dma-buf: Use struct dma_buf_map in dma_buf_vunmap() interfaces
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / tegra / gem.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * NVIDIA Tegra DRM GEM helper functions
4  *
5  * Copyright (C) 2012 Sascha Hauer, Pengutronix
6  * Copyright (C) 2013-2015 NVIDIA CORPORATION, All rights reserved.
7  *
8  * Based on the GEM/CMA helpers
9  *
10  * Copyright (c) 2011 Samsung Electronics Co., Ltd.
11  */
12
13 #include <linux/dma-buf.h>
14 #include <linux/iommu.h>
15
16 #include <drm/drm_drv.h>
17 #include <drm/drm_prime.h>
18 #include <drm/tegra_drm.h>
19
20 #include "drm.h"
21 #include "gem.h"
22
23 static void tegra_bo_put(struct host1x_bo *bo)
24 {
25         struct tegra_bo *obj = host1x_to_tegra_bo(bo);
26
27         drm_gem_object_put(&obj->gem);
28 }
29
30 /* XXX move this into lib/scatterlist.c? */
31 static int sg_alloc_table_from_sg(struct sg_table *sgt, struct scatterlist *sg,
32                                   unsigned int nents, gfp_t gfp_mask)
33 {
34         struct scatterlist *dst;
35         unsigned int i;
36         int err;
37
38         err = sg_alloc_table(sgt, nents, gfp_mask);
39         if (err < 0)
40                 return err;
41
42         dst = sgt->sgl;
43
44         for (i = 0; i < nents; i++) {
45                 sg_set_page(dst, sg_page(sg), sg->length, 0);
46                 dst = sg_next(dst);
47                 sg = sg_next(sg);
48         }
49
50         return 0;
51 }
52
53 static struct sg_table *tegra_bo_pin(struct device *dev, struct host1x_bo *bo,
54                                      dma_addr_t *phys)
55 {
56         struct tegra_bo *obj = host1x_to_tegra_bo(bo);
57         struct sg_table *sgt;
58         int err;
59
60         /*
61          * If we've manually mapped the buffer object through the IOMMU, make
62          * sure to return the IOVA address of our mapping.
63          *
64          * Similarly, for buffers that have been allocated by the DMA API the
65          * physical address can be used for devices that are not attached to
66          * an IOMMU. For these devices, callers must pass a valid pointer via
67          * the @phys argument.
68          *
69          * Imported buffers were also already mapped at import time, so the
70          * existing mapping can be reused.
71          */
72         if (phys) {
73                 *phys = obj->iova;
74                 return NULL;
75         }
76
77         /*
78          * If we don't have a mapping for this buffer yet, return an SG table
79          * so that host1x can do the mapping for us via the DMA API.
80          */
81         sgt = kzalloc(sizeof(*sgt), GFP_KERNEL);
82         if (!sgt)
83                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
84
85         if (obj->pages) {
86                 /*
87                  * If the buffer object was allocated from the explicit IOMMU
88                  * API code paths, construct an SG table from the pages.
89                  */
90                 err = sg_alloc_table_from_pages(sgt, obj->pages, obj->num_pages,
91                                                 0, obj->gem.size, GFP_KERNEL);
92                 if (err < 0)
93                         goto free;
94         } else if (obj->sgt) {
95                 /*
96                  * If the buffer object already has an SG table but no pages
97                  * were allocated for it, it means the buffer was imported and
98                  * the SG table needs to be copied to avoid overwriting any
99                  * other potential users of the original SG table.
100                  */
101                 err = sg_alloc_table_from_sg(sgt, obj->sgt->sgl, obj->sgt->nents,
102                                              GFP_KERNEL);
103                 if (err < 0)
104                         goto free;
105         } else {
106                 /*
107                  * If the buffer object had no pages allocated and if it was
108                  * not imported, it had to be allocated with the DMA API, so
109                  * the DMA API helper can be used.
