Merge tag 'vfio-v4.20-rc1.v2' of git://github.com/awilliam/linux-vfio
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_vm.c
1 /*
2  * Copyright 2008 Advanced Micro Devices, Inc.
3  * Copyright 2008 Red Hat Inc.
4  * Copyright 2009 Jerome Glisse.
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
7  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
8  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
9  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
10  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
11  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
12  *
13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  * all copies or substantial portions of the Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
19  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
20  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
21  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
22  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
23  *
24  * Authors: Dave Airlie
25  *          Alex Deucher
26  *          Jerome Glisse
27  */
28 #include <linux/dma-fence-array.h>
29 #include <linux/interval_tree_generic.h>
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <drm/drmP.h>
32 #include <drm/amdgpu_drm.h>
33 #include "amdgpu.h"
34 #include "amdgpu_trace.h"
35 #include "amdgpu_amdkfd.h"
36 #include "amdgpu_gmc.h"
37
38 /**
39  * DOC: GPUVM
40  *
41  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
42  * rather than there being a single global gart table
43  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
44  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
45  * vram pages and system memory pages and system memory pages
46  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
47  * (uncached system pages).
48  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
49  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
50  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
51  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
52  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
53  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
54  * command buffers and a VMID is assigned.
55  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
56  * SI supports 16.
57  */
58
59 #define START(node) ((node)->start)
60 #define LAST(node) ((node)->last)
61
62 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct amdgpu_bo_va_mapping, rb, uint64_t, __subtree_last,
63                      START, LAST, static, amdgpu_vm_it)
64
65 #undef START
66 #undef LAST
67
68 /**
69  * struct amdgpu_pte_update_params - Local structure
70  *
71  * Encapsulate some VM table update parameters to reduce
72  * the number of function parameters
73  *
74  */
75 struct amdgpu_pte_update_params {
76
77         /**
78          * @adev: amdgpu device we do this update for
79          */
80         struct amdgpu_device *adev;
81
82         /**
83          * @vm: optional amdgpu_vm we do this update for
84          */
85         struct amdgpu_vm *vm;
86
87         /**
88          * @src: address where to copy page table entries from
89          */
90         uint64_t src;
91
92         /**
93          * @ib: indirect buffer to fill with commands
94          */
95         struct amdgpu_ib *ib;
96
97         /**
98          * @func: Function which actually does the update
99          */
100         void (*func)(struct amdgpu_pte_update_params *params,
101                      struct amdgpu_bo *bo, uint64_t pe,
102                      uint64_t addr, unsigned count, uint32_t incr,
103                      uint64_t flags);
104         /**
105          * @pages_addr:
106          *
107          * DMA addresses to use for mapping, used during VM update by CPU
108          */
109         dma_addr_t *pages_addr;
110
111         /**
112          * @kptr:
113          *
114          * Kernel pointer of PD/PT BO that needs to be updated,
115          * used during VM update by CPU
116          */
117         void *kptr;
118 };
119
120 /**
121  * struct amdgpu_prt_cb - Helper to disable partial resident texture feature from a fence callback
122  */
123 struct amdgpu_prt_cb {
124
125         /**
126          * @adev: amdgpu device
127          */
128         struct amdgpu_device *adev;
129
130         /**
131          * @cb: callback
132          */
133         struct dma_fence_cb cb;
134 };
135
136 /**
137  * amdgpu_vm_level_shift - return the addr shift for each level
138  *
139  * @adev: amdgpu_device pointer
140  * @level: VMPT level
141  *
142  * Returns:
143  * The number of bits the pfn needs to be right shifted for a level.
144  */
145 static unsigned amdgpu_vm_level_shift(struct amdgpu_device *adev,
146                                       unsigned level)
147 {
148         unsigned shift = 0xff;
149
150         switch (level) {
151         case AMDGPU_VM_PDB2:
152         case AMDGPU_VM_PDB1:
153         case AMDGPU_VM_PDB0:
154                 shift = 9 * (AMDGPU_VM_PDB0 - level) +
155                         adev->vm_manager.block_size;
156                 break;
157         case AMDGPU_VM_PTB:
158                 shift = 0;
159                 break;
160         default:
161                 dev_err(adev->dev, "the level%d isn't supported.\n", level);
162         }
163
164         return shift;
165 }
166
167 /**
168  * amdgpu_vm_num_entries - return the number of entries in a PD/PT
169  *
170  * @adev: amdgpu_device pointer
171  * @level: VMPT level
172  *
173  * Returns:
174  * The number of entries in a page directory or page table.
