7758347c461c85da8e69761d64458c86fe8e652f
[linux-2.6-microblaze.git] / include / drm / ttm / ttm_bo_api.h
1 /**************************************************************************
2  *
3  * Copyright (c) 2006-2009 VMware, Inc., Palo Alto, CA., USA
4  * All Rights Reserved.
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
7  * copy of this software and associated documentation files (the
8  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
9  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
10  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
11  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
12  * the following conditions:
13  *
14  * The above copyright notice and this permission notice (including the
15  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
16  * of the Software.
17  *
18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
21  * THE COPYRIGHT HOLDERS, AUTHORS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM,
22  * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR
23  * OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE
24  * USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
25  *
26  **************************************************************************/
27 /*
28  * Authors: Thomas Hellstrom <thellstrom-at-vmware-dot-com>
29  */
30
31 #ifndef _TTM_BO_API_H_
32 #define _TTM_BO_API_H_
33
34 #include <drm/drm_gem.h>
35 #include <drm/drm_vma_manager.h>
36 #include <linux/kref.h>
37 #include <linux/list.h>
38 #include <linux/wait.h>
39 #include <linux/mutex.h>
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/bitmap.h>
42 #include <linux/dma-resv.h>
43
44 #include "ttm_resource.h"
45
46 struct ttm_global;
47
48 struct ttm_device;
49
50 struct iosys_map;
51
52 struct drm_mm_node;
53
54 struct ttm_placement;
55
56 struct ttm_place;
57
58 /**
59  * enum ttm_bo_type
60  *
61  * @ttm_bo_type_device: These are 'normal' buffers that can
62  * be mmapped by user space. Each of these bos occupy a slot in the
63  * device address space, that can be used for normal vm operations.
64  *
65  * @ttm_bo_type_kernel: These buffers are like ttm_bo_type_device buffers,
66  * but they cannot be accessed from user-space. For kernel-only use.
67  *
68  * @ttm_bo_type_sg: Buffer made from dmabuf sg table shared with another
69  * driver.
70  */
71
72 enum ttm_bo_type {
73         ttm_bo_type_device,
74         ttm_bo_type_kernel,
75         ttm_bo_type_sg
76 };
77
78 struct ttm_tt;
79
80 /**
81  * struct ttm_buffer_object
82  *
83  * @base: drm_gem_object superclass data.
84  * @bdev: Pointer to the buffer object device structure.
85  * @type: The bo type.
86  * @page_alignment: Page alignment.
87  * @destroy: Destruction function. If NULL, kfree is used.
88  * @num_pages: Actual number of pages.
89  * @kref: Reference count of this buffer object. When this refcount reaches
90  * zero, the object is destroyed or put on the delayed delete list.
91  * @mem: structure describing current placement.
92  * @ttm: TTM structure holding system pages.
93  * @evicted: Whether the object was evicted without user-space knowing.
94  * @deleted: True if the object is only a zombie and already deleted.
95  * @ddestroy: List head for the delayed destroy list.
96  * @swap: List head for swap LRU list.
97  * @offset: The current GPU offset, which can have different meanings
98  * depending on the memory type. For SYSTEM type memory, it should be 0.
99  * @cur_placement: Hint of current placement.
100  *
101  * Base class for TTM buffer object, that deals with data placement and CPU
102  * mappings. GPU mappings are really up to the driver, but for simpler GPUs
103  * the driver can usually use the placement offset @offset directly as the
104  * GPU virtual address. For drivers implementing multiple
105  * GPU memory manager contexts, the driver should manage the address space
106  * in these contexts separately and use these objects to get the correct
107  * placement and caching for these GPU maps. This makes it possible to use
108  * these objects for even quite elaborate memory management schemes.
109  * The destroy member, the API visibility of this object makes it possible
110  * to derive driver specific types.
111  */
112
113 struct ttm_buffer_object {
114         struct drm_gem_object base;
115
116         /**
117          * Members constant at init.
118          */
119
120         struct ttm_device *bdev;
121         enum ttm_bo_type type;
122         uint32_t page_alignment;
123         void (*destroy) (struct ttm_buffer_object *);
124
125         /**
126         * Members not needing protection.
