s390/vdso: drop unnecessary cc-ldoption
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / ttm / ttm_memory.c
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT */
2 /**************************************************************************
3  *
4  * Copyright (c) 2006-2009 VMware, Inc., Palo Alto, CA., USA
5  * All Rights Reserved.
6  *
7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
8  * copy of this software and associated documentation files (the
9  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
10  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
11  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
12  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
13  * the following conditions:
14  *
15  * The above copyright notice and this permission notice (including the
16  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
17  * of the Software.
18  *
19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
20  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
21  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
22  * THE COPYRIGHT HOLDERS, AUTHORS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM,
23  * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR
24  * OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE
25  * USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
26  *
27  **************************************************************************/
28
29 #define pr_fmt(fmt) "[TTM] " fmt
30
31 #include <drm/ttm/ttm_memory.h>
32 #include <drm/ttm/ttm_module.h>
33 #include <drm/ttm/ttm_page_alloc.h>
34 #include <linux/spinlock.h>
35 #include <linux/sched.h>
36 #include <linux/wait.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/module.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41
42 #define TTM_MEMORY_ALLOC_RETRIES 4
43
44 struct ttm_mem_global ttm_mem_glob;
45 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_glob);
46
47 struct ttm_mem_zone {
48         struct kobject kobj;
49         struct ttm_mem_global *glob;
50         const char *name;
51         uint64_t zone_mem;
52         uint64_t emer_mem;
53         uint64_t max_mem;
54         uint64_t swap_limit;
55         uint64_t used_mem;
56 };
57
58 static struct attribute ttm_mem_sys = {
59         .name = "zone_memory",
60         .mode = S_IRUGO
61 };
62 static struct attribute ttm_mem_emer = {
63         .name = "emergency_memory",
64         .mode = S_IRUGO | S_IWUSR
65 };
66 static struct attribute ttm_mem_max = {
67         .name = "available_memory",
68         .mode = S_IRUGO | S_IWUSR
69 };
70 static struct attribute ttm_mem_swap = {
71         .name = "swap_limit",
72         .mode = S_IRUGO | S_IWUSR
73 };
74 static struct attribute ttm_mem_used = {
75         .name = "used_memory",
76         .mode = S_IRUGO
77 };
78
79 static void ttm_mem_zone_kobj_release(struct kobject *kobj)
80 {
81         struct ttm_mem_zone *zone =
82                 container_of(kobj, struct ttm_mem_zone, kobj);
83
84         pr_info("Zone %7s: Used memory at exit: %llu kiB\n",
85                 zone->name, (unsigned long long)zone->used_mem >> 10);
86         kfree(zone);
87 }
88
89 static ssize_t ttm_mem_zone_show(struct kobject *kobj,
90                                  struct attribute *attr,
91                                  char *buffer)
92 {
93         struct ttm_mem_zone *zone =
94                 container_of(kobj, struct ttm_mem_zone, kobj);
95         uint64_t val = 0;
96
97         spin_lock(&zone->glob->lock);
98         if (attr == &ttm_mem_sys)
99                 val = zone->zone_mem;
100         else if (attr == &ttm_mem_emer)
101                 val = zone->emer_mem;
102         else if (attr == &ttm_mem_max)
103                 val = zone->max_mem;
104         else if (attr == &ttm_mem_swap)
105                 val = zone->swap_limit;
106         else if (attr == &ttm_mem_used)
107                 val = zone->used_mem;
108         spin_unlock(&zone->glob->lock);
109
110         return snprintf(buffer, PAGE_SIZE, "%llu\n",
111                         (unsigned long long) val >> 10);
112 }
113
114 static void ttm_check_swapping(struct ttm_mem_global *glob);
115
116 static ssize_t ttm_mem_zone_store(struct kobject *kobj,
117                                   struct attribute *attr,
118                                   const char *buffer,
119                                   size_t size)
120 {
121         struct ttm_mem_zone *zone =
122                 container_of(kobj, struct ttm_mem_zone, kobj);
123         int chars;
124         unsigned long val;
125         uint64_t val64;
126
