]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c
staging: r8821ae: Enable build by reverting BROKEN marking
[karo-tx-linux.git] / 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         case -EBUSY:
182                 /*
183                  * EBUSY is ok: this just means that another thread
184                  * already did the job.
185                  */
186                 return VM_FAULT_NOPAGE;
187         case -ENOMEM:
188                 return VM_FAULT_OOM;
189         default:
190                 return VM_FAULT_SIGBUS;
191         }
192 }
193
194 /** get mmap offset */
195 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
196 {
197         struct drm_device *dev = obj->dev;
198         int ret;
199
200         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
201
202         /* Make it mmapable */
203         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
204
205         if (ret) {
206                 dev_err(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
207                 return 0;
208         }
209
210         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
211 }
212
213 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
214 {
215         uint64_t offset;
216         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
217         offset = mmap_offset(obj);
218         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
219         return offset;
220 }
221
222 /* helpers for dealing w/ iommu: */
223 static int map_range(struct iommu_domain *domain, unsigned int iova,
224                 struct sg_table *sgt, unsigned int len, int prot)
225 {
226         struct scatterlist *sg;
227         unsigned int da = iova;
228         unsigned int i, j;
229         int ret;
230
231         if (!domain || !sgt)
232                 return -EINVAL;
233
234         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i) {
235                 u32 pa = sg_phys(sg) - sg->offset;
236                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
237
238                 VERB("map[%d]: %08x %08x(%x)", i, iova, pa, bytes);
239
240                 ret = iommu_map(domain, da, pa, bytes, prot);
241                 if (ret)
242                         goto fail;
243
244                 da += bytes;
245         }
246
247         return 0;
248
249 fail:
250         da = iova;
251
252         for_each_sg(sgt->sgl, sg, i, j) {
253                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
254                 iommu_unmap(domain, da, bytes);
255                 da += bytes;
256         }
257         return ret;
258 }
259
260 static void unmap_range(struct iommu_domain *domain, unsigned int iova,
261                 struct sg_table *sgt, unsigned int len)
262 {
263         struct scatterlist *sg;
264         unsigned int da = iova;
265         int i;
266
267         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i) {
268                 size_t bytes = sg->length + sg->offset;
269                 size_t unmapped;
270
271                 unmapped = iommu_unmap(domain, da, bytes);
272                 if (unmapped < bytes)
273                         break;
274
275                 VERB("unmap[%d]: %08x(%x)", i, iova, bytes);
276
277                 BUG_ON(!IS_ALIGNED(bytes, PAGE_SIZE));
278
279                 da += bytes;
280         }
281 }
282
283 /* should be called under struct_mutex.. although it can be called
284  * from atomic context without struct_mutex to acquire an extra
285  * iova ref if you know one is already held.
286  *
287  * That means when I do eventually need to add support for unpinning
288  * the refcnt counter needs to be atomic_t.
289  */
290 int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj, int id,
291                 uint32_t *iova)
292 {
293         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
294         int ret = 0;
295
296         if (!msm_obj->domain[id].iova) {
297                 struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
298                 uint32_t offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
299                 struct page **pages;
300                 pages = get_pages(obj);
301                 if (IS_ERR(pages))
302                         return PTR_ERR(pages);
303                 // XXX ideally we would not map buffers writable when not needed...
304                 ret = map_range(priv->iommus[id], offset, msm_obj->sgt,
305                                 obj->size, IOMMU_READ | IOMMU_WRITE);
306                 msm_obj->domain[id].iova = offset;
307         }
308
309         if (!ret)
310                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
311
312         return ret;
313 }
314
315 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj, int id, uint32_t *iova)
316 {
317         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
318         int ret;
319
320         /* this is safe right now because we don't unmap until the
321          * bo is deleted:
322          */
323         if (msm_obj->domain[id].iova) {
324                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
325                 return 0;
326         }
327
328         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
329         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, id, iova);
330         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
331         return ret;
332 }
333
334 void msm_gem_put_iova(struct drm_gem_object *obj, int id)
335 {
336         // XXX TODO ..
337         // NOTE: probably don't need a _locked() version.. we wouldn't
338         // normally unmap here, but instead just mark that it could be
339         // unmapped (if the iova refcnt drops to zero), but then later
340         // if another _get_iova_locked() fails we can start unmapping
341         // things that are no longer needed..
342 }
343
344 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
345                 struct drm_mode_create_dumb *args)
346 {
347         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
348         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
349         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
350                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle);
351 }
352
353 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
354                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
355 {
356         struct drm_gem_object *obj;
357         int ret = 0;
358
359         /* GEM does all our handle to object mapping */
360         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file, handle);
361         if (obj == NULL) {
362                 ret = -ENOENT;
363                 goto fail;
364         }
365
366         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
367
368         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
369
370 fail:
371         return ret;
372 }
373
374 void *msm_gem_vaddr_locked(struct drm_gem_object *obj)
375 {
376         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
377         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
378         if (!msm_obj->vaddr) {
379                 struct page **pages = get_pages(obj);
380                 if (IS_ERR(pages))
381                         return ERR_CAST(pages);
382                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
383                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
384         }
385         return msm_obj->vaddr;
386 }
387
388 void *msm_gem_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
389 {
390         void *ret;
391         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
392         ret = msm_gem_vaddr_locked(obj);
393         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
394         return ret;
395 }
396
397 /* setup callback for when bo is no longer busy..
398  * TODO probably want to differentiate read vs write..
