Merge tag 'drm-misc-next-2017-09-20' of git://anongit.freedesktop.org/git/drm-misc...
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
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 (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/file.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/shmem_fs.h>
38 #include <linux/dma-buf.h>
39 #include <linux/mem_encrypt.h>
40 #include <drm/drmP.h>
41 #include <drm/drm_vma_manager.h>
42 #include <drm/drm_gem.h>
43 #include "drm_internal.h"
44
45 /** @file drm_gem.c
46  *
47  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
48  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
49  *
50  * Because various devices have different requirements in terms of
51  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
52  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
53  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
54  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
55  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
56  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
57  *
58  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
59  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
60  * two major failings:
61  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
62  *   default.
63  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
64  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
65  *
66  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
67  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
68  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
69  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
70  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
71  */
72
73 /*
74  * We make up offsets for buffer objects so we can recognize them at
75  * mmap time.
76  */
77
78 /* pgoff in mmap is an unsigned long, so we need to make sure that
79  * the faked up offset will fit
80  */
81
82 #if BITS_PER_LONG == 64
83 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
84 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
85 #else
86 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
87 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
88 #endif
89
90 /**
91  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
92  * @dev: drm_devic structure to initialize
93  */
94 int
95 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
96 {
97         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
98
99         mutex_init(&dev->object_name_lock);
100         idr_init(&dev->object_name_idr);
101
102         vma_offset_manager = kzalloc(sizeof(*vma_offset_manager), GFP_KERNEL);
103         if (!vma_offset_manager) {
104                 DRM_ERROR("out of memory\n");
105                 return -ENOMEM;
106         }
107
108         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
109         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
110                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
111                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
112
113         return 0;
114 }
115
116 void
117 drm_gem_destroy(struct drm_device *dev)
118 {
119
120         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
121         kfree(dev->vma_offset_manager);
122         dev->vma_offset_manager = NULL;
123 }
124
125 /**
126  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
127  * @dev: drm_device the object should be initialized for
128  * @obj: drm_gem_object to initialize
129  * @size: object size
130  *
131  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
132  * shmfs backing store.
133  */
134 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
135                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
136 {
137         struct file *filp;
138
139         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
140
141         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
142         if (IS_ERR(filp))
143                 return PTR_ERR(filp);
144
145         obj->filp = filp;
146
147         return 0;
148 }
149 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
150
151 /**
152  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
153  * @dev: drm_device the object should be initialized for
154  * @obj: drm_gem_object to initialize
155  * @size: object size
156  *
157  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
158  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
159  * backing the object and handling it.
160  */
161 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
162                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
163 {
164         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
165
166         obj->dev = dev;
167         obj->filp = NULL;
168
169         kref_init(&obj->refcount);
170         obj->handle_count = 0;
171         obj->size = size;
172         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
173 }
174 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
175
176 static void
177 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
178 {
179         /*
180          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
181          * handle reference in obj->handle_count.
182          */
183         mutex_lock(&filp->prime.lock);
184         if (obj->dma_buf) {
185                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
186                                                    obj->dma_buf);
187         }
188         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
189 }
190
191 /**
192  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
193  * @obj: GEM object to clean up.
194  *
195  * Called after the last handle to the object has been closed
196  *
197  * Removes any name for the object. Note that this must be
198  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
199  * freed memory
200  */
201 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
202 {
203         struct drm_device *dev = obj->dev;
204
205         /* Remove any name for this object */
206         if (obj->name) {
207                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
208                 obj->name = 0;
209         }
210 }
211
212 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
213 {
214         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
215         if (obj->dma_buf) {
216                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
217                 obj->dma_buf = NULL;
218         }
219 }
220
221 static void
222 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
223 {
224         struct drm_device *dev = obj->dev;
225         bool final = false;
226
227         if (WARN_ON(obj->handle_count == 0))
228                 return;
229
230         /*
231         * Must bump handle count first as this may be the last
232         * ref, in which case the object would disappear before we
233         * checked for a name
234         */
235
236         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
237         if (--obj->handle_count == 0) {
238                 drm_gem_object_handle_free(obj);
239                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
240                 final = true;
241         }
242         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
243
244         if (final)
245                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
246 }
247
248 /*
249  * Called at device or object close to release the file's
250  * handle references on objects.
251  */
252 static int
253 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
254 {
255         struct drm_file *file_priv = data;
256         struct drm_gem_object *obj = ptr;
257         struct drm_device *dev = obj->dev;
258
259         if (dev->driver->gem_close_object)
260                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
261
262         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
263                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
264         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
265
266         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
267
268         return 0;
269 }
270
271 /**
272  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
273  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
274  * @handle: userspace handle to delete
275  *
276  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
277  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
278  * resources like GEM names.