127         chars = sscanf(buffer, "%lu", &val);
128         if (chars == 0)
129                 return size;
130
131         val64 = val;
132         val64 <<= 10;
133
134         spin_lock(&zone->glob->lock);
135         if (val64 > zone->zone_mem)
136                 val64 = zone->zone_mem;
137         if (attr == &ttm_mem_emer) {
138                 zone->emer_mem = val64;
139                 if (zone->max_mem > val64)
140                         zone->max_mem = val64;
141         } else if (attr == &ttm_mem_max) {
142                 zone->max_mem = val64;
143                 if (zone->emer_mem < val64)
144                         zone->emer_mem = val64;
145         } else if (attr == &ttm_mem_swap)
146                 zone->swap_limit = val64;
147         spin_unlock(&zone->glob->lock);
148
149         ttm_check_swapping(zone->glob);
150
151         return size;
152 }
153
154 static struct attribute *ttm_mem_zone_attrs[] = {
155         &ttm_mem_sys,
156         &ttm_mem_emer,
157         &ttm_mem_max,
158         &ttm_mem_swap,
159         &ttm_mem_used,
160         NULL
161 };
162
163 static const struct sysfs_ops ttm_mem_zone_ops = {
164         .show = &ttm_mem_zone_show,
165         .store = &ttm_mem_zone_store
166 };
167
168 static struct kobj_type ttm_mem_zone_kobj_type = {
169         .release = &ttm_mem_zone_kobj_release,
170         .sysfs_ops = &ttm_mem_zone_ops,
171         .default_attrs = ttm_mem_zone_attrs,
172 };
173
174 static struct attribute ttm_mem_global_lower_mem_limit = {
175         .name = "lower_mem_limit",
176         .mode = S_IRUGO | S_IWUSR
177 };
178
179 static ssize_t ttm_mem_global_show(struct kobject *kobj,
180                                  struct attribute *attr,
181                                  char *buffer)
182 {
183         struct ttm_mem_global *glob =
184                 container_of(kobj, struct ttm_mem_global, kobj);
185         uint64_t val = 0;
186
187         spin_lock(&glob->lock);
188         val = glob->lower_mem_limit;
189         spin_unlock(&glob->lock);
190         /* convert from number of pages to KB */
191         val <<= (PAGE_SHIFT - 10);
192         return snprintf(buffer, PAGE_SIZE, "%llu\n",
193                         (unsigned long long) val);
194 }
195
196 static ssize_t ttm_mem_global_store(struct kobject *kobj,
197                                   struct attribute *attr,
198                                   const char *buffer,
199                                   size_t size)
200 {
201         int chars;
202         uint64_t val64;
203         unsigned long val;
204         struct ttm_mem_global *glob =
205                 container_of(kobj, struct ttm_mem_global, kobj);
206
207         chars = sscanf(buffer, "%lu", &val);
208         if (chars == 0)
209                 return size;
210
211         val64 = val;
212         /* convert from KB to number of pages */
213         val64 >>= (PAGE_SHIFT - 10);
214
215         spin_lock(&glob->lock);
216         glob->lower_mem_limit = val64;
217         spin_unlock(&glob->lock);
218
219         return size;
220 }
221
222 static struct attribute *ttm_mem_global_attrs[] = {
223         &ttm_mem_global_lower_mem_limit,
224         NULL
225 };
226
227 static const struct sysfs_ops ttm_mem_global_ops = {
228         .show = &ttm_mem_global_show,
229         .store = &ttm_mem_global_store,
230 };
231
232 static struct kobj_type ttm_mem_glob_kobj_type = {
233         .sysfs_ops = &ttm_mem_global_ops,
234         .default_attrs = ttm_mem_global_attrs,
235 };
236
237 static bool ttm_zones_above_swap_target(struct ttm_mem_global *glob,
238                                         bool from_wq, uint64_t extra)
239 {
240         unsigned int i;
241         struct ttm_mem_zone *zone;
242         uint64_t target;
243
244         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
245                 zone = glob->zones[i];
246
247                 if (from_wq)
248                         target = zone->swap_limit;
249                 else if (capable(CAP_SYS_ADMIN))
250                         target = zone->emer_mem;
251                 else
252                         target = zone->max_mem;
253
254                 target = (extra > target) ? 0ULL : target;
255
256                 if (zone->used_mem > target)
257                         return true;
258         }
259         return false;
260 }
261
262 /**
263  * At this point we only support a single shrink callback.
264  * Extend this if needed, perhaps using a linked list of callbacks.
265  * Note that this function is reentrant:
266  * many threads may try to swap out at any given time.
