drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   4  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/shmem_fs.h>
   9 #include <linux/dma-buf.h>
  10 #include <linux/pfn_t.h>
  11
  12 #include <drm/drm_prime.h>
  13
  14 #include "msm_drv.h"
  15 #include "msm_fence.h"
  16 #include "msm_gem.h"
  17 #include "msm_gpu.h"
  18 #include "msm_mmu.h"
  19
  20 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  21
  22
  23 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  24 {
  25         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  26         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  27         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  28                         priv->vram.paddr;
  29 }
  30
  31 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  32 {
  33         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  34         return !msm_obj->vram_node;
  35 }
  36
  37 /*
  38  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  39  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  40  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  41  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  42  *
  43  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  44  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  45  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  46  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  47  *
  48  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  49  */
  50
  51 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  52 {
  53         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  54
  55         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  56                 dma_sync_sg_for_device(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  57                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  58         } else {
  59                 dma_map_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  60                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  61         }
  62 }
  63
  64 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  65 {
  66         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  67
  68         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  69                 dma_sync_sg_for_cpu(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  70                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  71         } else {
  72                 dma_unmap_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  73                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  74         }
  75 }
  76
  77 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  78 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  79 {
  80         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  81         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  82         dma_addr_t paddr;
  83         struct page **p;
  84         int ret, i;
  85
  86         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  87         if (!p)
  88                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  89
  90         spin_lock(&priv->vram.lock);
  91         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  92         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  93         if (ret) {
  94                 kvfree(p);
  95                 return ERR_PTR(ret);
  96         }
  97
  98         paddr = physaddr(obj);
  99         for (i = 0; i < npages; i++) {
 100                 p[i] = phys_to_page(paddr);
 101                 paddr += PAGE_SIZE;
 102         }
 103
 104         return p;
 105 }
 106
 107 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 108 {
 109         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 110
 111         if (!msm_obj->pages) {
 112                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 113                 struct page **p;
 114                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 115
 116                 if (use_pages(obj))
 117                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 118                 else
 119                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 120
 121                 if (IS_ERR(p)) {
 122                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 123                                         PTR_ERR(p));
 124                         return p;
 125                 }
 126
 127                 msm_obj->pages = p;
 128
 129                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
 130                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 131                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 132
 133                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 134                         msm_obj->sgt = NULL;
 135                         return ptr;
 136                 }
 137
 138                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 139                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 140                  */
 141                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 142                         sync_for_device(msm_obj);
 143         }
 144
 145         return msm_obj->pages;
 146 }
 147
 148 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 149 {
 150         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 151         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 152
 153         spin_lock(&priv->vram.lock);
 154         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 155         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 156
 157         kvfree(msm_obj->pages);
 158 }
 159
 160 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 161 {
 162         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 163
 164         if (msm_obj->pages) {
 165                 if (msm_obj->sgt) {
 166                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 167                          * pages are clean because display controller,
 168                          * GPU, etc. are not coherent:
 169                          */
 170                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 171                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 172
 173                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 174                         kfree(msm_obj->sgt);
 175                 }
 176
 177                 if (use_pages(obj))
 178                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 179                 else
 180                         put_pages_vram(obj);
 181
 182                 msm_obj->pages = NULL;
 183         }
 184 }
 185
 186 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 187 {
 188         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 189         struct page **p;
 190
 191         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 192
 193         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 194                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 195                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 196         }
 197
 198         p = get_pages(obj);
 199         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 200         return p;
 201 }
 202
 203 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 204 {
 205         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 206 }
 207
 208 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 209                 struct vm_area_struct *vma)
 210 {
 211         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 212
 213         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 214         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 215
 216         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 217                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 218         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 219                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 220         } else {
 221                 /*
 222                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 223                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 224                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 225                  */
 226                 fput(vma->vm_file);
 227                 get_file(obj->filp);
 228                 vma->vm_pgoff = 0;
 229                 vma->vm_file  = obj->filp;
 230
 231                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 232         }
 233
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 238 {
 239         int ret;
 240
 241         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 242         if (ret) {
 243                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 244                 return ret;
 245         }
 246
 247         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 248 }