279  */
280 int
281 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
282 {
283         struct drm_gem_object *obj;
284
285         /* This is gross. The idr system doesn't let us try a delete and
286          * return an error code.  It just spews if you fail at deleting.
287          * So, we have to grab a lock around finding the object and then
288          * doing the delete on it and dropping the refcount, or the user
289          * could race us to double-decrement the refcount and cause a
290          * use-after-free later.  Given the frequency of our handle lookups,
291          * we may want to use ida for number allocation and a hash table
292          * for the pointers, anyway.
293          */
294         spin_lock(&filp->table_lock);
295
296         /* Check if we currently have a reference on the object */
297         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
298         spin_unlock(&filp->table_lock);
299         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
300                 return -EINVAL;
301
302         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
303         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
304
305         /* And finally make the handle available for future allocations. */
306         spin_lock(&filp->table_lock);
307         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
308         spin_unlock(&filp->table_lock);
309
310         return 0;
311 }
312 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
313
314 /**
315  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
316  * @file: drm file-private structure containing the gem object
317  * @dev: corresponding drm_device
318  * @handle: gem object handle
319  * @offset: return location for the fake mmap offset
320  *
321  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
322  * drivers which use gem to manage their backing storage.
323  *
324  * Returns:
325  * 0 on success or a negative error code on failure.
326  */
327 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
328                             u32 handle, u64 *offset)
329 {
330         struct drm_gem_object *obj;
331         int ret;
332
333         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
334         if (!obj)
335                 return -ENOENT;
336
337         /* Don't allow imported objects to be mapped */
338         if (obj->import_attach) {
339                 ret = -EINVAL;
340                 goto out;
341         }
342
343         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
344         if (ret)
345                 goto out;
346
347         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
348 out:
349         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
350
351         return ret;
352 }
353 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
354
355 /**
356  * drm_gem_dumb_destroy - dumb fb callback helper for gem based drivers
357  * @file: drm file-private structure to remove the dumb handle from
358  * @dev: corresponding drm_device
359  * @handle: the dumb handle to remove
360  * 
361  * This implements the &drm_driver.dumb_destroy kms driver callback for drivers
362  * which use gem to manage their backing storage.
363  */
364 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
365                          struct drm_device *dev,
366                          uint32_t handle)
367 {
368         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
369 }
370 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dumb_destroy);
371
372 /**
373  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
374  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
375  * @obj: object to register
376  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
377  * 
378  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
379  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
380  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
381  *
382  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
383  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
384  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
385  */
386 int
387 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
388                            struct drm_gem_object *obj,
389                            u32 *handlep)
390 {
391         struct drm_device *dev = obj->dev;
392         u32 handle;
393         int ret;
394
395         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
396         if (obj->handle_count++ == 0)
397                 drm_gem_object_get(obj);
398
399         /*
400          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
401          * allocation under our spinlock.
402          */
403         idr_preload(GFP_KERNEL);
404         spin_lock(&file_priv->table_lock);
405
406         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
407
408         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
409         idr_preload_end();
410
411         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
412         if (ret < 0)
413                 goto err_unref;
414
415         handle = ret;
416
417         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
418         if (ret)
419                 goto err_remove;
420
421         if (dev->driver->gem_open_object) {
422                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
423                 if (ret)
424                         goto err_revoke;
425         }
426
427         *handlep = handle;
428         return 0;
429
430 err_revoke:
431         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
432 err_remove:
433         spin_lock(&file_priv->table_lock);
434         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
435         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
436 err_unref:
437         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
438         return ret;
439 }
440
441 /**
442  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
443  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
444  * @obj: object to register
445  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
446  *
447  * Create a handle for this object. This adds a handle reference
448  * to the object, which includes a regular reference count. Callers
449  * will likely want to dereference the object afterwards.
450  */
451 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
452                           struct drm_gem_object *obj,
453                           u32 *handlep)
454 {
455         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
456
457         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
458 }
459 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
460
461
462 /**
463  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
464  * @obj: obj in question
465  *
466  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
467  *
468  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
469  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
470  * the GEM object.
471  */
472 void
473 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
474 {
475         struct drm_device *dev = obj->dev;
476
477         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
478 }
479 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
480
481 /**
482  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
483  * @obj: obj in question
484  * @size: the virtual size
485  *
486  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
487  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
488  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
489  * structures.
490  *
491  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
492  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
493  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
494  *
495  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
496  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
497  */
498 int
499 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
500 {
501         struct drm_device *dev = obj->dev;
502
503         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
504                                   size / PAGE_SIZE);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
507
508 /**
509  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
510  * @obj: obj in question
511  *
512  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
513  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
514  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
515  * structures.
516  *
517  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
518  *
519  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
520  * the fake offset again.