110                  */
111                 err = dma_get_sgtable(dev, sgt, obj->vaddr, obj->iova,
112                                       obj->gem.size);
113                 if (err < 0)
114                         goto free;
115         }
116
117         return sgt;
118
119 free:
120         kfree(sgt);
121         return ERR_PTR(err);
122 }
123
124 static void tegra_bo_unpin(struct device *dev, struct sg_table *sgt)
125 {
126         if (sgt) {
127                 sg_free_table(sgt);
128                 kfree(sgt);
129         }
130 }
131
132 static void *tegra_bo_mmap(struct host1x_bo *bo)
133 {
134         struct tegra_bo *obj = host1x_to_tegra_bo(bo);
135         struct dma_buf_map map;
136         int ret;
137
138         if (obj->vaddr) {
139                 return obj->vaddr;
140         } else if (obj->gem.import_attach) {
141                 ret = dma_buf_vmap(obj->gem.import_attach->dmabuf, &map);
142                 return ret ? NULL : map.vaddr;
143         } else {
144                 return vmap(obj->pages, obj->num_pages, VM_MAP,
145                             pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
146         }
147 }
148
149 static void tegra_bo_munmap(struct host1x_bo *bo, void *addr)
150 {
151         struct tegra_bo *obj = host1x_to_tegra_bo(bo);
152         struct dma_buf_map map = DMA_BUF_MAP_INIT_VADDR(addr);
153
154         if (obj->vaddr)
155                 return;
156         else if (obj->gem.import_attach)
157                 dma_buf_vunmap(obj->gem.import_attach->dmabuf, &map);
158         else
159                 vunmap(addr);
160 }
161
162 static struct host1x_bo *tegra_bo_get(struct host1x_bo *bo)
163 {
164         struct tegra_bo *obj = host1x_to_tegra_bo(bo);
165
166         drm_gem_object_get(&obj->gem);
167
168         return bo;
169 }
170
171 static const struct host1x_bo_ops tegra_bo_ops = {
172         .get = tegra_bo_get,
173         .put = tegra_bo_put,
174         .pin = tegra_bo_pin,
175         .unpin = tegra_bo_unpin,
176         .mmap = tegra_bo_mmap,
177         .munmap = tegra_bo_munmap,
178 };
179
180 static int tegra_bo_iommu_map(struct tegra_drm *tegra, struct tegra_bo *bo)
181 {
182         int prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
183         int err;
184
185         if (bo->mm)
186                 return -EBUSY;
187
188         bo->mm = kzalloc(sizeof(*bo->mm), GFP_KERNEL);
189         if (!bo->mm)
190                 return -ENOMEM;
191
192         mutex_lock(&tegra->mm_lock);
193
194         err = drm_mm_insert_node_generic(&tegra->mm,
195                                          bo->mm, bo->gem.size, PAGE_SIZE, 0, 0);
196         if (err < 0) {
197                 dev_err(tegra->drm->dev, "out of I/O virtual memory: %d\n",
198                         err);
199                 goto unlock;
200         }
201
202         bo->iova = bo->mm->start;
203
204         bo->size = iommu_map_sg(tegra->domain, bo->iova, bo->sgt->sgl,
205                                 bo->sgt->nents, prot);
206         if (!bo->size) {
207                 dev_err(tegra->drm->dev, "failed to map buffer\n");
208                 err = -ENOMEM;
209                 goto remove;
210         }
211
212         mutex_unlock(&tegra->mm_lock);
213
214         return 0;
215
216 remove:
217         drm_mm_remove_node(bo->mm);
218 unlock:
219         mutex_unlock(&tegra->mm_lock);
220         kfree(bo->mm);
221         return err;
222 }
223
224 static int tegra_bo_iommu_unmap(struct tegra_drm *tegra, struct tegra_bo *bo)
225 {
226         if (!bo->mm)
227                 return 0;
228
229         mutex_lock(&tegra->mm_lock);
230         iommu_unmap(tegra->domain, bo->iova, bo->size);
231         drm_mm_remove_node(bo->mm);
232         mutex_unlock(&tegra->mm_lock);
233
234         kfree(bo->mm);
235
236         return 0;
237 }
238
239 static const struct drm_gem_object_funcs tegra_gem_object_funcs = {
