659         if (pagevec_count(&pvec))
660                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
661
662         kvfree(pages);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
665
666 /**
667  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from its handle
668  * @filp: DRM file private date
669  * @handle: userspace handle
670  *
671  * Returns:
672  *
673  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
674  * otherwise.
675  */
676 struct drm_gem_object *
677 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
678 {
679         struct drm_gem_object *obj;
680
681         spin_lock(&filp->table_lock);
682
683         /* Check if we currently have a reference on the object */
684         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
685         if (obj)
686                 drm_gem_object_get(obj);
687
688         spin_unlock(&filp->table_lock);
689
690         return obj;
691 }
692 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
693
694 /**
695  * drm_gem_reservation_object_wait - Wait on GEM object's reservation's objects
696  * shared and/or exclusive fences.
697  * @filep: DRM file private date
698  * @handle: userspace handle
699  * @wait_all: if true, wait on all fences, else wait on just exclusive fence
700  * @timeout: timeout value in jiffies or zero to return immediately
701  *
702  * Returns:
703  *
704  * Returns -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if the wait timed out, or
705  * greater than 0 on success.
706  */
707 long drm_gem_reservation_object_wait(struct drm_file *filep, u32 handle,
708                                     bool wait_all, unsigned long timeout)
709 {
710         long ret;
711         struct drm_gem_object *obj;
712
713         obj = drm_gem_object_lookup(filep, handle);
714         if (!obj) {
715                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", handle);
716                 return -EINVAL;
717         }
718
719         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(obj->resv, wait_all,
720                                                   true, timeout);
721         if (ret == 0)
722                 ret = -ETIME;
723         else if (ret > 0)
724                 ret = 0;
725
726         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
727
728         return ret;
729 }
730 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_reservation_object_wait);
731
732 /**
733  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
734  * @dev: drm_device
735  * @data: ioctl data
736  * @file_priv: drm file-private structure
737  *
738  * Releases the handle to an mm object.
739  */
740 int
741 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
742                     struct drm_file *file_priv)
743 {
744         struct drm_gem_close *args = data;
745         int ret;
746
747         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
748                 return -EOPNOTSUPP;
749
750         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
751
752         return ret;
753 }
754
755 /**
756  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
757  * @dev: drm_device
758  * @data: ioctl data
759  * @file_priv: drm file-private structure
760  *
761  * Create a global name for an object, returning the name.
762  *
763  * Note that the name does not hold a reference; when the object
764  * is freed, the name goes away.
765  */
766 int
767 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
768                     struct drm_file *file_priv)
769 {
770         struct drm_gem_flink *args = data;
771         struct drm_gem_object *obj;
772         int ret;
773
774         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
775                 return -EOPNOTSUPP;
776
777         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
778         if (obj == NULL)
779                 return -ENOENT;
780
781         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
782         /* prevent races with concurrent gem_close. */
783         if (obj->handle_count == 0) {
784                 ret = -ENOENT;
785                 goto err;
786         }
787
788         if (!obj->name) {
789                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
790                 if (ret < 0)
791                         goto err;
792
793                 obj->name = ret;
794         }
795
796         args->name = (uint64_t) obj->name;
797         ret = 0;
798
799 err:
800         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
801         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
802         return ret;
803 }
804
805 /**
806  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
807  * @dev: drm_device
808  * @data: ioctl data
809  * @file_priv: drm file-private structure
810  *
811  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
812  *
813  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
814  * will not go away until the handle is deleted.
815  */
816 int
817 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
818                    struct drm_file *file_priv)
819 {
820         struct drm_gem_open *args = data;
821         struct drm_gem_object *obj;
822         int ret;
823         u32 handle;
824
825         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
826                 return -EOPNOTSUPP;
827
828         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
829         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
830         if (obj) {
831                 drm_gem_object_get(obj);
832         } else {
833                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
834                 return -ENOENT;
835         }
836
837         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
838         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
839         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
840         if (ret)
841                 return ret;
842
843         args->handle = handle;
844         args->size = obj->size;
845
846         return 0;
847 }
848
849 /**
850  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
851  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
852  * @file_private: drm file-private structure to set up
853  *
854  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
855  * of mm objects.
