]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c
291939de299ee3204e328e7d0a1f51c205cba06f
[~andy/linux] / drivers / gpu / drm / msm / msm_gem.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2013 Red Hat
3  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
7  * the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
12  * more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15  * this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16  */
17
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/shmem_fs.h>
20 #include <linux/dma-buf.h>
21
22 #include "msm_drv.h"
23 #include "msm_gem.h"
24 #include "msm_gpu.h"
25
26
27 /* called with dev->struct_mutex held */
28 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
29 {
30         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
31
32         if (!msm_obj->pages) {
33                 struct drm_device *dev = obj->dev;
34                 struct page **p = drm_gem_get_pages(obj, 0);
35                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
36
37                 if (IS_ERR(p)) {
38                         dev_err(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
39                                         PTR_ERR(p));
40                         return p;
41                 }
42
43                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
44                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
45                         dev_err(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
46                         return ERR_CAST(msm_obj->sgt);
47                 }
48
49                 msm_obj->pages = p;
50
51                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
52                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
53                  */
54                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
55                         dma_map_sg(dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
56                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
57         }
58
59         return msm_obj->pages;
60 }
61
62 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
63 {
64         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
65
66         if (msm_obj->pages) {
67                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
68                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
69                  */
70                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
71                         dma_unmap_sg(obj->dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
72                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
73                 sg_free_table(msm_obj->sgt);
74                 kfree(msm_obj->sgt);
75
76                 drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
77                 msm_obj->pages = NULL;
78         }
79 }
80
81 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
82 {
83         struct drm_device *dev = obj->dev;
84         struct page **p;
85         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
86         p = get_pages(obj);
87         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
88         return p;
89 }
90
91 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
92 {
93         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
94 }
95
96 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
97                 struct vm_area_struct *vma)
98 {
99         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
100
101         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
102         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
103
104         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
105                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
106         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
107                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
108         } else {
109                 /*
110                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
111                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
112                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
113                  */
114                 fput(vma->vm_file);
115                 get_file(obj->filp);
116                 vma->vm_pgoff = 0;
117                 vma->vm_file  = obj->filp;
118
119                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
120         }
121
122         return 0;
123 }
124
125 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
126 {
127         int ret;
128
129         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
130         if (ret) {
131                 DBG("mmap failed: %d", ret);
132                 return ret;
133         }
134
135         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
136 }
137
138 int msm_gem_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
139 {
140         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
141         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
142         struct drm_device *dev = obj->dev;
143         struct page **pages;
144         unsigned long pfn;
145         pgoff_t pgoff;
146         int ret;
147
148         /* Make sure we don't parallel update on a fault, nor move or remove
149          * something from beneath our feet
150          */
151         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
152         if (ret)
153                 goto out;
154
155         /* make sure we have pages attached now */
156         pages = get_pages(obj);
157         if (IS_ERR(pages)) {
158                 ret = PTR_ERR(pages);
159                 goto out_unlock;
160         }
161
162         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
163         pgoff = ((unsigned long)vmf->virtual_address -
164                         vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
165
166         pfn = page_to_pfn(msm_obj->pages[pgoff]);
167
168         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", vmf->virtual_address,
169                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
170
171         ret = vm_insert_mixed(vma, (unsigned long)vmf->virtual_address, pfn);
172
173 out_unlock:
174         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
175 out:
176         switch (ret) {
177         case -EAGAIN:
178         case 0:
179         case -ERESTARTSYS:
180         case -EINTR:
181                 return VM_FAULT_NOPAGE;
182         case -ENOMEM:
183                 return VM_FAULT_OOM;
184         default:
185                 return VM_FAULT_SIGBUS;
186         }
187 }
188
189 /** get mmap offset */
190 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
191 {
192         struct drm_device *dev = obj->dev;
193         int ret;
194
195         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
196
197         /* Make it mmapable */
198         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
199
200         if (ret) {
201                 dev_err(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
202                 return 0;
203         }
204
205         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
206 }
207
208 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
209 {
210         uint64_t offset;
211         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
212         offset = mmap_offset(obj);
213         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
214         return offset;
215 }
216
217 /* helpers for dealing w/ iommu: */
218 static int map_range(struct iommu_domain *domain, unsigned int iova,
219                 struct sg_table *sgt, unsigned int len, int prot)
220 {
221         struct scatterlist *sg;
222         unsigned int da = iova;
223         unsigned int i, j;
224         int ret;
225
226         if (!domain || !sgt)
227                 return -EINVAL;
228
229         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i) {
230                 u32 pa = sg_phys(sg) - sg->offset;
231                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
232
233                 VERB("map[%d]: %08x %08x(%x)", i, iova, pa, bytes);
234
235                 ret = iommu_map(domain, da, pa, bytes, prot);
236                 if (ret)
237                         goto fail;
238
239                 da += bytes;
240         }
241
242         return 0;
243
244 fail:
245         da = iova;
246
247         for_each_sg(sgt->sgl, sg, i, j) {
248                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
249                 iommu_unmap(domain, da, bytes);
250                 da += bytes;
251         }
252         return ret;
253 }
254
255 static void unmap_range(struct iommu_domain *domain, unsigned int iova,
256                 struct sg_table *sgt, unsigned int len)
257 {
258         struct scatterlist *sg;
259         unsigned int da = iova;
260         int i;
261
262         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i) {
263                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
264                 size_t unmapped;
265
266                 unmapped = iommu_unmap(domain, da, bytes);
267                 if (unmapped < bytes)
268                         break;
269
270                 VERB("unmap[%d]: %08x(%x)", i, iova, bytes);
271
272                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(bytes, PAGE_SIZE));
273
274                 da += bytes;
275         }
276 }
277
278 /* should be called under struct_mutex.. although it can be called
279  * from atomic context without struct_mutex to acquire an extra
280  * iova ref if you know one is already held.