 249
 250 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 251 {
 252         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 253         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 254         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 255         struct page **pages;
 256         unsigned long pfn;
 257         pgoff_t pgoff;
 258         int err;
 259         vm_fault_t ret;
 260
 261         /*
 262          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 263          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 264          */
 265         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 266         if (err) {
 267                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 268                 goto out;
 269         }
 270
 271         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 272                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 273                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 274         }
 275
 276         /* make sure we have pages attached now */
 277         pages = get_pages(obj);
 278         if (IS_ERR(pages)) {
 279                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 280                 goto out_unlock;
 281         }
 282
 283         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 284         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 285
 286         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 287
 288         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 289                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 290
 291         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 292 out_unlock:
 293         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 294 out:
 295         return ret;
 296 }
 297
 298 /** get mmap offset */
 299 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 300 {
 301         struct drm_device *dev = obj->dev;
 302         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 303         int ret;
 304
 305         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 306
 307         /* Make it mmapable */
 308         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 309
 310         if (ret) {
 311                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 312                 return 0;
 313         }
 314
 315         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 316 }
 317
 318 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 319 {
 320         uint64_t offset;
 321         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 322
 323         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 324         offset = mmap_offset(obj);
 325         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 326         return offset;
 327 }
 328
 329 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 330                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 331 {
 332         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 333         struct msm_gem_vma *vma;
 334
 335         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 336
 337         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 338         if (!vma)
 339                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 340
 341         vma->aspace = aspace;
 342
 343         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 344
 345         return vma;
 346 }
 347
 348 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 349                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 350 {
 351         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 352         struct msm_gem_vma *vma;
 353
 354         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 355
 356         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 357                 if (vma->aspace == aspace)
 358                         return vma;
 359         }
 360
 361         return NULL;
 362 }
 363
 364 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 365 {
 366         if (!vma)
 367                 return;
 368
 369         list_del(&vma->list);
 370         kfree(vma);
 371 }
 372
 373 /* Called with msm_obj->lock locked */
 374 static void
 375 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 376 {
 377         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 378         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 379
 380         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 381
 382         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 383                 if (vma->aspace) {
 384                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 385                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 386                 }
 387                 del_vma(vma);
 388         }
 389 }
 390
 391 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 392                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 393                 u64 range_start, u64 range_end)
 394 {
 395         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 396         struct msm_gem_vma *vma;
 397         int ret = 0;
 398
 399         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 400
 401         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 402
 403         if (!vma) {
 404                 vma = add_vma(obj, aspace);
 405                 if (IS_ERR(vma))
 406                         return PTR_ERR(vma);
 407
 408                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 409                         range_start, range_end);
 410                 if (ret) {
 411                         del_vma(vma);
 412                         return ret;
 413                 }
 414         }
 415
 416         *iova = vma->iova;
 417         return 0;
 418 }
 419
 420 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 421                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 422 {
 423         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 424         struct msm_gem_vma *vma;
 425         struct page **pages;
 426         int prot = IOMMU_READ;
 427
 428         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 429                 prot |= IOMMU_WRITE;
 430
 431         if (msm_obj->flags & MSM_BO_MAP_PRIV)
 432                 prot |= IOMMU_PRIV;
 433
 434         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 435
 436         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 437                 return -EBUSY;
 438
 439         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 440         if (WARN_ON(!vma))
 441                 return -EINVAL;
 442
 443         pages = get_pages(obj);
 444         if (IS_ERR(pages))
 445                 return PTR_ERR(pages);
 446
 447         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 448                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 449 }
 450
 451 /*
 452  * get iova and pin it. Should have a matching put
 453  * limits iova to specified range (in pages)
 454  */
 455 int msm_gem_get_and_pin_iova_range(struct drm_gem_object *obj,
 456                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova,
 457                 u64 range_start, u64 range_end)
 458 {
 459         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 460         u64 local;
 461         int ret;
 462
 463         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 464
 465         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local,
 466                 range_start, range_end);
 467
 468         if (!ret)
 469                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 470
 471         if (!ret)
 472                 *iova = local;
 473
 474         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 475         return ret;
 476 }
 477
 478 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 479 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 480                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 481 {
 482         return msm_gem_get_and_pin_iova_range(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 487  * valid for the life of the object
 488  */
 489 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 490                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 491 {
 492         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 493         int ret;
 494
 495         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 496         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova, 0, U64_MAX);
 497         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 498
 499         return ret;
 500 }
 501
 502 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 503  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 504  */
 505 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 506                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 507 {