856  */
857 void
858 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
859 {
860         idr_init_base(&file_private->object_idr, 1);
861         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
862 }
863
864 /**
865  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
866  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
867  * @file_private: drm file-private structure to clean up
868  *
869  * Called at close time when the filp is going away.
870  *
871  * Releases any remaining references on objects by this filp.
872  */
873 void
874 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
875 {
876         idr_for_each(&file_private->object_idr,
877                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
878         idr_destroy(&file_private->object_idr);
879 }
880
881 /**
882  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
883  * @obj: GEM buffer object
884  *
885  * This releases any structures and resources used by @obj and is the invers of
886  * drm_gem_object_init().
887  */
888 void
889 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
890 {
891         WARN_ON(obj->dma_buf);
892
893         if (obj->filp)
894                 fput(obj->filp);
895
896         reservation_object_fini(&obj->_resv);
897         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
898 }
899 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
900
901 /**
902  * drm_gem_object_free - free a GEM object
903  * @kref: kref of the object to free
904  *
905  * Called after the last reference to the object has been lost.
906  * Must be called holding &drm_device.struct_mutex.
907  *
908  * Frees the object
909  */
910 void
911 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
912 {
913         struct drm_gem_object *obj =
914                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
915         struct drm_device *dev = obj->dev;
916
917         if (obj->funcs) {
918                 obj->funcs->free(obj);
919         } else if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
920                 dev->driver->gem_free_object_unlocked(obj);
921         } else if (dev->driver->gem_free_object) {
922                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
923
924                 dev->driver->gem_free_object(obj);
925         }
926 }
927 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
928
929 /**
930  * drm_gem_object_put_unlocked - drop a GEM buffer object reference
931  * @obj: GEM buffer object
932  *
933  * This releases a reference to @obj. Callers must not hold the
934  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function.
935  *
936  * See also __drm_gem_object_put().
937  */
938 void
939 drm_gem_object_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
940 {
941         struct drm_device *dev;
942
943         if (!obj)
944                 return;
945
946         dev = obj->dev;
947
948         if (dev->driver->gem_free_object) {
949                 might_lock(&dev->struct_mutex);
950                 if (kref_put_mutex(&obj->refcount, drm_gem_object_free,
951                                 &dev->struct_mutex))
952                         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
953         } else {
954                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
955         }
956 }
957 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put_unlocked);
958
959 /**
960  * drm_gem_object_put - release a GEM buffer object reference
961  * @obj: GEM buffer object
962  *
963  * This releases a reference to @obj. Callers must hold the
964  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function, even when the
965  * driver doesn't use &drm_device.struct_mutex for anything.
966  *
967  * For drivers not encumbered with legacy locking use
968  * drm_gem_object_put_unlocked() instead.
969  */
970 void
971 drm_gem_object_put(struct drm_gem_object *obj)
972 {
973         if (obj) {
974                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
975
976                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
977         }
978 }
979 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put);
980
981 /**
982  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
983  * @vma: VM area structure
984  *
985  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
986  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
987  */
988 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
989 {
990         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
991
992         drm_gem_object_get(obj);
993 }
994 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
995
996 /**
997  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
998  * @vma: VM area structure
999  *
1000  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
1001  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
1002  */
1003 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
1004 {
1005         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
1006
1007         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
1010
1011 /**
1012  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
1013  * @obj: the GEM object to map
1014  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
1015  * @vma: VMA for the area to be mapped
1016  *
1017  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
1018  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
1019  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
1020  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
1021  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
1022  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
1023  *
1024  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
1025  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
1026  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
1027  *
1028  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
1029  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
1030  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
1031  *
1032  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
1033  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
1034  */
1035 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
1036                      struct vm_area_struct *vma)
1037 {
1038         struct drm_device *dev = obj->dev;
1039
1040         /* Check for valid size. */
1041         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
1042                 return -EINVAL;
1043
1044         if (obj->funcs && obj->funcs->vm_ops)
1045                 vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
1046         else if (dev->driver->gem_vm_ops)
1047                 vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
1048         else
1049                 return -EINVAL;
1050
1051         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
1052         vma->vm_private_data = obj;
1053         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
1054         vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
1055
1056         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
1057          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
1058          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
1059          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
1060          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
1061          */
1062         drm_gem_object_get(obj);
1063
1064         return 0;
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
1067
1068 /**
1069  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
1070  * @filp: DRM file pointer
1071  * @vma: VMA for the area to be mapped
1072  *
1073  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
1074  * descriptor will end up here.