281  *
282  * That means when I do eventually need to add support for unpinning
283  * the refcnt counter needs to be atomic_t.
284  */
285 int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj, int id,
286                 uint32_t *iova)
287 {
288         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
289         int ret = 0;
290
291         if (!msm_obj->domain[id].iova) {
292                 struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
293                 uint32_t offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
294                 struct page **pages;
295                 pages = get_pages(obj);
296                 if (IS_ERR(pages))
297                         return PTR_ERR(pages);
298                 // XXX ideally we would not map buffers writable when not needed...
299                 ret = map_range(priv->iommus[id], offset, msm_obj->sgt,
300                                 obj->size, IOMMU_READ | IOMMU_WRITE);
301                 msm_obj->domain[id].iova = offset;
302         }
303
304         if (!ret)
305                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
306
307         return ret;
308 }
309
310 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj, int id, uint32_t *iova)
311 {
312         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
313         int ret;
314
315         /* this is safe right now because we don't unmap until the
316          * bo is deleted:
317          */
318         if (msm_obj->domain[id].iova) {
319                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
320                 return 0;
321         }
322
323         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
324         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, id, iova);
325         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
326         return ret;
327 }
328
329 void msm_gem_put_iova(struct drm_gem_object *obj, int id)
330 {
331         // XXX TODO ..
332         // NOTE: probably don't need a _locked() version.. we wouldn't
333         // normally unmap here, but instead just mark that it could be
334         // unmapped (if the iova refcnt drops to zero), but then later
335         // if another _get_iova_locked() fails we can start unmapping
336         // things that are no longer needed..
337 }
338
339 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
340                 struct drm_mode_create_dumb *args)
341 {
342         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
343         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
344         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
345                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle);
346 }
347
348 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
349                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
350 {
351         struct drm_gem_object *obj;
352         int ret = 0;
353
354         /* GEM does all our handle to object mapping */
355         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file, handle);
356         if (obj == NULL) {
357                 ret = -ENOENT;
358                 goto fail;
359         }
360
361         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
362
363         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
364
365 fail:
366         return ret;
367 }
368
369 void *msm_gem_vaddr_locked(struct drm_gem_object *obj)
370 {
371         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
372         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
373         if (!msm_obj->vaddr) {
374                 struct page **pages = get_pages(obj);
375                 if (IS_ERR(pages))
376                         return ERR_CAST(pages);
377                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
378                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
379         }
380         return msm_obj->vaddr;
381 }
382
383 void *msm_gem_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
384 {
385         void *ret;
386         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
387         ret = msm_gem_vaddr_locked(obj);
388         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
389         return ret;
390 }
391
392 /* setup callback for when bo is no longer busy..
393  * TODO probably want to differentiate read vs write..
