drm/ttm: nuke ttm_bo_evict_mm and rename mgr function v3
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_vram_mgr.c
1 /*
2  * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
12  * all copies or substantial portions of the Software.
13  *
14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
17  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
21  *
22  * Authors: Christian König
23  */
24
25 #include <linux/dma-mapping.h>
26 #include "amdgpu.h"
27 #include "amdgpu_vm.h"
28 #include "amdgpu_atomfirmware.h"
29 #include "atom.h"
30
31 static inline struct amdgpu_vram_mgr *to_vram_mgr(struct ttm_resource_manager *man)
32 {
33         return container_of(man, struct amdgpu_vram_mgr, manager);
34 }
35
36 static inline struct amdgpu_device *to_amdgpu_device(struct amdgpu_vram_mgr *mgr)
37 {
38         return container_of(mgr, struct amdgpu_device, mman.vram_mgr);
39 }
40
41 /**
42  * DOC: mem_info_vram_total
43  *
44  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
45  * available on the device
46  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
47  * amount of VRAM in bytes
48  */
49 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
50                 struct device_attribute *attr, char *buf)
51 {
52         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
53         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
54
55         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
56 }
57
58 /**
59  * DOC: mem_info_vis_vram_total
60  *
61  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
62  * visible VRAM available on the device
63  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
64  * amount of visible VRAM in bytes
65  */
66 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
67                 struct device_attribute *attr, char *buf)
68 {
69         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
70         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
71
72         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
73 }
74
75 /**
76  * DOC: mem_info_vram_used
77  *
78  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
79  * available on the device
80  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
81  * amount of currently used VRAM in bytes
82  */
83 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
84                 struct device_attribute *attr, char *buf)
85 {
86         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
87         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
88         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
89
90         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
91                         amdgpu_vram_mgr_usage(man));
92 }
93
94 /**
95  * DOC: mem_info_vis_vram_used
96  *
97  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
98  * used visible VRAM
99  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
100  * amount of currently used visible VRAM in bytes
101  */
102 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
103                 struct device_attribute *attr, char *buf)
104 {
105         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
106         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
107         struct ttm_resource_manager *man = ttm_manager_type(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM);
108
109         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
110                         amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man));
111 }
112
113 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
114                                                  struct device_attribute *attr,
115                                                  char *buf)
116 {
117         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
118         struct amdgpu_device *adev = drm_to_adev(ddev);
119
120         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
121         case SAMSUNG:
122                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
123         case INFINEON:
124                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
125         case ELPIDA:
126                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
127         case ETRON:
128                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
129         case NANYA:
130                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
131         case HYNIX:
132                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
133         case MOSEL:
134                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
135         case WINBOND:
136                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
137         case ESMT:
138                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
139         case MICRON:
140                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
141         default:
142                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
143         }
144 }
145
146 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
147                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
148 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
149                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
150 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
151                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
152 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
153                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
154 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
155                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
156
157 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
158         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
159         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
160         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
161         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
162         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
163         NULL
164 };
165
166 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func;
167
168 /**
169  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
170  *
171  * @man: TTM memory type manager
172  * @p_size: maximum size of VRAM
173  *
174  * Allocate and initialize the VRAM manager.
175  */
176 int amdgpu_vram_mgr_init(struct amdgpu_device *adev)
177 {
178         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
179         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
180         int ret;
181
182         ttm_resource_manager_init(man, adev->gmc.real_vram_size >> PAGE_SHIFT);
183
184         man->func = &amdgpu_vram_mgr_func;
185
186         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, man->size);
187         spin_lock_init(&mgr->lock);
188
189         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
190         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
191         if (ret)
192                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
193
194         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, &mgr->manager);
195         ttm_resource_manager_set_used(man, true);
196         return 0;
197 }
198
199 /**
200  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
201  *
202  * @man: TTM memory type manager
203  *
204  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
205  * allocated inside it.