240         .free = tegra_bo_free_object,
241         .export = tegra_gem_prime_export,
242         .vm_ops = &tegra_bo_vm_ops,
243 };
244
245 static struct tegra_bo *tegra_bo_alloc_object(struct drm_device *drm,
246                                               size_t size)
247 {
248         struct tegra_bo *bo;
249         int err;
250
251         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
252         if (!bo)
253                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
254
255         bo->gem.funcs = &tegra_gem_object_funcs;
256
257         host1x_bo_init(&bo->base, &tegra_bo_ops);
258         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
259
260         err = drm_gem_object_init(drm, &bo->gem, size);
261         if (err < 0)
262                 goto free;
263
264         err = drm_gem_create_mmap_offset(&bo->gem);
265         if (err < 0)
266                 goto release;
267
268         return bo;
269
270 release:
271         drm_gem_object_release(&bo->gem);
272 free:
273         kfree(bo);
274         return ERR_PTR(err);
275 }
276
277 static void tegra_bo_free(struct drm_device *drm, struct tegra_bo *bo)
278 {
279         if (bo->pages) {
280                 dma_unmap_sg(drm->dev, bo->sgt->sgl, bo->sgt->nents,
281                              DMA_FROM_DEVICE);
282                 drm_gem_put_pages(&bo->gem, bo->pages, true, true);
283                 sg_free_table(bo->sgt);
284                 kfree(bo->sgt);
285         } else if (bo->vaddr) {
286                 dma_free_wc(drm->dev, bo->gem.size, bo->vaddr, bo->iova);
287         }
288 }
289
290 static int tegra_bo_get_pages(struct drm_device *drm, struct tegra_bo *bo)
291 {
292         int err;
293
294         bo->pages = drm_gem_get_pages(&bo->gem);
295         if (IS_ERR(bo->pages))
296                 return PTR_ERR(bo->pages);
297
298         bo->num_pages = bo->gem.size >> PAGE_SHIFT;
299
300         bo->sgt = drm_prime_pages_to_sg(bo->gem.dev, bo->pages, bo->num_pages);
301         if (IS_ERR(bo->sgt)) {
302                 err = PTR_ERR(bo->sgt);
303                 goto put_pages;
304         }
305
306         err = dma_map_sg(drm->dev, bo->sgt->sgl, bo->sgt->nents,
307                          DMA_FROM_DEVICE);
308         if (err == 0) {
309                 err = -EFAULT;
310                 goto free_sgt;
311         }
312
313         return 0;
314
315 free_sgt:
316         sg_free_table(bo->sgt);
317         kfree(bo->sgt);
318 put_pages:
319         drm_gem_put_pages(&bo->gem, bo->pages, false, false);
320         return err;
321 }
322
323 static int tegra_bo_alloc(struct drm_device *drm, struct tegra_bo *bo)
324 {
325         struct tegra_drm *tegra = drm->dev_private;
326         int err;
327
328         if (tegra->domain) {
329                 err = tegra_bo_get_pages(drm, bo);
330                 if (err < 0)
331                         return err;
332
333                 err = tegra_bo_iommu_map(tegra, bo);
334                 if (err < 0) {
335                         tegra_bo_free(drm, bo);
336                         return err;
337                 }
338         } else {
339                 size_t size = bo->gem.size;
340
341                 bo->vaddr = dma_alloc_wc(drm->dev, size, &bo->iova,
342                                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
343                 if (!bo->vaddr) {
344                         dev_err(drm->dev,
345                                 "failed to allocate buffer of size %zu\n",
346                                 size);
347                         return -ENOMEM;
348                 }
349         }
350
351         return 0;
352 }
353
354 struct tegra_bo *tegra_bo_create(struct drm_device *drm, size_t size,
355                                  unsigned long flags)
356 {
357         struct tegra_bo *bo;
358         int err;
359
360         bo = tegra_bo_alloc_object(drm, size);
361         if (IS_ERR(bo))
