drivers/gpu/drm/v3d/v3d_bo.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /* Copyright (C) 2015-2018 Broadcom */
   3
   4 /**
   5  * DOC: V3D GEM BO management support
   6  *
   7  * Compared to VC4 (V3D 2.x), V3D 3.3 introduces an MMU between the
   8  * GPU and the bus, allowing us to use shmem objects for our storage
   9  * instead of CMA.
  10  *
  11  * Physically contiguous objects may still be imported to V3D, but the
  12  * driver doesn't allocate physically contiguous objects on its own.
  13  * Display engines requiring physically contiguous allocations should
  14  * look into Mesa's "renderonly" support (as used by the Mesa pl111
  15  * driver) for an example of how to integrate with V3D.
  16  *
  17  * Long term, we should support evicting pages from the MMU when under
  18  * memory pressure (thus the v3d_bo_get_pages() refcounting), but
  19  * that's not a high priority since our systems tend to not have swap.
  20  */
  21
  22 #include <linux/dma-buf.h>
  23 #include <linux/pfn_t.h>
  24
  25 #include "v3d_drv.h"
  26 #include "uapi/drm/v3d_drm.h"
  27
  28 /* Called DRM core on the last userspace/kernel unreference of the
  29  * BO.
  30  */
  31 void v3d_free_object(struct drm_gem_object *obj)
  32 {
  33         struct v3d_dev *v3d = to_v3d_dev(obj->dev);
  34         struct v3d_bo *bo = to_v3d_bo(obj);
  35
  36         if (bo->vaddr)
  37                 v3d_put_bo_vaddr(bo);
  38
  39         v3d_mmu_remove_ptes(bo);
  40
  41         mutex_lock(&v3d->bo_lock);
  42         v3d->bo_stats.num_allocated--;
  43         v3d->bo_stats.pages_allocated -= obj->size >> PAGE_SHIFT;
  44         mutex_unlock(&v3d->bo_lock);
  45
  46         spin_lock(&v3d->mm_lock);
  47         drm_mm_remove_node(&bo->node);
  48         spin_unlock(&v3d->mm_lock);
  49
  50         /* GPU execution may have dirtied any pages in the BO. */
  51         bo->base.pages_mark_dirty_on_put = true;
  52
  53         drm_gem_shmem_free(&bo->base);
  54 }
  55
  56 static const struct drm_gem_object_funcs v3d_gem_funcs = {
  57         .free = v3d_free_object,
  58         .print_info = drm_gem_shmem_object_print_info,
  59         .pin = drm_gem_shmem_object_pin,
  60         .unpin = drm_gem_shmem_object_unpin,
  61         .get_sg_table = drm_gem_shmem_object_get_sg_table,
  62         .vmap = drm_gem_shmem_object_vmap,
  63         .vunmap = drm_gem_shmem_object_vunmap,
  64         .mmap = drm_gem_shmem_object_mmap,
  65         .vm_ops = &drm_gem_shmem_vm_ops,
  66 };
  67
  68 /* gem_create_object function for allocating a BO struct and doing
  69  * early setup.
  70  */
  71 struct drm_gem_object *v3d_create_object(struct drm_device *dev, size_t size)
  72 {
  73         struct v3d_bo *bo;
  74         struct drm_gem_object *obj;
  75
  76         if (size == 0)
  77                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  78
  79         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
  80         if (!bo)
  81                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  82         obj = &bo->base.base;
  83
  84         obj->funcs = &v3d_gem_funcs;
  85         bo->base.map_wc = true;
  86         INIT_LIST_HEAD(&bo->unref_head);
  87
  88         return &bo->base.base;
  89 }
  90
  91 static int
  92 v3d_bo_create_finish(struct drm_gem_object *obj)
  93 {
  94         struct v3d_dev *v3d = to_v3d_dev(obj->dev);
  95         struct v3d_bo *bo = to_v3d_bo(obj);
  96         struct sg_table *sgt;
  97         int ret;
  98
  99         /* So far we pin the BO in the MMU for its lifetime, so use
 100          * shmem's helper for getting a lifetime sgt.
 101          */
 102         sgt = drm_gem_shmem_get_pages_sgt(&bo->base);
 103         if (IS_ERR(sgt))
 104                 return PTR_ERR(sgt);
 105
 106         spin_lock(&v3d->mm_lock);
 107         /* Allocate the object's space in the GPU's page tables.
 108          * Inserting PTEs will happen later, but the offset is for the
 109          * lifetime of the BO.