521  */
522 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
523 {
524         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
525 }
526 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
527
528 /**
529  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
530  * from shmem
531  * @obj: obj in question
532  *
533  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
534  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
535  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
536  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
537  *
538  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
539  *
540  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
541  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
542  *
543  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
544  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
545  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
546  * after drm_gem_init_object() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
547  * to keep pages in the required zone during swap-in.
548  */
549 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
550 {
551         struct address_space *mapping;
552         struct page *p, **pages;
553         int i, npages;
554
555         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
556         mapping = obj->filp->f_mapping;
557
558         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
559          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
560          * driver author is doing something really wrong:
561          */
562         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
563
564         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
565
566         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
567         if (pages == NULL)
568                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
569
570         for (i = 0; i < npages; i++) {
571                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
572                 if (IS_ERR(p))
573                         goto fail;
574                 pages[i] = p;
575
576                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
577                  * correct region during swapin. Note that this requires
578                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
579                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
580                  */
581                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
582                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
583         }
584
585         return pages;
586
587 fail:
588         while (i--)
589                 put_page(pages[i]);
590
591         kvfree(pages);
592         return ERR_CAST(p);
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
595
596 /**
597  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
598  * @obj: obj in question
599  * @pages: pages to free
600  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
601  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
602  */
603 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
604                 bool dirty, bool accessed)
605 {
606         int i, npages;
607
608         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
609          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
610          * driver author is doing something really wrong:
611          */
612         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
613
614         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
615
616         for (i = 0; i < npages; i++) {
617                 if (dirty)
618                         set_page_dirty(pages[i]);
619
620                 if (accessed)
621                         mark_page_accessed(pages[i]);
622
623                 /* Undo the reference we took when populating the table */
624                 put_page(pages[i]);
625         }
626
627         kvfree(pages);
628 }
629 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
630
631 /**
632  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from it's handle
633  * @filp: DRM file private date
634  * @handle: userspace handle
635  *
636  * Returns:
637  *
638  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
639  * otherwise.
640  */
641 struct drm_gem_object *
642 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
643 {
644         struct drm_gem_object *obj;
645
646         spin_lock(&filp->table_lock);
647
648         /* Check if we currently have a reference on the object */
649         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
650         if (obj)
651                 drm_gem_object_get(obj);
652
653         spin_unlock(&filp->table_lock);
654
655         return obj;
656 }
657 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
658
659 /**
660  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
661  * @dev: drm_device
662  * @data: ioctl data
663  * @file_priv: drm file-private structure
664  *
665  * Releases the handle to an mm object.
666  */
667 int
668 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
669                     struct drm_file *file_priv)
670 {
671         struct drm_gem_close *args = data;
672         int ret;
673
674         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
675                 return -ENODEV;
676
677         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
678
679         return ret;
680 }
681
682 /**
683  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
684  * @dev: drm_device
685  * @data: ioctl data
686  * @file_priv: drm file-private structure
687  *
688  * Create a global name for an object, returning the name.
689  *
690  * Note that the name does not hold a reference; when the object
691  * is freed, the name goes away.
692  */
693 int
694 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
695                     struct drm_file *file_priv)
696 {
697         struct drm_gem_flink *args = data;
698         struct drm_gem_object *obj;
699         int ret;
700
701         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
702                 return -ENODEV;
703
704         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
705         if (obj == NULL)
706                 return -ENOENT;
707
708         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
709         /* prevent races with concurrent gem_close. */
710         if (obj->handle_count == 0) {
711                 ret = -ENOENT;
712                 goto err;
713         }
714
715         if (!obj->name) {
716                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
717                 if (ret < 0)
718                         goto err;
719
720                 obj->name = ret;
721         }
722
723         args->name = (uint64_t) obj->name;
724         ret = 0;
725
726 err:
727         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
728         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
729         return ret;
730 }
731
732 /**
733  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
734  * @dev: drm_device
735  * @data: ioctl data
736  * @file_priv: drm file-private structure
737  *
738  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
739  *
740  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
741  * will not go away until the handle is deleted.
742  */
743 int
744 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
745                    struct drm_file *file_priv)
746 {
747         struct drm_gem_open *args = data;
748         struct drm_gem_object *obj;
749         int ret;
750         u32 handle;
751
752         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
753                 return -ENODEV;
754
755         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
756         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
757         if (obj) {
758                 drm_gem_object_get(obj);
759         } else {
760                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
761                 return -ENOENT;
762         }
763
764         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
765         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
766         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
767         if (ret)
768                 return ret;
769
770         args->handle = handle;
771         args->size = obj->size;
772
773         return 0;
774 }
775
776 /**
777  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
778  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
779  * @file_private: drm file-private structure to set up
780  *
781  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
782  * of mm objects.