362                 return bo;
363
364         err = tegra_bo_alloc(drm, bo);
365         if (err < 0)
366                 goto release;
367
368         if (flags & DRM_TEGRA_GEM_CREATE_TILED)
369                 bo->tiling.mode = TEGRA_BO_TILING_MODE_TILED;
370
371         if (flags & DRM_TEGRA_GEM_CREATE_BOTTOM_UP)
372                 bo->flags |= TEGRA_BO_BOTTOM_UP;
373
374         return bo;
375
376 release:
377         drm_gem_object_release(&bo->gem);
378         kfree(bo);
379         return ERR_PTR(err);
380 }
381
382 struct tegra_bo *tegra_bo_create_with_handle(struct drm_file *file,
383                                              struct drm_device *drm,
384                                              size_t size,
385                                              unsigned long flags,
386                                              u32 *handle)
387 {
388         struct tegra_bo *bo;
389         int err;
390
391         bo = tegra_bo_create(drm, size, flags);
392         if (IS_ERR(bo))
393                 return bo;
394
395         err = drm_gem_handle_create(file, &bo->gem, handle);
396         if (err) {
397                 tegra_bo_free_object(&bo->gem);
398                 return ERR_PTR(err);
399         }
400
401         drm_gem_object_put(&bo->gem);
402
403         return bo;
404 }
405
406 static struct tegra_bo *tegra_bo_import(struct drm_device *drm,
407                                         struct dma_buf *buf)
408 {
409         struct tegra_drm *tegra = drm->dev_private;
410         struct dma_buf_attachment *attach;
411         struct tegra_bo *bo;
412         int err;
413
414         bo = tegra_bo_alloc_object(drm, buf->size);
415         if (IS_ERR(bo))
416                 return bo;
417
418         attach = dma_buf_attach(buf, drm->dev);
419         if (IS_ERR(attach)) {
420                 err = PTR_ERR(attach);
421                 goto free;
422         }
423
424         get_dma_buf(buf);
425
426         bo->sgt = dma_buf_map_attachment(attach, DMA_TO_DEVICE);
427         if (IS_ERR(bo->sgt)) {
428                 err = PTR_ERR(bo->sgt);
429                 goto detach;
430         }
431
432         if (tegra->domain) {
433                 err = tegra_bo_iommu_map(tegra, bo);
434                 if (err < 0)
435                         goto detach;
436         }
437
438         bo->gem.import_attach = attach;
439
440         return bo;
441
442 detach:
443         if (!IS_ERR_OR_NULL(bo->sgt))
444                 dma_buf_unmap_attachment(attach, bo->sgt, DMA_TO_DEVICE);
445
446         dma_buf_detach(buf, attach);
447         dma_buf_put(buf);
448 free:
449         drm_gem_object_release(&bo->gem);
450         kfree(bo);
451         return ERR_PTR(err);
452 }
453
454 void tegra_bo_free_object(struct drm_gem_object *gem)
455 {
456         struct tegra_drm *tegra = gem->dev->dev_private;
457         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
458
459         if (tegra->domain)
460                 tegra_bo_iommu_unmap(tegra, bo);
461
462         if (gem->import_attach) {
463                 dma_buf_unmap_attachment(gem->import_attach, bo->sgt,
464                                          DMA_TO_DEVICE);
465                 drm_prime_gem_destroy(gem, NULL);
466         } else {
467                 tegra_bo_free(gem->dev, bo);
468         }
469
470         drm_gem_object_release(gem);
471         kfree(bo);
472 }
473
474 int tegra_bo_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *drm,
475                          struct drm_mode_create_dumb *args)
476 {
477         unsigned int min_pitch = DIV_ROUND_UP(args->width * args->bpp, 8);
478         struct tegra_drm *tegra = drm->dev_private;
479         struct tegra_bo *bo;
480
481         args->pitch = round_up(min_pitch, tegra->pitch_align);
482         args->size = args->pitch * args->height;
483
484         bo = tegra_bo_create_with_handle(file, drm, args->size, 0,