175  */
176 static unsigned amdgpu_vm_num_entries(struct amdgpu_device *adev,
177                                       unsigned level)
178 {
179         unsigned shift = amdgpu_vm_level_shift(adev,
180                                                adev->vm_manager.root_level);
181
182         if (level == adev->vm_manager.root_level)
183                 /* For the root directory */
184                 return round_up(adev->vm_manager.max_pfn, 1 << shift) >> shift;
185         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
186                 /* Everything in between */
187                 return 512;
188         else
189                 /* For the page tables on the leaves */
190                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev);
191 }
192
193 /**
194  * amdgpu_vm_entries_mask - the mask to get the entry number of a PD/PT
195  *
196  * @adev: amdgpu_device pointer
197  * @level: VMPT level
198  *
199  * Returns:
200  * The mask to extract the entry number of a PD/PT from an address.
201  */
202 static uint32_t amdgpu_vm_entries_mask(struct amdgpu_device *adev,
203                                        unsigned int level)
204 {
205         if (level <= adev->vm_manager.root_level)
206                 return 0xffffffff;
207         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
208                 return 0x1ff;
209         else
210                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev) - 1;
211 }
212
213 /**
214  * amdgpu_vm_bo_size - returns the size of the BOs in bytes
215  *
216  * @adev: amdgpu_device pointer
217  * @level: VMPT level
218  *
219  * Returns:
220  * The size of the BO for a page directory or page table in bytes.
221  */
222 static unsigned amdgpu_vm_bo_size(struct amdgpu_device *adev, unsigned level)
223 {
224         return AMDGPU_GPU_PAGE_ALIGN(amdgpu_vm_num_entries(adev, level) * 8);
225 }
226
227 /**
228  * amdgpu_vm_bo_evicted - vm_bo is evicted
229  *
230  * @vm_bo: vm_bo which is evicted
231  *
232  * State for PDs/PTs and per VM BOs which are not at the location they should
233  * be.
234  */
235 static void amdgpu_vm_bo_evicted(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
236 {
237         struct amdgpu_vm *vm = vm_bo->vm;
238         struct amdgpu_bo *bo = vm_bo->bo;
239
240         vm_bo->moved = true;
241         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
242                 list_move(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
243         else
244                 list_move_tail(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
245 }
246
247 /**
248  * amdgpu_vm_bo_relocated - vm_bo is reloacted
249  *
250  * @vm_bo: vm_bo which is relocated
251  *
252  * State for PDs/PTs which needs to update their parent PD.
253  */
254 static void amdgpu_vm_bo_relocated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
255 {
256         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->relocated);
257 }
258
259 /**
260  * amdgpu_vm_bo_moved - vm_bo is moved
261  *
262  * @vm_bo: vm_bo which is moved
263  *
264  * State for per VM BOs which are moved, but that change is not yet reflected
265  * in the page tables.
266  */
267 static void amdgpu_vm_bo_moved(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
268 {
269         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->moved);
270 }
271
272 /**
273  * amdgpu_vm_bo_idle - vm_bo is idle
274  *
275  * @vm_bo: vm_bo which is now idle
276  *
277  * State for PDs/PTs and per VM BOs which have gone through the state machine
278  * and are now idle.
279  */
280 static void amdgpu_vm_bo_idle(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
281 {
282         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->idle);
283         vm_bo->moved = false;
284 }
285
286 /**
287  * amdgpu_vm_bo_invalidated - vm_bo is invalidated
288  *
289  * @vm_bo: vm_bo which is now invalidated
290  *
291  * State for normal BOs which are invalidated and that change not yet reflected
292  * in the PTs.
293  */
294 static void amdgpu_vm_bo_invalidated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
295 {
296         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
297         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->invalidated);
298         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
299 }
300
301 /**
302  * amdgpu_vm_bo_done - vm_bo is done
303  *
304  * @vm_bo: vm_bo which is now done
305  *
306  * State for normal BOs which are invalidated and that change has been updated
307  * in the PTs.