1075  *
1076  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
1077  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
1078  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1079  *
1080  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1081  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1082  */
1083 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1084 {
1085         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1086         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1087         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1088         struct drm_vma_offset_node *node;
1089         int ret;
1090
1091         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1092                 return -ENODEV;
1093
1094         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1095         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1096                                                   vma->vm_pgoff,
1097                                                   vma_pages(vma));
1098         if (likely(node)) {
1099                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1100                 /*
1101                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1102                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1103                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1104                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1105                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1106                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1107                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1108                  * invalid.
1109                  */
1110                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1111                         obj = NULL;
1112         }
1113         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1114
1115         if (!obj)
1116                 return -EINVAL;
1117
1118         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1119                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1120                 return -EACCES;
1121         }
1122
1123         if (node->readonly) {
1124                 if (vma->vm_flags & VM_WRITE) {
1125                         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1126                         return -EINVAL;
1127                 }
1128
1129                 vma->vm_flags &= ~VM_MAYWRITE;
1130         }
1131
1132         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1133                                vma);
1134
1135         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1136
1137         return ret;
1138 }
1139 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);
1140
1141 void drm_gem_print_info(struct drm_printer *p, unsigned int indent,
1142                         const struct drm_gem_object *obj)
1143 {
1144         drm_printf_indent(p, indent, "name=%d\n", obj->name);
1145         drm_printf_indent(p, indent, "refcount=%u\n",
1146                           kref_read(&obj->refcount));
1147         drm_printf_indent(p, indent, "start=%08lx\n",
1148                           drm_vma_node_start(&obj->vma_node));
1149         drm_printf_indent(p, indent, "size=%zu\n", obj->size);
1150         drm_printf_indent(p, indent, "imported=%s\n",
1151                           obj->import_attach ? "yes" : "no");
1152
1153         if (obj->funcs && obj->funcs->print_info)
1154                 obj->funcs->print_info(p, indent, obj);
1155         else if (obj->dev->driver->gem_print_info)
1156                 obj->dev->driver->gem_print_info(p, indent, obj);
1157 }
1158
1159 /**
1160  * drm_gem_pin - Pin backing buffer in memory
1161  * @obj: GEM object
1162  *
1163  * Make sure the backing buffer is pinned in memory.
1164  *
1165  * Returns:
1166  * 0 on success or a negative error code on failure.
1167  */
1168 int drm_gem_pin(struct drm_gem_object *obj)
1169 {
1170         if (obj->funcs && obj->funcs->pin)
1171                 return obj->funcs->pin(obj);
1172         else if (obj->dev->driver->gem_prime_pin)
1173                 return obj->dev->driver->gem_prime_pin(obj);
1174         else
1175                 return 0;
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_pin);
1178
1179 /**
1180  * drm_gem_unpin - Unpin backing buffer from memory
1181  * @obj: GEM object
1182  *
1183  * Relax the requirement that the backing buffer is pinned in memory.