485                                          &args->handle);
486         if (IS_ERR(bo))
487                 return PTR_ERR(bo);
488
489         return 0;
490 }
491
492 static vm_fault_t tegra_bo_fault(struct vm_fault *vmf)
493 {
494         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
495         struct drm_gem_object *gem = vma->vm_private_data;
496         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
497         struct page *page;
498         pgoff_t offset;
499
500         if (!bo->pages)
501                 return VM_FAULT_SIGBUS;
502
503         offset = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
504         page = bo->pages[offset];
505
506         return vmf_insert_page(vma, vmf->address, page);
507 }
508
509 const struct vm_operations_struct tegra_bo_vm_ops = {
510         .fault = tegra_bo_fault,
511         .open = drm_gem_vm_open,
512         .close = drm_gem_vm_close,
513 };
514
515 int __tegra_gem_mmap(struct drm_gem_object *gem, struct vm_area_struct *vma)
516 {
517         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
518
519         if (!bo->pages) {
520                 unsigned long vm_pgoff = vma->vm_pgoff;
521                 int err;
522
523                 /*
524                  * Clear the VM_PFNMAP flag that was set by drm_gem_mmap(),
525                  * and set the vm_pgoff (used as a fake buffer offset by DRM)
526                  * to 0 as we want to map the whole buffer.
527                  */
528                 vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
529                 vma->vm_pgoff = 0;
530
531                 err = dma_mmap_wc(gem->dev->dev, vma, bo->vaddr, bo->iova,
532                                   gem->size);
533                 if (err < 0) {
534                         drm_gem_vm_close(vma);
535                         return err;
536                 }
537
538                 vma->vm_pgoff = vm_pgoff;
539         } else {
540                 pgprot_t prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
541
542                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
543                 vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
544
545                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(prot);
546         }
547
548         return 0;
549 }
550
551 int tegra_drm_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
552 {
553         struct drm_gem_object *gem;
554         int err;
555
556         err = drm_gem_mmap(file, vma);
557         if (err < 0)
558                 return err;
559
560         gem = vma->vm_private_data;
561
562         return __tegra_gem_mmap(gem, vma);
563 }
564
565 static struct sg_table *
566 tegra_gem_prime_map_dma_buf(struct dma_buf_attachment *attach,
567                             enum dma_data_direction dir)
568 {
569         struct drm_gem_object *gem = attach->dmabuf->priv;
570         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
571         struct sg_table *sgt;
572
573         sgt = kmalloc(sizeof(*sgt), GFP_KERNEL);
574         if (!sgt)
575                 return NULL;
576
577         if (bo->pages) {
578                 if (sg_alloc_table_from_pages(sgt, bo->pages, bo->num_pages,
579                                               0, gem->size, GFP_KERNEL) < 0)
580                         goto free;
581         } else {
582                 if (dma_get_sgtable(attach->dev, sgt, bo->vaddr, bo->iova,
583                                     gem->size) < 0)
584                         goto free;
585         }
586
587         if (dma_map_sg(attach->dev, sgt->sgl, sgt->nents, dir) == 0)
588                 goto free;
589
590         return sgt;
591
592 free:
593         sg_free_table(sgt);
594         kfree(sgt);
595         return NULL;
596 }
597
598 static void tegra_gem_prime_unmap_dma_buf(struct dma_buf_attachment *attach,
599                                           struct sg_table *sgt,