267  */
268
269 static void ttm_shrink(struct ttm_mem_global *glob, bool from_wq,
270                         uint64_t extra, struct ttm_operation_ctx *ctx)
271 {
272         int ret;
273
274         spin_lock(&glob->lock);
275
276         while (ttm_zones_above_swap_target(glob, from_wq, extra)) {
277                 spin_unlock(&glob->lock);
278                 ret = ttm_bo_swapout(glob->bo_glob, ctx);
279                 spin_lock(&glob->lock);
280                 if (unlikely(ret != 0))
281                         break;
282         }
283
284         spin_unlock(&glob->lock);
285 }
286
287 static void ttm_shrink_work(struct work_struct *work)
288 {
289         struct ttm_operation_ctx ctx = {
290                 .interruptible = false,
291                 .no_wait_gpu = false
292         };
293         struct ttm_mem_global *glob =
294             container_of(work, struct ttm_mem_global, work);
295
296         ttm_shrink(glob, true, 0ULL, &ctx);
297 }
298
299 static int ttm_mem_init_kernel_zone(struct ttm_mem_global *glob,
300                                     const struct sysinfo *si)
301 {
302         struct ttm_mem_zone *zone = kzalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
303         uint64_t mem;
304         int ret;
305
306         if (unlikely(!zone))
307                 return -ENOMEM;
308
309         mem = si->totalram - si->totalhigh;
310         mem *= si->mem_unit;
311
312         zone->name = "kernel";
313         zone->zone_mem = mem;
314         zone->max_mem = mem >> 1;
315         zone->emer_mem = (mem >> 1) + (mem >> 2);
316         zone->swap_limit = zone->max_mem - (mem >> 3);
317         zone->used_mem = 0;
318         zone->glob = glob;
319         glob->zone_kernel = zone;
320         ret = kobject_init_and_add(
321                 &zone->kobj, &ttm_mem_zone_kobj_type, &glob->kobj, zone->name);
322         if (unlikely(ret != 0)) {
323                 kobject_put(&zone->kobj);
324                 return ret;
325         }
326         glob->zones[glob->num_zones++] = zone;
327         return 0;
328 }
329
330 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
331 static int ttm_mem_init_highmem_zone(struct ttm_mem_global *glob,
332                                      const struct sysinfo *si)
333 {
334         struct ttm_mem_zone *zone;
335         uint64_t mem;
336         int ret;
337
338         if (si->totalhigh == 0)
339                 return 0;
340
341         zone = kzalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
342         if (unlikely(!zone))
343                 return -ENOMEM;
344
345         mem = si->totalram;
346         mem *= si->mem_unit;
347
348         zone->name = "highmem";
349         zone->zone_mem = mem;
350         zone->max_mem = mem >> 1;
351         zone->emer_mem = (mem >> 1) + (mem >> 2);
352         zone->swap_limit = zone->max_mem - (mem >> 3);
353         zone->used_mem = 0;
354         zone->glob = glob;
355         glob->zone_highmem = zone;
356         ret = kobject_init_and_add(
357                 &zone->kobj, &ttm_mem_zone_kobj_type, &glob->kobj, "%s",
358                 zone->name);
359         if (unlikely(ret != 0)) {
360                 kobject_put(&zone->kobj);
361                 return ret;
362         }
363         glob->zones[glob->num_zones++] = zone;
364         return 0;
365 }
366 #else
367 static int ttm_mem_init_dma32_zone(struct ttm_mem_global *glob,
368                                    const struct sysinfo *si)
369 {
370         struct ttm_mem_zone *zone = kzalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
371         uint64_t mem;
372         int ret;
373
374         if (unlikely(!zone))
375                 return -ENOMEM;
376
377         mem = si->totalram;
378         mem *= si->mem_unit;
379
380         /**
381          * No special dma32 zone needed.
382          */
383
384         if (mem <= ((uint64_t) 1ULL << 32)) {
385                 kfree(zone);
386                 return 0;
387         }
388
389         /*
390          * Limit max dma32 memory to 4GB for now
391          * until we can figure out how big this
392          * zone really is.