308  */
309 static void amdgpu_vm_bo_done(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
310 {
311         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
312         list_del_init(&vm_bo->vm_status);
313         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
314 }
315
316 /**
317  * amdgpu_vm_bo_base_init - Adds bo to the list of bos associated with the vm
318  *
319  * @base: base structure for tracking BO usage in a VM
320  * @vm: vm to which bo is to be added
321  * @bo: amdgpu buffer object
322  *
323  * Initialize a bo_va_base structure and add it to the appropriate lists
324  *
325  */
326 static void amdgpu_vm_bo_base_init(struct amdgpu_vm_bo_base *base,
327                                    struct amdgpu_vm *vm,
328                                    struct amdgpu_bo *bo)
329 {
330         base->vm = vm;
331         base->bo = bo;
332         base->next = NULL;
333         INIT_LIST_HEAD(&base->vm_status);
334
335         if (!bo)
336                 return;
337         base->next = bo->vm_bo;
338         bo->vm_bo = base;
339
340         if (bo->tbo.resv != vm->root.base.bo->tbo.resv)
341                 return;
342
343         vm->bulk_moveable = false;
344         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
345                 amdgpu_vm_bo_relocated(base);
346         else
347                 amdgpu_vm_bo_idle(base);
348
349         if (bo->preferred_domains &
350             amdgpu_mem_type_to_domain(bo->tbo.mem.mem_type))
351                 return;
352
353         /*
354          * we checked all the prerequisites, but it looks like this per vm bo
355          * is currently evicted. add the bo to the evicted list to make sure it
356          * is validated on next vm use to avoid fault.
357          * */
358         amdgpu_vm_bo_evicted(base);
359 }
360
361 /**
362  * amdgpu_vm_pt_parent - get the parent page directory
363  *
364  * @pt: child page table
365  *
366  * Helper to get the parent entry for the child page table. NULL if we are at
367  * the root page directory.
368  */
369 static struct amdgpu_vm_pt *amdgpu_vm_pt_parent(struct amdgpu_vm_pt *pt)
370 {
371         struct amdgpu_bo *parent = pt->base.bo->parent;
372
373         if (!parent)
374                 return NULL;
375
376         return container_of(parent->vm_bo, struct amdgpu_vm_pt, base);
377 }
378
379 /**
380  * amdgpu_vm_pt_cursor - state for for_each_amdgpu_vm_pt
381  */
382 struct amdgpu_vm_pt_cursor {
383         uint64_t pfn;
384         struct amdgpu_vm_pt *parent;
385         struct amdgpu_vm_pt *entry;
386         unsigned level;
387 };
388
389 /**
390  * amdgpu_vm_pt_start - start PD/PT walk
391  *
392  * @adev: amdgpu_device pointer
393  * @vm: amdgpu_vm structure
394  * @start: start address of the walk
395  * @cursor: state to initialize
396  *
397  * Initialize a amdgpu_vm_pt_cursor to start a walk.
398  */
399 static void amdgpu_vm_pt_start(struct amdgpu_device *adev,
400                                struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
401                                struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
402 {
403         cursor->pfn = start;
404         cursor->parent = NULL;
405         cursor->entry = &vm->root;
406         cursor->level = adev->vm_manager.root_level;
407 }
408
409 /**
410  * amdgpu_vm_pt_descendant - go to child node
411  *
412  * @adev: amdgpu_device pointer
413  * @cursor: current state
414  *
415  * Walk to the child node of the current node.
416  * Returns:
417  * True if the walk was possible, false otherwise.
418  */
419 static bool amdgpu_vm_pt_descendant(struct amdgpu_device *adev,
420                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
421 {
422         unsigned mask, shift, idx;
423
424         if (!cursor->entry->entries)
425                 return false;
426
427         BUG_ON(!cursor->entry->base.bo);
428         mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor->level);
429         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level);
430
431         ++cursor->level;
432         idx = (cursor->pfn >> shift) & mask;
433         cursor->parent = cursor->entry;
434         cursor->entry = &cursor->entry->entries[idx];
435         return true;
436 }
437
438 /**
439  * amdgpu_vm_pt_sibling - go to sibling node
440  *
441  * @adev: amdgpu_device pointer
442  * @cursor: current state
443  *
444  * Walk to the sibling node of the current node.
445  * Returns:
446  * True if the walk was possible, false otherwise.