127         */
128         struct kref kref;
129
130         /**
131          * Members protected by the bo::resv::reserved lock.
132          */
133
134         struct ttm_resource *resource;
135         struct ttm_tt *ttm;
136         bool deleted;
137         struct ttm_lru_bulk_move *bulk_move;
138
139         /**
140          * Members protected by the bdev::lru_lock.
141          */
142
143         struct list_head ddestroy;
144
145         /**
146          * Members protected by a bo reservation.
147          */
148
149         unsigned priority;
150         unsigned pin_count;
151
152         /**
153          * Special members that are protected by the reserve lock
154          * and the bo::lock when written to. Can be read with
155          * either of these locks held.
156          */
157
158         struct sg_table *sg;
159 };
160
161 /**
162  * struct ttm_bo_kmap_obj
163  *
164  * @virtual: The current kernel virtual address.
165  * @page: The page when kmap'ing a single page.
166  * @bo_kmap_type: Type of bo_kmap.
167  *
168  * Object describing a kernel mapping. Since a TTM bo may be located
169  * in various memory types with various caching policies, the
170  * mapping can either be an ioremap, a vmap, a kmap or part of a
171  * premapped region.
172  */
173
174 #define TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK 0x80
175 struct ttm_bo_kmap_obj {
176         void *virtual;
177         struct page *page;
178         enum {
179                 ttm_bo_map_iomap        = 1 | TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK,
180                 ttm_bo_map_vmap         = 2,
181                 ttm_bo_map_kmap         = 3,
182                 ttm_bo_map_premapped    = 4 | TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK,
183         } bo_kmap_type;
184         struct ttm_buffer_object *bo;
185 };
186
187 /**
188  * struct ttm_operation_ctx
189  *
190  * @interruptible: Sleep interruptible if sleeping.
191  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
192  * @gfp_retry_mayfail: Set the __GFP_RETRY_MAYFAIL when allocation pages.
193  * @allow_res_evict: Allow eviction of reserved BOs. Can be used when multiple
194  * BOs share the same reservation object.
195  * @force_alloc: Don't check the memory account during suspend or CPU page
196  * faults. Should only be used by TTM internally.
197  * @resv: Reservation object to allow reserved evictions with.
198  *
199  * Context for TTM operations like changing buffer placement or general memory
200  * allocation.
201  */
202 struct ttm_operation_ctx {
203         bool interruptible;
204         bool no_wait_gpu;
205         bool gfp_retry_mayfail;
206         bool allow_res_evict;
207         bool force_alloc;
208         struct dma_resv *resv;
209         uint64_t bytes_moved;
210 };
211
212 /**
213  * ttm_bo_get - reference a struct ttm_buffer_object
214  *
215  * @bo: The buffer object.
216  */
217 static inline void ttm_bo_get(struct ttm_buffer_object *bo)
218 {
219         kref_get(&bo->kref);
220 }
221
222 /**
223  * ttm_bo_get_unless_zero - reference a struct ttm_buffer_object unless
224  * its refcount has already reached zero.
225  * @bo: The buffer object.
226  *
227  * Used to reference a TTM buffer object in lookups where the object is removed
228  * from the lookup structure during the destructor and for RCU lookups.
229  *
230  * Returns: @bo if the referencing was successful, NULL otherwise.
231  */
232 static inline __must_check struct ttm_buffer_object *
233 ttm_bo_get_unless_zero(struct ttm_buffer_object *bo)
234 {
235         if (!kref_get_unless_zero(&bo->kref))
236                 return NULL;
237         return bo;
238 }
239
240 /**
241  * ttm_bo_wait - wait for buffer idle.
242  *
243  * @bo:  The buffer object.
244  * @interruptible:  Use interruptible wait.
245  * @no_wait:  Return immediately if buffer is busy.
246  *
247  * This function must be called with the bo::mutex held, and makes
248  * sure any previous rendering to the buffer is completed.
249  * Note: It might be necessary to block validations before the
250  * wait by reserving the buffer.
251  * Returns -EBUSY if no_wait is true and the buffer is busy.
252  * Returns -ERESTARTSYS if interrupted by a signal.