394  */
395 int msm_gem_queue_inactive_cb(struct drm_gem_object *obj,
396                 struct msm_fence_cb *cb)
397 {
398         struct drm_device *dev = obj->dev;
399         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
400         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
401         int ret = 0;
402
403         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
404         if (!list_empty(&cb->work.entry)) {
405                 ret = -EINVAL;
406         } else if (is_active(msm_obj)) {
407                 cb->fence = max(msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence);
408                 list_add_tail(&cb->work.entry, &priv->fence_cbs);
409         } else {
410                 queue_work(priv->wq, &cb->work);
411         }
412         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
413
414         return ret;
415 }
416
417 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
418                 struct msm_gpu *gpu, bool write, uint32_t fence)
419 {
420         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
421         msm_obj->gpu = gpu;
422         if (write)
423                 msm_obj->write_fence = fence;
424         else
425                 msm_obj->read_fence = fence;
426         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
427         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
428 }
429
430 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
431 {
432         struct drm_device *dev = obj->dev;
433         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
434         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
435
436         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
437
438         msm_obj->gpu = NULL;
439         msm_obj->read_fence = 0;
440         msm_obj->write_fence = 0;
441         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
442         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
443 }
444
445 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op,
446                 struct timespec *timeout)
447 {
448         struct drm_device *dev = obj->dev;
449         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
450         int ret = 0;
451
452         if (is_active(msm_obj)) {
453                 uint32_t fence = 0;
454
455                 if (op & MSM_PREP_READ)
456                         fence = msm_obj->write_fence;
457                 if (op & MSM_PREP_WRITE)
458                         fence = max(fence, msm_obj->read_fence);
459                 if (op & MSM_PREP_NOSYNC)
460                         timeout = NULL;
461
462                 ret = msm_wait_fence_interruptable(dev, fence, timeout);
463         }
464
465         /* TODO cache maintenance */
466
467         return ret;
468 }
469
470 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
471 {
472         /* TODO cache maintenance */
473         return 0;
474 }
475
476 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
477 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
478 {
479         struct drm_device *dev = obj->dev;
480         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
481         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
482
483         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
484         seq_printf(m, "%08x: %c(r=%u,w=%u) %2d (%2d) %08llx %p %d\n",
485                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
486                         msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence,
487                         obj->name, obj->refcount.refcount.counter,
488                         off, msm_obj->vaddr, obj->size);
489 }
490
491 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
492 {
493         struct msm_gem_object *msm_obj;
494         int count = 0;
495         size_t size = 0;
496
497         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
498                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
499                 seq_printf(m, "   ");
500                 msm_gem_describe(obj, m);
501                 count++;
502                 size += obj->size;
503         }
504
505         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
506 }
507 #endif
508
509 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
510 {
511         struct drm_device *dev = obj->dev;
512         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
513         int id;
514
515         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
516
517         /* object should not be on active list: */
518         WARN_ON(is_active(msm_obj));
519
520         list_del(&msm_obj->mm_list);
521
522         for (id = 0; id < ARRAY_SIZE(msm_obj->domain); id++) {
523                 if (msm_obj->domain[id].iova) {
524                         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
525                         uint32_t offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
526                         unmap_range(priv->iommus[id], offset,
527                                         msm_obj->sgt, obj->size);
528                 }
529         }
530
531         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
532
533         if (obj->import_attach) {
534                 if (msm_obj->vaddr)
535                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
536
537                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
538                  * ours, just free the array we allocated:
539                  */
540                 if (msm_obj->pages)
541                         drm_free_large(msm_obj->pages);
542
543         } else {
544                 if (msm_obj->vaddr)
545                         vunmap(msm_obj->vaddr);
546                 put_pages(obj);
547         }
548
549         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
550                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
551
552         drm_gem_object_release(obj);
553
554         kfree(msm_obj);
555 }
556
557 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
558 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
559                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle)
560 {
561         struct drm_gem_object *obj;
562         int ret;
563
564         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
565         if (ret)
566                 return ret;
567
568         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
569
570         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
571
572         if (IS_ERR(obj))
573                 return PTR_ERR(obj);
574
575         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
576
577         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
578         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
579
580         return ret;
581 }
582
583 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
584                 uint32_t size, uint32_t flags,
585                 struct drm_gem_object **obj)
586 {
587         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
588         struct msm_gem_object *msm_obj;
589
590         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
591         case MSM_BO_UNCACHED:
592         case MSM_BO_CACHED:
593         case MSM_BO_WC:
594                 break;
595         default:
596                 dev_err(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
597                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
598                 return -EINVAL;
599         }
600
601         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
602         if (!msm_obj)
603                 return -ENOMEM;
604
605         msm_obj->flags = flags;
606
607         msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
608         reservation_object_init(msm_obj->resv);
609
610         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
611         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
612
613         *obj = &msm_obj->base;
614
615         return 0;
616 }
617
618 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
619                 uint32_t size, uint32_t flags)
620 {
621         struct drm_gem_object *obj;
622         int ret;
623
624         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
625
626         size = PAGE_ALIGN(size);
627
628         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
629         if (ret)
630                 goto fail;
631
632         ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
633         if (ret)
634                 goto fail;
635
636         return obj;
637
638 fail:
639         if (obj)
640                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
641
642         return ERR_PTR(ret);
643 }
644
645 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
646                 uint32_t size, struct sg_table *sgt)
647 {
648         struct msm_gem_object *msm_obj;
649         struct drm_gem_object *obj;
650         int ret, npages;
651
652         size = PAGE_ALIGN(size);
653
654         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
655         if (ret)
656                 goto fail;
657
658         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
659
660         npages = size / PAGE_SIZE;
661
662         msm_obj = to_msm_bo(obj);
663         msm_obj->sgt = sgt;
664         msm_obj->pages = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
665         if (!msm_obj->pages) {
666                 ret = -ENOMEM;
667                 goto fail;
668         }
669
670         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
671         if (ret)
672                 goto fail;
673
674         return obj;
675
676 fail:
677         if (obj)
678                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
679
680         return ERR_PTR(ret);
681 }