393          */
394
395         mem = ((uint64_t) 1ULL << 32);
396         zone->name = "dma32";
397         zone->zone_mem = mem;
398         zone->max_mem = mem >> 1;
399         zone->emer_mem = (mem >> 1) + (mem >> 2);
400         zone->swap_limit = zone->max_mem - (mem >> 3);
401         zone->used_mem = 0;
402         zone->glob = glob;
403         glob->zone_dma32 = zone;
404         ret = kobject_init_and_add(
405                 &zone->kobj, &ttm_mem_zone_kobj_type, &glob->kobj, zone->name);
406         if (unlikely(ret != 0)) {
407                 kobject_put(&zone->kobj);
408                 return ret;
409         }
410         glob->zones[glob->num_zones++] = zone;
411         return 0;
412 }
413 #endif
414
415 int ttm_mem_global_init(struct ttm_mem_global *glob)
416 {
417         struct sysinfo si;
418         int ret;
419         int i;
420         struct ttm_mem_zone *zone;
421
422         spin_lock_init(&glob->lock);
423         glob->swap_queue = create_singlethread_workqueue("ttm_swap");
424         INIT_WORK(&glob->work, ttm_shrink_work);
425         ret = kobject_init_and_add(
426                 &glob->kobj, &ttm_mem_glob_kobj_type, ttm_get_kobj(), "memory_accounting");
427         if (unlikely(ret != 0)) {
428                 kobject_put(&glob->kobj);
429                 return ret;
430         }
431
432         si_meminfo(&si);
433
434         /* set it as 0 by default to keep original behavior of OOM */
435         glob->lower_mem_limit = 0;
436
437         ret = ttm_mem_init_kernel_zone(glob, &si);
438         if (unlikely(ret != 0))
439                 goto out_no_zone;
440 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
441         ret = ttm_mem_init_highmem_zone(glob, &si);
442         if (unlikely(ret != 0))
443                 goto out_no_zone;
444 #else
445         ret = ttm_mem_init_dma32_zone(glob, &si);
446         if (unlikely(ret != 0))
447                 goto out_no_zone;
448 #endif
449         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
450                 zone = glob->zones[i];
451                 pr_info("Zone %7s: Available graphics memory: %llu kiB\n",
452                         zone->name, (unsigned long long)zone->max_mem >> 10);
453         }
454         ttm_page_alloc_init(glob, glob->zone_kernel->max_mem/(2*PAGE_SIZE));
455         ttm_dma_page_alloc_init(glob, glob->zone_kernel->max_mem/(2*PAGE_SIZE));
456         return 0;
457 out_no_zone:
458         ttm_mem_global_release(glob);
459         return ret;
460 }
461
462 void ttm_mem_global_release(struct ttm_mem_global *glob)
463 {
464         unsigned int i;
465         struct ttm_mem_zone *zone;
466
467         /* let the page allocator first stop the shrink work. */
468         ttm_page_alloc_fini();
469         ttm_dma_page_alloc_fini();
470
471         flush_workqueue(glob->swap_queue);
472         destroy_workqueue(glob->swap_queue);
473         glob->swap_queue = NULL;
474         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
475                 zone = glob->zones[i];
476                 kobject_del(&zone->kobj);
477                 kobject_put(&zone->kobj);
478                         }
479         kobject_del(&glob->kobj);
480         kobject_put(&glob->kobj);
481 }
482
483 static void ttm_check_swapping(struct ttm_mem_global *glob)
484 {
485         bool needs_swapping = false;
486         unsigned int i;
487         struct ttm_mem_zone *zone;
488
489         spin_lock(&glob->lock);
490         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
491                 zone = glob->zones[i];
492                 if (zone->used_mem > zone->swap_limit) {
493                         needs_swapping = true;
494                         break;
495                 }
496         }
497
498         spin_unlock(&glob->lock);
499
500         if (unlikely(needs_swapping))
501                 (void)queue_work(glob->swap_queue, &glob->work);
502
503 }
504
505 static void ttm_mem_global_free_zone(struct ttm_mem_global *glob,
506                                      struct ttm_mem_zone *single_zone,
507                                      uint64_t amount)
508 {
509         unsigned int i;
510         struct ttm_mem_zone *zone;
511
512         spin_lock(&glob->lock);
513         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
514                 zone = glob->zones[i];
515                 if (single_zone && zone != single_zone)
516                         continue;
517                 zone->used_mem -= amount;
518         }
519         spin_unlock(&glob->lock);
520 }
521
522 void ttm_mem_global_free(struct ttm_mem_global *glob,
523                          uint64_t amount)
524 {
525         return ttm_mem_global_free_zone(glob, NULL, amount);
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_free);
528
529 /*
530  * check if the available mem is under lower memory limit
531  *
532  * a. if no swap disk at all or free swap space is under swap_mem_limit
533  * but available system mem is bigger than sys_mem_limit, allow TTM
534  * allocation;
535  *
536  * b. if the available system mem is less than sys_mem_limit but free
537  * swap disk is bigger than swap_mem_limit, allow TTM allocation.