399  */
400 int msm_gem_queue_inactive_cb(struct drm_gem_object *obj,
401                 struct msm_fence_cb *cb)
402 {
403         struct drm_device *dev = obj->dev;
404         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
405         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
406         int ret = 0;
407
408         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
409         if (!list_empty(&cb->work.entry)) {
410                 ret = -EINVAL;
411         } else if (is_active(msm_obj)) {
412                 cb->fence = max(msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence);
413                 list_add_tail(&cb->work.entry, &priv->fence_cbs);
414         } else {
415                 queue_work(priv->wq, &cb->work);
416         }
417         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
418
419         return ret;
420 }
421
422 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
423                 struct msm_gpu *gpu, bool write, uint32_t fence)
424 {
425         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
426         msm_obj->gpu = gpu;
427         if (write)
428                 msm_obj->write_fence = fence;
429         else
430                 msm_obj->read_fence = fence;
431         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
432         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
433 }
434
435 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
436 {
437         struct drm_device *dev = obj->dev;
438         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
439         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
440
441         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
442
443         msm_obj->gpu = NULL;
444         msm_obj->read_fence = 0;
445         msm_obj->write_fence = 0;
446         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
447         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
448 }
449
450 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op,
451                 struct timespec *timeout)
452 {
453         struct drm_device *dev = obj->dev;
454         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
455         int ret = 0;
456
457         if (is_active(msm_obj)) {
458                 uint32_t fence = 0;
459
460                 if (op & MSM_PREP_READ)
461                         fence = msm_obj->write_fence;
462                 if (op & MSM_PREP_WRITE)
463                         fence = max(fence, msm_obj->read_fence);
464                 if (op & MSM_PREP_NOSYNC)
465                         timeout = NULL;
466
467                 ret = msm_wait_fence_interruptable(dev, fence, timeout);
468         }
469
470         /* TODO cache maintenance */
471
472         return ret;
473 }
474
475 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
476 {
477         /* TODO cache maintenance */
478         return 0;
479 }
480
481 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
482 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
483 {
484         struct drm_device *dev = obj->dev;
485         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
486         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
487
488         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
489         seq_printf(m, "%08x: %c(r=%u,w=%u) %2d (%2d) %08llx %p %d\n",
490                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
491                         msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence,
492                         obj->name, obj->refcount.refcount.counter,
493                         off, msm_obj->vaddr, obj->size);
494 }
495
496 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
497 {
498         struct msm_gem_object *msm_obj;
499         int count = 0;
500         size_t size = 0;
501
502         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
503                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
504                 seq_printf(m, "   ");
505                 msm_gem_describe(obj, m);
506                 count++;
507                 size += obj->size;
508         }
509
510         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
511 }
512 #endif
513
514 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
515 {
516         struct drm_device *dev = obj->dev;
517         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
518         int id;
519
520         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
521
522         /* object should not be on active list: */
523         WARN_ON(is_active(msm_obj));
524
525         list_del(&msm_obj->mm_list);
526
527         for (id = 0; id < ARRAY_SIZE(msm_obj->domain); id++) {
528                 if (msm_obj->domain[id].iova) {
529                         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
530                         uint32_t offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
531                         unmap_range(priv->iommus[id], offset,
532                                         msm_obj->sgt, obj->size);
533                 }
534         }
535
536         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
537
538         if (obj->import_attach) {
539                 if (msm_obj->vaddr)
540                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
541
542                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
543                  * ours, just free the array we allocated:
544                  */
545                 if (msm_obj->pages)
546                         drm_free_large(msm_obj->pages);
547
548         } else {
549                 if (msm_obj->vaddr)
550                         vunmap(msm_obj->vaddr);
551                 put_pages(obj);
552         }
553
554         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
555                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
556
557         drm_gem_object_release(obj);
558
559         kfree(msm_obj);
560 }
561
562 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
563 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
564                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle)
565 {
566         struct drm_gem_object *obj;
567         int ret;
568
569         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
570         if (ret)
571                 return ret;
572
573         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
574
575         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
576
577         if (IS_ERR(obj))
578                 return PTR_ERR(obj);
579
580         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
581
582         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
583         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
584
585         return ret;
586 }
587
588 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
589                 uint32_t size, uint32_t flags,
590                 struct drm_gem_object **obj)
591 {
592         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
593         struct msm_gem_object *msm_obj;
594
595         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
596         case MSM_BO_UNCACHED:
597         case MSM_BO_CACHED:
598         case MSM_BO_WC:
599                 break;
600         default:
601                 dev_err(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
602                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
603                 return -EINVAL;
604         }
605
606         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
607         if (!msm_obj)
608                 return -ENOMEM;
609
610         msm_obj->flags = flags;
611
612         msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
613         reservation_object_init(msm_obj->resv);
614
615         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
616         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
617
618         *obj = &msm_obj->base;
619
620         return 0;
621 }
622
623 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
624                 uint32_t size, uint32_t flags)
625 {
626         struct drm_gem_object *obj;
627         int ret;
628
629         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
630
631         size = PAGE_ALIGN(size);
632
633         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
634         if (ret)
635                 goto fail;
636
637         ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
638         if (ret)
639                 goto fail;
640
641         return obj;
642
643 fail:
644         if (obj)
645                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
646
647         return ERR_PTR(ret);
648 }
649
650 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
651                 uint32_t size, struct sg_table *sgt)
652 {
653         struct msm_gem_object *msm_obj;
654         struct drm_gem_object *obj;
655         int ret, npages;
656
657         size = PAGE_ALIGN(size);
658
659         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
660         if (ret)
661                 goto fail;
662
663         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
664
665         npages = size / PAGE_SIZE;
666
667         msm_obj = to_msm_bo(obj);
668         msm_obj->sgt = sgt;
669         msm_obj->pages = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
670         if (!msm_obj->pages) {
671                 ret = -ENOMEM;
672                 goto fail;
673         }
674
675         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
676         if (ret)
677                 goto fail;
678
679         return obj;
680
681 fail:
682         if (obj)
683                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
684
685         return ERR_PTR(ret);
686 }