 110          */
 111         ret = drm_mm_insert_node_generic(&v3d->mm, &bo->node,
 112                                          obj->size >> PAGE_SHIFT,
 113                                          GMP_GRANULARITY >> PAGE_SHIFT, 0, 0);
 114         spin_unlock(&v3d->mm_lock);
 115         if (ret)
 116                 return ret;
 117
 118         /* Track stats for /debug/dri/n/bo_stats. */
 119         mutex_lock(&v3d->bo_lock);
 120         v3d->bo_stats.num_allocated++;
 121         v3d->bo_stats.pages_allocated += obj->size >> PAGE_SHIFT;
 122         mutex_unlock(&v3d->bo_lock);
 123
 124         v3d_mmu_insert_ptes(bo);
 125
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 struct v3d_bo *v3d_bo_create(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_priv,
 130                              size_t unaligned_size)
 131 {
 132         struct drm_gem_shmem_object *shmem_obj;
 133         struct v3d_bo *bo;
 134         int ret;
 135
 136         shmem_obj = drm_gem_shmem_create(dev, unaligned_size);
 137         if (IS_ERR(shmem_obj))
 138                 return ERR_CAST(shmem_obj);
 139         bo = to_v3d_bo(&shmem_obj->base);
 140         bo->vaddr = NULL;
 141
 142         ret = v3d_bo_create_finish(&shmem_obj->base);
 143         if (ret)
 144                 goto free_obj;
 145
 146         return bo;
 147
 148 free_obj:
 149         drm_gem_shmem_free(shmem_obj);
 150         return ERR_PTR(ret);
 151 }
 152
 153 struct drm_gem_object *
 154 v3d_prime_import_sg_table(struct drm_device *dev,
 155                           struct dma_buf_attachment *attach,
 156                           struct sg_table *sgt)
 157 {
 158         struct drm_gem_object *obj;
 159         int ret;
 160
 161         obj = drm_gem_shmem_prime_import_sg_table(dev, attach, sgt);
 162         if (IS_ERR(obj))
 163                 return obj;
 164
 165         ret = v3d_bo_create_finish(obj);
 166         if (ret) {
 167                 drm_gem_shmem_free(&to_v3d_bo(obj)->base);
 168                 return ERR_PTR(ret);
 169         }
 170
 171         return obj;
 172 }
 173
 174 void v3d_get_bo_vaddr(struct v3d_bo *bo)
 175 {
 176         struct drm_gem_shmem_object *obj = &bo->base;
 177
 178         bo->vaddr = vmap(obj->pages, obj->base.size >> PAGE_SHIFT, VM_MAP,
 179                          pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 180 }
 181
 182 void v3d_put_bo_vaddr(struct v3d_bo *bo)
 183 {
 184         vunmap(bo->vaddr);
 185         bo->vaddr = NULL;
 186 }
 187
 188 int v3d_create_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 189                         struct drm_file *file_priv)
 190 {
 191         struct drm_v3d_create_bo *args = data;
 192         struct v3d_bo *bo = NULL;
 193         int ret;
 194
 195         if (args->flags != 0) {
 196                 DRM_INFO("unknown create_bo flags: %d\n", args->flags);
 197                 return -EINVAL;
 198         }
 199
 200         bo = v3d_bo_create(dev, file_priv, PAGE_ALIGN(args->size));
 201         if (IS_ERR(bo))
 202                 return PTR_ERR(bo);
 203
 204         args->offset = bo->node.start << PAGE_SHIFT;
 205
 206         ret = drm_gem_handle_create(file_priv, &bo->base.base, &args->handle);
 207         drm_gem_object_put(&bo->base.base);
 208
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 int v3d_mmap_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 213                       struct drm_file *file_priv)
 214 {
 215         struct drm_v3d_mmap_bo *args = data;
 216         struct drm_gem_object *gem_obj;
 217
 218         if (args->flags != 0) {
 219                 DRM_INFO("unknown mmap_bo flags: %d\n", args->flags);
 220                 return -EINVAL;
 221         }
 222
 223         gem_obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
 224         if (!gem_obj) {
 225                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", args->handle);
 226                 return -ENOENT;
 227         }
 228
 229         args->offset = drm_vma_node_offset_addr(&gem_obj->vma_node);
 230         drm_gem_object_put(gem_obj);
 231
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 int v3d_get_bo_offset_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 236                             struct drm_file *file_priv)
 237 {
 238         struct drm_v3d_get_bo_offset *args = data;
 239         struct drm_gem_object *gem_obj;
 240         struct v3d_bo *bo;
 241
 242         gem_obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
 243         if (!gem_obj) {
 244                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", args->handle);
 245                 return -ENOENT;
 246         }
 247         bo = to_v3d_bo(gem_obj);
 248
 249         args->offset = bo->node.start << PAGE_SHIFT;
 250
 251         drm_gem_object_put(gem_obj);
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 int
 256 v3d_wait_bo_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 257                   struct drm_file *file_priv)
 258 {
 259         int ret;
 260         struct drm_v3d_wait_bo *args = data;
 261         ktime_t start = ktime_get();
 262         u64 delta_ns;
 263         unsigned long timeout_jiffies =
 264                 nsecs_to_jiffies_timeout(args->timeout_ns);
 265
 266         if (args->pad != 0)
 267                 return -EINVAL;
 268
 269         ret = drm_gem_dma_resv_wait(file_priv, args->handle,
 270                                     true, timeout_jiffies);
 271
 272         /* Decrement the user's timeout, in case we got interrupted
 273          * such that the ioctl will be restarted.
 274          */
 275         delta_ns = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start));
 276         if (delta_ns < args->timeout_ns)
 277                 args->timeout_ns -= delta_ns;
 278         else
 279                 args->timeout_ns = 0;
 280
 281         /* Asked to wait beyond the jiffie/scheduler precision? */
 282         if (ret == -ETIME && args->timeout_ns)
 283                 ret = -EAGAIN;
 284
 285         return ret;
 286 }