253  */
254 int ttm_bo_wait(struct ttm_buffer_object *bo, bool interruptible, bool no_wait);
255
256 static inline int ttm_bo_wait_ctx(struct ttm_buffer_object *bo, struct ttm_operation_ctx *ctx)
257 {
258         return ttm_bo_wait(bo, ctx->interruptible, ctx->no_wait_gpu);
259 }
260
261 /**
262  * ttm_bo_validate
263  *
264  * @bo: The buffer object.
265  * @placement: Proposed placement for the buffer object.
266  * @ctx: validation parameters.
267  *
268  * Changes placement and caching policy of the buffer object
269  * according proposed placement.
270  * Returns
271  * -EINVAL on invalid proposed placement.
272  * -ENOMEM on out-of-memory condition.
273  * -EBUSY if no_wait is true and buffer busy.
274  * -ERESTARTSYS if interrupted by a signal.
275  */
276 int ttm_bo_validate(struct ttm_buffer_object *bo,
277                     struct ttm_placement *placement,
278                     struct ttm_operation_ctx *ctx);
279
280 /**
281  * ttm_bo_put
282  *
283  * @bo: The buffer object.
284  *
285  * Unreference a buffer object.
286  */
287 void ttm_bo_put(struct ttm_buffer_object *bo);
288
289 void ttm_bo_move_to_lru_tail(struct ttm_buffer_object *bo);
290 void ttm_bo_set_bulk_move(struct ttm_buffer_object *bo,
291                           struct ttm_lru_bulk_move *bulk);
292
293 /**
294  * ttm_bo_eviction_valuable
295  *
296  * @bo: The buffer object to evict
297  * @place: the placement we need to make room for
298  *
299  * Check if it is valuable to evict the BO to make room for the given placement.
300  */
301 bool ttm_bo_eviction_valuable(struct ttm_buffer_object *bo,
302                               const struct ttm_place *place);
303
304 int ttm_bo_init_reserved(struct ttm_device *bdev, struct ttm_buffer_object *bo,
305                          enum ttm_bo_type type, struct ttm_placement *placement,
306                          uint32_t alignment, struct ttm_operation_ctx *ctx,
307                          struct sg_table *sg, struct dma_resv *resv,
308                          void (*destroy) (struct ttm_buffer_object *));
309 int ttm_bo_init_validate(struct ttm_device *bdev, struct ttm_buffer_object *bo,
310                          enum ttm_bo_type type, struct ttm_placement *placement,
311                          uint32_t alignment, bool interruptible,
312                          struct sg_table *sg, struct dma_resv *resv,
313                          void (*destroy) (struct ttm_buffer_object *));
314
315 /**
316  * ttm_kmap_obj_virtual
317  *
318  * @map: A struct ttm_bo_kmap_obj returned from ttm_bo_kmap.
319  * @is_iomem: Pointer to an integer that on return indicates 1 if the
320  * virtual map is io memory, 0 if normal memory.
321  *
322  * Returns the virtual address of a buffer object area mapped by ttm_bo_kmap.
323  * If *is_iomem is 1 on return, the virtual address points to an io memory area,
324  * that should strictly be accessed by the iowriteXX() and similar functions.
325  */
326 static inline void *ttm_kmap_obj_virtual(struct ttm_bo_kmap_obj *map,
327                                          bool *is_iomem)
328 {
329         *is_iomem = !!(map->bo_kmap_type & TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK);
330         return map->virtual;
331 }
332
333 /**
334  * ttm_bo_kmap
335  *
336  * @bo: The buffer object.
337  * @start_page: The first page to map.
338  * @num_pages: Number of pages to map.
339  * @map: pointer to a struct ttm_bo_kmap_obj representing the map.
340  *
341  * Sets up a kernel virtual mapping, using ioremap, vmap or kmap to the
342  * data in the buffer object. The ttm_kmap_obj_virtual function can then be
343  * used to obtain a virtual address to the data.
344  *
345  * Returns
346  * -ENOMEM: Out of memory.
347  * -EINVAL: Invalid range.
348  */
349 int ttm_bo_kmap(struct ttm_buffer_object *bo, unsigned long start_page,
350                 unsigned long num_pages, struct ttm_bo_kmap_obj *map);
351
352 /**
353  * ttm_bo_kunmap
354  *
355  * @map: Object describing the map to unmap.