783  */
784 void
785 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
786 {
787         idr_init(&file_private->object_idr);
788         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
789 }
790
791 /**
792  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
793  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
794  * @file_private: drm file-private structure to clean up
795  *
796  * Called at close time when the filp is going away.
797  *
798  * Releases any remaining references on objects by this filp.
799  */
800 void
801 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
802 {
803         idr_for_each(&file_private->object_idr,
804                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
805         idr_destroy(&file_private->object_idr);
806 }
807
808 /**
809  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
810  * @obj: GEM buffer object
811  *
812  * This releases any structures and resources used by @obj and is the invers of
813  * drm_gem_object_init().
814  */
815 void
816 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
817 {
818         WARN_ON(obj->dma_buf);
819
820         if (obj->filp)
821                 fput(obj->filp);
822
823         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
824 }
825 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
826
827 /**
828  * drm_gem_object_free - free a GEM object
829  * @kref: kref of the object to free
830  *
831  * Called after the last reference to the object has been lost.
832  * Must be called holding &drm_device.struct_mutex.
833  *
834  * Frees the object
835  */
836 void
837 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
838 {
839         struct drm_gem_object *obj =
840                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
841         struct drm_device *dev = obj->dev;
842
843         if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
844                 dev->driver->gem_free_object_unlocked(obj);
845         } else if (dev->driver->gem_free_object) {
846                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
847
848                 dev->driver->gem_free_object(obj);
849         }
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
852
853 /**
854  * drm_gem_object_put_unlocked - drop a GEM buffer object reference
855  * @obj: GEM buffer object
856  *
857  * This releases a reference to @obj. Callers must not hold the
858  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function.
859  *
860  * See also __drm_gem_object_put().
861  */
862 void
863 drm_gem_object_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
864 {
865         struct drm_device *dev;
866
867         if (!obj)
868                 return;
869
870         dev = obj->dev;
871
872         if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
873                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
874         } else {
875                 might_lock(&dev->struct_mutex);
876                 if (kref_put_mutex(&obj->refcount, drm_gem_object_free,
877                                 &dev->struct_mutex))
878                         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
879         }
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put_unlocked);
882
883 /**
884  * drm_gem_object_put - release a GEM buffer object reference
885  * @obj: GEM buffer object
886  *
887  * This releases a reference to @obj. Callers must hold the
888  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function, even when the
889  * driver doesn't use &drm_device.struct_mutex for anything.
890  *
891  * For drivers not encumbered with legacy locking use
892  * drm_gem_object_put_unlocked() instead.
893  */
894 void
895 drm_gem_object_put(struct drm_gem_object *obj)
896 {
897         if (obj) {
898                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
899
900                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
901         }
902 }
903 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put);
904
905 /**
906  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
907  * @vma: VM area structure
908  *
909  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
910  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
911  */
912 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
913 {
914         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
915
916         drm_gem_object_get(obj);
917 }
918 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
919
920 /**
921  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
922  * @vma: VM area structure
923  *
924  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
925  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
926  */
927 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
928 {
929         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
930
931         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
932 }
933 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
934
935 /**
936  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
937  * @obj: the GEM object to map
938  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
939  * @vma: VMA for the area to be mapped
940  *
941  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
942  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
943  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
944  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
945  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
946  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
947  *
948  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
949  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
950  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
951  *
952  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
953  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
954  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
955  *
956  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
957  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
958  */
959 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
960                      struct vm_area_struct *vma)
961 {
962         struct drm_device *dev = obj->dev;
963
964         /* Check for valid size. */
965         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
966                 return -EINVAL;
967
968         if (!dev->driver->gem_vm_ops)
969                 return -EINVAL;
970
971         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
972         vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
973         vma->vm_private_data = obj;
974         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
975         vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
976
977         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
978          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
979          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
980          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
981          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
982          */
983         drm_gem_object_get(obj);
984
985         return 0;
986 }
987 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
988
989 /**
990  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
991  * @filp: DRM file pointer
992  * @vma: VMA for the area to be mapped
993  *
994  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
995  * descriptor will end up here.
996  *
997  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
998  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
999  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1000  *
1001  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1002  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1003  */
1004 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1005 {
1006         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1007         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1008         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1009         struct drm_vma_offset_node *node;
1010         int ret;
1011
1012         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1013                 return -ENODEV;
1014
1015         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1016         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1017                                                   vma->vm_pgoff,
1018                                                   vma_pages(vma));
1019         if (likely(node)) {
1020                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1021                 /*
1022                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1023                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1024                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1025                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1026                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1027                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1028                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1029                  * invalid.
1030                  */
1031                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1032                         obj = NULL;
1033         }
1034         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1035
1036         if (!obj)
1037                 return -EINVAL;
1038
1039         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1040                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1041                 return -EACCES;
1042         }
1043
1044         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1045                                vma);
1046
1047         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1048
1049         return ret;
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);