600                                           enum dma_data_direction dir)
601 {
602         struct drm_gem_object *gem = attach->dmabuf->priv;
603         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
604
605         if (bo->pages)
606                 dma_unmap_sg(attach->dev, sgt->sgl, sgt->nents, dir);
607
608         sg_free_table(sgt);
609         kfree(sgt);
610 }
611
612 static void tegra_gem_prime_release(struct dma_buf *buf)
613 {
614         drm_gem_dmabuf_release(buf);
615 }
616
617 static int tegra_gem_prime_begin_cpu_access(struct dma_buf *buf,
618                                             enum dma_data_direction direction)
619 {
620         struct drm_gem_object *gem = buf->priv;
621         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
622         struct drm_device *drm = gem->dev;
623
624         if (bo->pages)
625                 dma_sync_sg_for_cpu(drm->dev, bo->sgt->sgl, bo->sgt->nents,
626                                     DMA_FROM_DEVICE);
627
628         return 0;
629 }
630
631 static int tegra_gem_prime_end_cpu_access(struct dma_buf *buf,
632                                           enum dma_data_direction direction)
633 {
634         struct drm_gem_object *gem = buf->priv;
635         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
636         struct drm_device *drm = gem->dev;
637
638         if (bo->pages)
639                 dma_sync_sg_for_device(drm->dev, bo->sgt->sgl, bo->sgt->nents,
640                                        DMA_TO_DEVICE);
641
642         return 0;
643 }
644
645 static int tegra_gem_prime_mmap(struct dma_buf *buf, struct vm_area_struct *vma)
646 {
647         struct drm_gem_object *gem = buf->priv;
648         int err;
649
650         err = drm_gem_mmap_obj(gem, gem->size, vma);
651         if (err < 0)
652                 return err;
653
654         return __tegra_gem_mmap(gem, vma);
655 }
656
657 static int tegra_gem_prime_vmap(struct dma_buf *buf, struct dma_buf_map *map)
658 {
659         struct drm_gem_object *gem = buf->priv;
660         struct tegra_bo *bo = to_tegra_bo(gem);
661
662         dma_buf_map_set_vaddr(map, bo->vaddr);
663
664         return 0;
665 }
666
667 static void tegra_gem_prime_vunmap(struct dma_buf *buf, struct dma_buf_map *map)
668 {
669 }
670
671 static const struct dma_buf_ops tegra_gem_prime_dmabuf_ops = {
672         .map_dma_buf = tegra_gem_prime_map_dma_buf,
673         .unmap_dma_buf = tegra_gem_prime_unmap_dma_buf,
674         .release = tegra_gem_prime_release,
675         .begin_cpu_access = tegra_gem_prime_begin_cpu_access,
676         .end_cpu_access = tegra_gem_prime_end_cpu_access,
677         .mmap = tegra_gem_prime_mmap,
678         .vmap = tegra_gem_prime_vmap,
679         .vunmap = tegra_gem_prime_vunmap,
680 };
681
682 struct dma_buf *tegra_gem_prime_export(struct drm_gem_object *gem,
683                                        int flags)
684 {
685         DEFINE_DMA_BUF_EXPORT_INFO(exp_info);
686
687         exp_info.exp_name = KBUILD_MODNAME;
688         exp_info.owner = gem->dev->driver->fops->owner;
689         exp_info.ops = &tegra_gem_prime_dmabuf_ops;
690         exp_info.size = gem->size;
691         exp_info.flags = flags;
692         exp_info.priv = gem;
693
694         return drm_gem_dmabuf_export(gem->dev, &exp_info);
695 }
696
697 struct drm_gem_object *tegra_gem_prime_import(struct drm_device *drm,
698                                               struct dma_buf *buf)
699 {
700         struct tegra_bo *bo;
701
702         if (buf->ops == &tegra_gem_prime_dmabuf_ops) {
703                 struct drm_gem_object *gem = buf->priv;
704
705                 if (gem->dev == drm) {
706                         drm_gem_object_get(gem);
707                         return gem;
708                 }
709         }
710
711         bo = tegra_bo_import(drm, buf);
712         if (IS_ERR(bo))
713                 return ERR_CAST(bo);
714
715         return &bo->gem;
716 }