206  */
207 void amdgpu_vram_mgr_fini(struct amdgpu_device *adev)
208 {
209         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = &adev->mman.vram_mgr;
210         struct ttm_resource_manager *man = &mgr->manager;
211         int ret;
212
213         ttm_resource_manager_set_used(man, false);
214
215         ret = ttm_resource_manager_evict_all(&adev->mman.bdev, man);
216         if (ret)
217                 return;
218
219         spin_lock(&mgr->lock);
220         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
221         spin_unlock(&mgr->lock);
222
223         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
224
225         ttm_resource_manager_cleanup(man);
226         ttm_set_driver_manager(&adev->mman.bdev, TTM_PL_VRAM, NULL);
227 }
228
229 /**
230  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
231  *
232  * @adev: amdgpu device structure
233  * @node: MM node structure
234  *
235  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
236  */
237 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
238                                     struct drm_mm_node *node)
239 {
240         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
241         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
242
243         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
244                 return 0;
245
246         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
247                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
248 }
249
250 /**
251  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
252  *
253  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
254  *
255  * Returns:
256  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
257  */
258 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
259 {
260         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
261         struct ttm_resource *mem = &bo->tbo.mem;
262         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
263         unsigned pages = mem->num_pages;
264         u64 usage;
265
266         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
267                 return amdgpu_bo_size(bo);
268
269         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
270                 return 0;
271
272         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
273                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
274
275         return usage;
276 }
277
278 /**
279  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
280  *
281  * @mem: ttm_resource to update
282  * @node: just allocated node
283  *
284  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
285  * accessible.
286  */
287 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_resource *mem,
288                                        struct drm_mm_node *node)
289 {
290         unsigned long start;
291
292         start = node->start + node->size;
293         if (start > mem->num_pages)
294                 start -= mem->num_pages;
295         else
296                 start = 0;
297         mem->start = max(mem->start, start);
298 }
299
300 /**
301  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
302  *
303  * @man: TTM memory type manager
304  * @tbo: TTM BO we need this range for
305  * @place: placement flags and restrictions
306  * @mem: the resulting mem object
307  *
308  * Allocate VRAM for the given BO.
309  */
310 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_resource_manager *man,
311                                struct ttm_buffer_object *tbo,
312                                const struct ttm_place *place,
313                                struct ttm_resource *mem)
314 {
315         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
316         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
317         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
318         struct drm_mm_node *nodes;
319         enum drm_mm_insert_mode mode;
320         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
321         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
322         unsigned i;
323         int r;
324
325         lpfn = place->lpfn;
326         if (!lpfn)
327                 lpfn = man->size;
328
329         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
330         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
331                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
332
333         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
334         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
335         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
336                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
337                 return -ENOSPC;
338         }
339
340         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
341                 pages_per_node = ~0ul;
342                 num_nodes = 1;
343         } else {
344 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
345                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
346 #else
347                 /* default to 2MB */
348                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
349 #endif
350                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
351                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
352         }
353
354         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
355                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
356         if (!nodes) {
357                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
358                 return -ENOMEM;
359         }
360
361         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
362         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
363                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
364
365         mem->start = 0;
366         pages_left = mem->num_pages;
367
368         spin_lock(&mgr->lock);
369         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
370                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
371
372                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
373                                                 pages_per_node, 0,
374                                                 place->fpfn, lpfn,
375                                                 mode);
376                 if (unlikely(r))
377                         break;
378
379                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
380                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
381                 pages_left -= pages;
382         }
383
384         for (; pages_left; ++i) {
385                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
386                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
387
388                 if (pages == pages_per_node)
389                         alignment = pages_per_node;
390
391                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
392                                                 pages, alignment, 0,
393                                                 place->fpfn, lpfn,
394                                                 mode);
395                 if (unlikely(r))
396                         goto error;
397
398                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
399                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
400                 pages_left -= pages;
401         }
402         spin_unlock(&mgr->lock);
403
404         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
405
406         mem->mm_node = nodes;
407
408         return 0;
409
410 error:
411         while (i--)
412                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
413         spin_unlock(&mgr->lock);
414         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
415
416         kvfree(nodes);
417         return r;
418 }
419
420 /**
421  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
422  *
423  * @man: TTM memory type manager
424  * @mem: TTM memory object
425  *
426  * Free the allocated VRAM again.