1184  */
1185 void drm_gem_unpin(struct drm_gem_object *obj)
1186 {
1187         if (obj->funcs && obj->funcs->unpin)
1188                 obj->funcs->unpin(obj);
1189         else if (obj->dev->driver->gem_prime_unpin)
1190                 obj->dev->driver->gem_prime_unpin(obj);
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unpin);
1193
1194 /**
1195  * drm_gem_vmap - Map buffer into kernel virtual address space
1196  * @obj: GEM object
1197  *
1198  * Returns:
1199  * A virtual pointer to a newly created GEM object or an ERR_PTR-encoded negative
1200  * error code on failure.
1201  */
1202 void *drm_gem_vmap(struct drm_gem_object *obj)
1203 {
1204         void *vaddr;
1205
1206         if (obj->funcs && obj->funcs->vmap)
1207                 vaddr = obj->funcs->vmap(obj);
1208         else if (obj->dev->driver->gem_prime_vmap)
1209                 vaddr = obj->dev->driver->gem_prime_vmap(obj);
1210         else
1211                 vaddr = ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
1212
1213         if (!vaddr)
1214                 vaddr = ERR_PTR(-ENOMEM);
1215
1216         return vaddr;
1217 }
1218 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vmap);
1219
1220 /**
1221  * drm_gem_vunmap - Remove buffer mapping from kernel virtual address space
1222  * @obj: GEM object
1223  * @vaddr: Virtual address (can be NULL)
1224  */
1225 void drm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
1226 {
1227         if (!vaddr)
1228                 return;
1229
1230         if (obj->funcs && obj->funcs->vunmap)
1231                 obj->funcs->vunmap(obj, vaddr);
1232         else if (obj->dev->driver->gem_prime_vunmap)
1233                 obj->dev->driver->gem_prime_vunmap(obj, vaddr);
1234 }
1235 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vunmap);
1236
1237 /**
1238  * drm_gem_lock_reservations - Sets up the ww context and acquires
1239  * the lock on an array of GEM objects.
1240  *
1241  * Once you've locked your reservations, you'll want to set up space
1242  * for your shared fences (if applicable), submit your job, then
1243  * drm_gem_unlock_reservations().
1244  *
1245  * @objs: drm_gem_objects to lock
1246  * @count: Number of objects in @objs
1247  * @acquire_ctx: struct ww_acquire_ctx that will be initialized as
1248  * part of tracking this set of locked reservations.
1249  */
1250 int
1251 drm_gem_lock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1252                           struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1253 {
1254         int contended = -1;
1255         int i, ret;
1256
1257         ww_acquire_init(acquire_ctx, &reservation_ww_class);
1258
1259 retry:
1260         if (contended != -1) {
1261                 struct drm_gem_object *obj = objs[contended];
1262
1263                 ret = ww_mutex_lock_slow_interruptible(&obj->resv->lock,
1264                                                        acquire_ctx);
1265                 if (ret) {
1266                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1267                         return ret;
1268                 }
1269         }
1270
1271         for (i = 0; i < count; i++) {
1272                 if (i == contended)
1273                         continue;
1274
1275                 ret = ww_mutex_lock_interruptible(&objs[i]->resv->lock,
1276                                                   acquire_ctx);
1277                 if (ret) {
1278                         int j;
1279
1280                         for (j = 0; j < i; j++)
1281                                 ww_mutex_unlock(&objs[j]->resv->lock);
1282
1283                         if (contended != -1 && contended >= i)
1284                                 ww_mutex_unlock(&objs[contended]->resv->lock);
1285
1286                         if (ret == -EDEADLK) {
1287                                 contended = i;
1288                                 goto retry;
1289                         }
1290
1291                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1292                         return ret;
1293                 }
1294         }
1295
1296         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1297
1298         return 0;
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_lock_reservations);
1301
1302 void
1303 drm_gem_unlock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1304                             struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1305 {
1306         int i;
1307
1308         for (i = 0; i < count; i++)
1309                 ww_mutex_unlock(&objs[i]->resv->lock);
1310
1311         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unlock_reservations);