 508         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 509         struct msm_gem_vma *vma;
 510
 511         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 512         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 513         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 514         WARN_ON(!vma);
 515
 516         return vma ? vma->iova : 0;
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 521  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 522  * to get rid of it
 523  */
 524 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 525                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 526 {
 527         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 528         struct msm_gem_vma *vma;
 529
 530         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 531         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 532
 533         if (!WARN_ON(!vma))
 534                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 535
 536         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 537 }
 538
 539 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 540                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 541 {
 542         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 543         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 544         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 545                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 546 }
 547
 548 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 549                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 550 {
 551         struct drm_gem_object *obj;
 552         int ret = 0;
 553
 554         /* GEM does all our handle to object mapping */
 555         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 556         if (obj == NULL) {
 557                 ret = -ENOENT;
 558                 goto fail;
 559         }
 560
 561         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 562
 563         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 564
 565 fail:
 566         return ret;
 567 }
 568
 569 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 570 {
 571         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 572         int ret = 0;
 573
 574         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 575
 576         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 577                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 578                         msm_obj->madv, madv);
 579                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 580                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 581         }
 582
 583         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 584          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 585          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 586          * same object from within the vmap() call (while we already
 587          * hold msm_obj->lock)
 588          */
 589         msm_obj->vmap_count++;
 590
 591         if (!msm_obj->vaddr) {
 592                 struct page **pages = get_pages(obj);
 593                 if (IS_ERR(pages)) {
 594                         ret = PTR_ERR(pages);
 595                         goto fail;
 596                 }
 597                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 598                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 599                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 600                         ret = -ENOMEM;
 601                         goto fail;
 602                 }
 603         }
 604
 605         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 606         return msm_obj->vaddr;
 607
 608 fail:
 609         msm_obj->vmap_count--;
 610         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 611         return ERR_PTR(ret);
 612 }
 613
 614 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 615 {
 616         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 617 }
 618
 619 /*
 620  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 621  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 622  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 623  * active list.
 624  */
 625 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 626 {
 627         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 628 }
 629
 630 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 631 {
 632         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 633
 634         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 635         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 636         msm_obj->vmap_count--;
 637         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 638 }
 639
 640 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 641  * false or -errno.
 642  */
 643 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 644 {
 645         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 646
 647         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 648
 649         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 650
 651         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 652                 msm_obj->madv = madv;
 653
 654         madv = msm_obj->madv;
 655
 656         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 657
 658         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 659 }
 660
 661 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 662 {
 663         struct drm_device *dev = obj->dev;
 664         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 665
 666         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 667         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 668         WARN_ON(obj->import_attach);
 669
 670         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 671
 672         put_iova(obj);
 673
 674         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 675
 676         put_pages(obj);
 677
 678         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 679
 680         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 681         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 682
 683         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 684          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 685          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 686          * backing pages, *now*.
 687          */
 688         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 689
 690         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 691                         0, (loff_t)-1);
 692
 693         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 694 }
 695
 696 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 697 {
 698         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 699
 700         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 701
 702         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 703                 return;
 704
 705         vunmap(msm_obj->vaddr);
 706         msm_obj->vaddr = NULL;
 707 }
 708
 709 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 710 {
 711         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 712
 713         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 714         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 715         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 716 }
 717
 718 /* must be called before _move_to_active().. */
 719 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 720                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 721 {
 722         struct dma_resv_list *fobj;
 723         struct dma_fence *fence;
 724         int i, ret;
 725
 726         fobj = dma_resv_get_list(obj->resv);
 727         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 728                 fence = dma_resv_get_excl(obj->resv);
 729                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 730                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 731                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 732                         if (ret)
 733                                 return ret;
 734                 }
 735         }
 736
 737         if (!exclusive || !fobj)
 738                 return 0;
 739
 740         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 741                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 742                                                 dma_resv_held(obj->resv));
 743                 if (fence->context != fctx->context) {
 744                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 745                         if (ret)
 746                                 return ret;
 747                 }
 748         }
 749
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 754                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 755 {