356  *
357  * Unmaps a kernel map set up by ttm_bo_kmap.
358  */
359 void ttm_bo_kunmap(struct ttm_bo_kmap_obj *map);
360
361 /**
362  * ttm_bo_vmap
363  *
364  * @bo: The buffer object.
365  * @map: pointer to a struct iosys_map representing the map.
366  *
367  * Sets up a kernel virtual mapping, using ioremap or vmap to the
368  * data in the buffer object. The parameter @map returns the virtual
369  * address as struct iosys_map. Unmap the buffer with ttm_bo_vunmap().
370  *
371  * Returns
372  * -ENOMEM: Out of memory.
373  * -EINVAL: Invalid range.
374  */
375 int ttm_bo_vmap(struct ttm_buffer_object *bo, struct iosys_map *map);
376
377 /**
378  * ttm_bo_vunmap
379  *
380  * @bo: The buffer object.
381  * @map: Object describing the map to unmap.
382  *
383  * Unmaps a kernel map set up by ttm_bo_vmap().
384  */
385 void ttm_bo_vunmap(struct ttm_buffer_object *bo, struct iosys_map *map);
386
387 /**
388  * ttm_bo_mmap_obj - mmap memory backed by a ttm buffer object.
389  *
390  * @vma:       vma as input from the fbdev mmap method.
391  * @bo:        The bo backing the address space.
392  *
393  * Maps a buffer object.
394  */
395 int ttm_bo_mmap_obj(struct vm_area_struct *vma, struct ttm_buffer_object *bo);
396
397 /**
398  * ttm_bo_io
399  *
400  * @bdev:      Pointer to the struct ttm_device.
401  * @filp:      Pointer to the struct file attempting to read / write.
402  * @wbuf:      User-space pointer to address of buffer to write. NULL on read.
403  * @rbuf:      User-space pointer to address of buffer to read into.
404  * Null on write.
405  * @count:     Number of bytes to read / write.
406  * @f_pos:     Pointer to current file position.
407  * @write:     1 for read, 0 for write.
408  *
409  * This function implements read / write into ttm buffer objects, and is
410  * intended to
411  * be called from the fops::read and fops::write method.
412  * Returns:
413  * See man (2) write, man(2) read. In particular,
414  * the function may return -ERESTARTSYS if
415  * interrupted by a signal.
416  */
417 ssize_t ttm_bo_io(struct ttm_device *bdev, struct file *filp,
418                   const char __user *wbuf, char __user *rbuf,
419                   size_t count, loff_t *f_pos, bool write);
420
421 int ttm_bo_swapout(struct ttm_buffer_object *bo, struct ttm_operation_ctx *ctx,
422                    gfp_t gfp_flags);
423
424 void ttm_bo_pin(struct ttm_buffer_object *bo);
425 void ttm_bo_unpin(struct ttm_buffer_object *bo);
426
427 int ttm_mem_evict_first(struct ttm_device *bdev,
428                         struct ttm_resource_manager *man,
429                         const struct ttm_place *place,
430                         struct ttm_operation_ctx *ctx,
431                         struct ww_acquire_ctx *ticket);
432
433 /* Default number of pre-faulted pages in the TTM fault handler */
434 #define TTM_BO_VM_NUM_PREFAULT 16
435
436 vm_fault_t ttm_bo_vm_reserve(struct ttm_buffer_object *bo,
437                              struct vm_fault *vmf);
438
439 vm_fault_t ttm_bo_vm_fault_reserved(struct vm_fault *vmf,
440                                     pgprot_t prot,
441                                     pgoff_t num_prefault);
442
443 vm_fault_t ttm_bo_vm_fault(struct vm_fault *vmf);
444
445 void ttm_bo_vm_open(struct vm_area_struct *vma);
446
447 void ttm_bo_vm_close(struct vm_area_struct *vma);
448
449 int ttm_bo_vm_access(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
450                      void *buf, int len, int write);
451 bool ttm_bo_delayed_delete(struct ttm_device *bdev, bool remove_all);
452
453 vm_fault_t ttm_bo_vm_dummy_page(struct vm_fault *vmf, pgprot_t prot);
454
455 #endif