538  */
539 bool
540 ttm_check_under_lowerlimit(struct ttm_mem_global *glob,
541                         uint64_t num_pages,
542                         struct ttm_operation_ctx *ctx)
543 {
544         int64_t available;
545
546         if (ctx->flags & TTM_OPT_FLAG_FORCE_ALLOC)
547                 return false;
548
549         available = get_nr_swap_pages() + si_mem_available();
550         available -= num_pages;
551         if (available < glob->lower_mem_limit)
552                 return true;
553
554         return false;
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(ttm_check_under_lowerlimit);
557
558 static int ttm_mem_global_reserve(struct ttm_mem_global *glob,
559                                   struct ttm_mem_zone *single_zone,
560                                   uint64_t amount, bool reserve)
561 {
562         uint64_t limit;
563         int ret = -ENOMEM;
564         unsigned int i;
565         struct ttm_mem_zone *zone;
566
567         spin_lock(&glob->lock);
568         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
569                 zone = glob->zones[i];
570                 if (single_zone && zone != single_zone)
571                         continue;
572
573                 limit = (capable(CAP_SYS_ADMIN)) ?
574                         zone->emer_mem : zone->max_mem;
575
576                 if (zone->used_mem > limit)
577                         goto out_unlock;
578         }
579
580         if (reserve) {
581                 for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
582                         zone = glob->zones[i];
583                         if (single_zone && zone != single_zone)
584                                 continue;
585                         zone->used_mem += amount;
586                 }
587         }
588
589         ret = 0;
590 out_unlock:
591         spin_unlock(&glob->lock);
592         ttm_check_swapping(glob);
593
594         return ret;
595 }
596
597
598 static int ttm_mem_global_alloc_zone(struct ttm_mem_global *glob,
599                                      struct ttm_mem_zone *single_zone,
600                                      uint64_t memory,
601                                      struct ttm_operation_ctx *ctx)
602 {
603         int count = TTM_MEMORY_ALLOC_RETRIES;
604
605         while (unlikely(ttm_mem_global_reserve(glob,
606                                                single_zone,
607                                                memory, true)
608                         != 0)) {
609                 if (ctx->no_wait_gpu)
610                         return -ENOMEM;
611                 if (unlikely(count-- == 0))
612                         return -ENOMEM;
613                 ttm_shrink(glob, false, memory + (memory >> 2) + 16, ctx);
614         }
615
616         return 0;
617 }
618
619 int ttm_mem_global_alloc(struct ttm_mem_global *glob, uint64_t memory,
620                          struct ttm_operation_ctx *ctx)
621 {
622         /**
623          * Normal allocations of kernel memory are registered in
624          * all zones.
625          */
626
627         return ttm_mem_global_alloc_zone(glob, NULL, memory, ctx);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_alloc);
630
631 int ttm_mem_global_alloc_page(struct ttm_mem_global *glob,
632                               struct page *page, uint64_t size,
633                               struct ttm_operation_ctx *ctx)
634 {
635         struct ttm_mem_zone *zone = NULL;
636
637         /**
638          * Page allocations may be registed in a single zone
639          * only if highmem or !dma32.
640          */
641
642 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
643         if (PageHighMem(page) && glob->zone_highmem != NULL)
644                 zone = glob->zone_highmem;
645 #else
646         if (glob->zone_dma32 && page_to_pfn(page) > 0x00100000UL)
647                 zone = glob->zone_kernel;
648 #endif
649         return ttm_mem_global_alloc_zone(glob, zone, size, ctx);
650 }
651
652 void ttm_mem_global_free_page(struct ttm_mem_global *glob, struct page *page,
653                               uint64_t size)
654 {
655         struct ttm_mem_zone *zone = NULL;
656
657 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
658         if (PageHighMem(page) && glob->zone_highmem != NULL)
659                 zone = glob->zone_highmem;
660 #else
661         if (glob->zone_dma32 && page_to_pfn(page) > 0x00100000UL)
662                 zone = glob->zone_kernel;
663 #endif
664         ttm_mem_global_free_zone(glob, zone, size);
665 }
666
667 size_t ttm_round_pot(size_t size)
668 {
669         if ((size & (size - 1)) == 0)
670                 return size;
671         else if (size > PAGE_SIZE)
672                 return PAGE_ALIGN(size);
673         else {
674                 size_t tmp_size = 4;
675
676                 while (tmp_size < size)
677                         tmp_size <<= 1;
678
679                 return tmp_size;
680         }
681         return 0;
682 }
683 EXPORT_SYMBOL(ttm_round_pot);
684
685 uint64_t ttm_get_kernel_zone_memory_size(struct ttm_mem_global *glob)
686 {
687         return glob->zone_kernel->max_mem;
688 }
689 EXPORT_SYMBOL(ttm_get_kernel_zone_memory_size);