 756         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 757         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 758         msm_obj->gpu = gpu;
 759         if (exclusive)
 760                 dma_resv_add_excl_fence(obj->resv, fence);
 761         else
 762                 dma_resv_add_shared_fence(obj->resv, fence);
 763         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 764         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 765 }
 766
 767 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 768 {
 769         struct drm_device *dev = obj->dev;
 770         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 771         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 772
 773         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 774
 775         msm_obj->gpu = NULL;
 776         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 777         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 778 }
 779
 780 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 781 {
 782         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 783         unsigned long remain =
 784                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 785         long ret;
 786
 787         ret = dma_resv_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 788                                                   true,  remain);
 789         if (ret == 0)
 790                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 791         else if (ret < 0)
 792                 return ret;
 793
 794         /* TODO cache maintenance */
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 800 {
 801         /* TODO cache maintenance */
 802         return 0;
 803 }
 804
 805 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 806 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 807                 struct seq_file *m)
 808 {
 809         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 810                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 811                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 812                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 813                                 fence->seqno);
 814 }
 815
 816 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 817 {
 818         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 819         struct dma_resv *robj = obj->resv;
 820         struct dma_resv_list *fobj;
 821         struct dma_fence *fence;
 822         struct msm_gem_vma *vma;
 823         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 824         const char *madv;
 825
 826         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 827
 828         switch (msm_obj->madv) {
 829         case __MSM_MADV_PURGED:
 830                 madv = " purged";
 831                 break;
 832         case MSM_MADV_DONTNEED:
 833                 madv = " purgeable";
 834                 break;
 835         case MSM_MADV_WILLNEED:
 836         default:
 837                 madv = "";
 838                 break;
 839         }
 840
 841         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 842                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 843                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 844                         off, msm_obj->vaddr);
 845
 846         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 847
 848         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 849
 850                 seq_puts(m, "      vmas:");
 851
 852                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 853                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]",
 854                                 vma->aspace != NULL ? vma->aspace->name : NULL,
 855                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 856                                 vma->inuse);
 857
 858                 seq_puts(m, "\n");
 859         }
 860
 861         rcu_read_lock();
 862         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 863         if (fobj) {
 864                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 865
 866                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 867                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 868                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 869                 }
 870         }
 871
 872         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 873         if (fence)
 874                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 875         rcu_read_unlock();
 876
 877         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 878 }
 879
 880 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 881 {
 882         struct msm_gem_object *msm_obj;
 883         int count = 0;
 884         size_t size = 0;
 885
 886         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 887         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 888                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 889                 seq_puts(m, "   ");
 890                 msm_gem_describe(obj, m);
 891                 count++;
 892                 size += obj->size;
 893         }
 894
 895         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 896 }
 897 #endif
 898
 899 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put() and friends */
 900 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 901 {
 902         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 903         struct drm_device *dev = obj->dev;
 904         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 905
 906         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 907                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 908 }
 909
 910 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 911 {
 912         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 913         struct drm_device *dev = obj->dev;
 914
 915         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 916
 917         /* object should not be on active list: */
 918         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 919
 920         list_del(&msm_obj->mm_list);
 921
 922         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 923
 924         put_iova(obj);
 925
 926         if (obj->import_attach) {
 927                 if (msm_obj->vaddr)
 928                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 929
 930                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 931                  * ours, just free the array we allocated:
 932                  */
 933                 if (msm_obj->pages)
 934                         kvfree(msm_obj->pages);
 935
 936                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 937         } else {
 938                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 939                 put_pages(obj);
 940         }
 941
 942         drm_gem_object_release(obj);
 943
 944         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 945         kfree(msm_obj);
 946 }
 947
 948 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 949 {
 950         struct msm_drm_private *priv =
 951                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 952         struct drm_device *dev = priv->dev;
 953         struct llist_node *freed;
 954         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 955
 956         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 957
 958                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 959
 960                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 961                                           freed, freed)
 962                         free_object(msm_obj);
 963
 964                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 965
 966                 if (need_resched())
 967                         break;
 968         }
 969 }
 970
 971 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 972 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 973                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 974                 char *name)
 975 {
 976         struct drm_gem_object *obj;
 977         int ret;
 978
 979         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 980
 981         if (IS_ERR(obj))
 982                 return PTR_ERR(obj);
 983
 984         if (name)
 985                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 986
 987         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 988
 989         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 990         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 991
 992         return ret;
 993 }
 994
 995 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 996                 uint32_t size, uint32_t flags,
 997                 struct drm_gem_object **obj,
 998                 bool struct_mutex_locked)