427  */
428 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_resource_manager *man,
429                                 struct ttm_resource *mem)
430 {
431         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
432         struct amdgpu_device *adev = to_amdgpu_device(mgr);
433         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
434         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
435         unsigned pages = mem->num_pages;
436
437         if (!mem->mm_node)
438                 return;
439
440         spin_lock(&mgr->lock);
441         while (pages) {
442                 pages -= nodes->size;
443                 drm_mm_remove_node(nodes);
444                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
445                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
446                 ++nodes;
447         }
448         spin_unlock(&mgr->lock);
449
450         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
451         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
452
453         kvfree(mem->mm_node);
454         mem->mm_node = NULL;
455 }
456
457 /**
458  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
459  *
460  * @adev: amdgpu device pointer
461  * @mem: TTM memory object
462  * @dev: the other device
463  * @dir: dma direction
464  * @sgt: resulting sg table
465  *
466  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
467  */
468 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
469                               struct ttm_resource *mem,
470                               struct device *dev,
471                               enum dma_data_direction dir,
472                               struct sg_table **sgt)
473 {
474         struct drm_mm_node *node;
475         struct scatterlist *sg;
476         int num_entries = 0;
477         unsigned int pages;
478         int i, r;
479
480         *sgt = kmalloc(sizeof(**sgt), GFP_KERNEL);
481         if (!*sgt)
482                 return -ENOMEM;
483
484         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
485              pages; pages -= node->size, ++node)
486                 ++num_entries;
487
488         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
489         if (r)
490                 goto error_free;
491
492         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i)
493                 sg->length = 0;
494
495         node = mem->mm_node;
496         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
497                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
498                         adev->gmc.aper_base;
499                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
500                 dma_addr_t addr;
501
502                 ++node;
503                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
504                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
505                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
506                 if (r)
507                         goto error_unmap;
508
509                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
510                 sg_dma_address(sg) = addr;
511                 sg_dma_len(sg) = size;
512         }
513         return 0;
514
515 error_unmap:
516         for_each_sgtable_sg((*sgt), sg, i) {
517                 if (!sg->length)
518                         continue;
519
520                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
521                                    sg->length, dir,
522                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
523         }
524         sg_free_table(*sgt);
525
526 error_free:
527         kfree(*sgt);
528         return r;
529 }
530
531 /**
532  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
533  *
534  * @adev: amdgpu device pointer
535  * @sgt: sg table to free
536  *
537  * Free a previously allocate sg table.
538  */
539 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
540                               struct device *dev,
541                               enum dma_data_direction dir,
542                               struct sg_table *sgt)
543 {
544         struct scatterlist *sg;
545         int i;
546
547         for_each_sgtable_sg(sgt, sg, i)
548                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
549                                    sg->length, dir,
550                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
551         sg_free_table(sgt);
552         kfree(sgt);
553 }
554
555 /**
556  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
557  *
558  * @man: TTM memory type manager
559  *
560  * Returns how many bytes are used in this domain.
561  */
562 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_resource_manager *man)
563 {
564         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
565
566         return atomic64_read(&mgr->usage);
567 }
568
569 /**
570  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
571  *
572  * @man: TTM memory type manager
573  *
574  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
575  */
576 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_resource_manager *man)
577 {
578         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
579
580         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
581 }
582
583 /**
584  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
585  *
586  * @man: TTM memory type manager
587  * @printer: DRM printer to use
588  *
589  * Dump the table content using printk.
590  */
591 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_resource_manager *man,
592                                   struct drm_printer *printer)
593 {
594         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = to_vram_mgr(man);
595
596         spin_lock(&mgr->lock);
597         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
598         spin_unlock(&mgr->lock);
599
600         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
601                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
602                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
603 }
604
605 static const struct ttm_resource_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
606         .alloc  = amdgpu_vram_mgr_new,
607         .free   = amdgpu_vram_mgr_del,
608         .debug  = amdgpu_vram_mgr_debug
609 };