 999 {
1000         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1001         struct msm_gem_object *msm_obj;
1002
1003         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
1004         case MSM_BO_UNCACHED:
1005         case MSM_BO_CACHED:
1006         case MSM_BO_WC:
1007                 break;
1008         default:
1009                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
1010                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
1011                 return -EINVAL;
1012         }
1013
1014         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
1015         if (!msm_obj)
1016                 return -ENOMEM;
1017
1018         mutex_init(&msm_obj->lock);
1019
1020         msm_obj->flags = flags;
1021         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
1022
1023         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
1024         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
1025
1026         if (struct_mutex_locked) {
1027                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
1028                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1029         } else {
1030                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1031                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1032                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1033         }
1034
1035         *obj = &msm_obj->base;
1036
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1041                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
1042 {
1043         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1044         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1045         bool use_vram = false;
1046         int ret;
1047
1048         size = PAGE_ALIGN(size);
1049
1050         if (!msm_use_mmu(dev))
1051                 use_vram = true;
1052         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1053                 use_vram = true;
1054
1055         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1056                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1057
1058         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1059          * infrastructure grumpy
1060          */
1061         if (size == 0)
1062                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1063
1064         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj, struct_mutex_locked);
1065         if (ret)
1066                 goto fail;
1067
1068         if (use_vram) {
1069                 struct msm_gem_vma *vma;
1070                 struct page **pages;
1071                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
1072
1073                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1074
1075                 vma = add_vma(obj, NULL);
1076                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1077                 if (IS_ERR(vma)) {
1078                         ret = PTR_ERR(vma);
1079                         goto fail;
1080                 }
1081
1082                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1083
1084                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1085
1086                 pages = get_pages(obj);
1087                 if (IS_ERR(pages)) {
1088                         ret = PTR_ERR(pages);
1089                         goto fail;
1090                 }
1091
1092                 vma->iova = physaddr(obj);
1093         } else {
1094                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1095                 if (ret)
1096                         goto fail;
1097                 /*
1098                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1099                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1100                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1101                  * expected if you're going to pin these pages.
1102                  */
1103                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1104         }
1105
1106         return obj;
1107
1108 fail:
1109         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1110         return ERR_PTR(ret);
1111 }
1112
1113 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1114                 uint32_t size, uint32_t flags)
1115 {
1116         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1117 }
1118
1119 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1120                 uint32_t size, uint32_t flags)
1121 {
1122         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1123 }
1124
1125 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1126                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1127 {
1128         struct msm_gem_object *msm_obj;
1129         struct drm_gem_object *obj;
1130         uint32_t size;
1131         int ret, npages;
1132
1133         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1134         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1135                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1136                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1137         }
1138
1139         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1140
1141         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj, false);
1142         if (ret)
1143                 goto fail;
1144
1145         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1146
1147         npages = size / PAGE_SIZE;
1148
1149         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1150         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1151         msm_obj->sgt = sgt;
1152         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1153         if (!msm_obj->pages) {
1154                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1155                 ret = -ENOMEM;
1156                 goto fail;
1157         }
1158
1159         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1160         if (ret) {
1161                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1162                 goto fail;
1163         }
1164
1165         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1166         return obj;
1167
1168 fail:
1169         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1170         return ERR_PTR(ret);
1171 }
1172
1173 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1174                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1175                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1176 {
1177         void *vaddr;
1178         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1179         int ret;
1180
1181         if (IS_ERR(obj))
1182                 return ERR_CAST(obj);
1183
1184         if (iova) {
1185                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1186                 if (ret)
1187                         goto err;
1188         }
1189
1190         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1191         if (IS_ERR(vaddr)) {
1192                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1193                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1194                 goto err;
1195         }
1196
1197         if (bo)
1198                 *bo = obj;
1199
1200         return vaddr;
1201 err:
1202         if (locked)
1203                 drm_gem_object_put(obj);
1204         else
1205                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1206
1207         return ERR_PTR(ret);
1208
1209 }
1210
1211 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1212                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1213                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1214 {
1215         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1216 }
1217
1218 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1219                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1220                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1221 {
1222         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1223 }
1224
1225 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1226                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1227 {
1228         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1229                 return;
1230
1231         msm_gem_put_vaddr(bo);
1232         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1233
1234         if (locked)
1235                 drm_gem_object_put(bo);
1236         else
1237                 drm_gem_object_put_unlocked(bo);
1238 }
1239
1240 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1241 {
1242         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1243         va_list ap;
1244
1245         if (!fmt)
1246                 return;
1247
1248         va_start(ap, fmt);
1249         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1250         va_end(ap);
1251 }