447  */
448 static bool amdgpu_vm_pt_sibling(struct amdgpu_device *adev,
449                                  struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
450 {
451         unsigned shift, num_entries;
452
453         /* Root doesn't have a sibling */
454         if (!cursor->parent)
455                 return false;
456
457         /* Go to our parents and see if we got a sibling */
458         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level - 1);
459         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor->level - 1);
460
461         if (cursor->entry == &cursor->parent->entries[num_entries - 1])
462                 return false;
463
464         cursor->pfn += 1ULL << shift;
465         cursor->pfn &= ~((1ULL << shift) - 1);
466         ++cursor->entry;
467         return true;
468 }
469
470 /**
471  * amdgpu_vm_pt_ancestor - go to parent node
472  *
473  * @cursor: current state
474  *
475  * Walk to the parent node of the current node.
476  * Returns:
477  * True if the walk was possible, false otherwise.
478  */
479 static bool amdgpu_vm_pt_ancestor(struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
480 {
481         if (!cursor->parent)
482                 return false;
483
484         --cursor->level;
485         cursor->entry = cursor->parent;
486         cursor->parent = amdgpu_vm_pt_parent(cursor->parent);
487         return true;
488 }
489
490 /**
491  * amdgpu_vm_pt_next - get next PD/PT in hieratchy
492  *
493  * @adev: amdgpu_device pointer
494  * @cursor: current state
495  *
496  * Walk the PD/PT tree to the next node.
497  */
498 static void amdgpu_vm_pt_next(struct amdgpu_device *adev,
499                               struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
500 {
501         /* First try a newborn child */
502         if (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor))
503                 return;
504
505         /* If that didn't worked try to find a sibling */
506         while (!amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor)) {
507                 /* No sibling, go to our parents and grandparents */
508                 if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor)) {
509                         cursor->pfn = ~0ll;
510                         return;
511                 }
512         }
513 }
514
515 /**
516  * amdgpu_vm_pt_first_leaf - get first leaf PD/PT
517  *
518  * @adev: amdgpu_device pointer
519  * @vm: amdgpu_vm structure
520  * @start: start addr of the walk
521  * @cursor: state to initialize
522  *
523  * Start a walk and go directly to the leaf node.
524  */
525 static void amdgpu_vm_pt_first_leaf(struct amdgpu_device *adev,
526                                     struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
527                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
528 {
529         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, start, cursor);
530         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
531 }
532
533 /**
534  * amdgpu_vm_pt_next_leaf - get next leaf PD/PT
535  *
536  * @adev: amdgpu_device pointer
537  * @cursor: current state
538  *
539  * Walk the PD/PT tree to the next leaf node.
540  */
541 static void amdgpu_vm_pt_next_leaf(struct amdgpu_device *adev,
542                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
543 {
544         amdgpu_vm_pt_next(adev, cursor);
545         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
546 }
547
548 /**
549  * for_each_amdgpu_vm_pt_leaf - walk over all leaf PDs/PTs in the hierarchy
550  */
551 #define for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, start, end, cursor)                \
552         for (amdgpu_vm_pt_first_leaf((adev), (vm), (start), &(cursor));         \
553              (cursor).pfn <= end; amdgpu_vm_pt_next_leaf((adev), &(cursor)))
554
555 /**
556  * amdgpu_vm_pt_first_dfs - start a deep first search
557  *
558  * @adev: amdgpu_device structure
559  * @vm: amdgpu_vm structure
560  * @cursor: state to initialize
561  *
562  * Starts a deep first traversal of the PD/PT tree.
563  */
564 static void amdgpu_vm_pt_first_dfs(struct amdgpu_device *adev,
565                                    struct amdgpu_vm *vm,
566                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
567 {
568         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, 0, cursor);
569         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
570 }
571
572 /**
573  * amdgpu_vm_pt_next_dfs - get the next node for a deep first search
574  *
575  * @adev: amdgpu_device structure
576  * @cursor: current state
577  *
578  * Move the cursor to the next node in a deep first search.
579  */
580 static void amdgpu_vm_pt_next_dfs(struct amdgpu_device *adev,
581                                   struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
582 {
583         if (!cursor->entry)
584                 return;
585
586         if (!cursor->parent)
587                 cursor->entry = NULL;
588         else if (amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor))
589                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
590         else
591                 amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor);
592 }
593
594 /**
595  * for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe - safe deep first search of all PDs/PTs
596  */
597 #define for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)                 \
598         for (amdgpu_vm_pt_first_dfs((adev), (vm), &(cursor)),                   \
599              (entry) = (cursor).entry, amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor));\
600              (entry); (entry) = (cursor).entry,                                 \
601              amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor)))
602
603 /**
604  * amdgpu_vm_get_pd_bo - add the VM PD to a validation list
605  *
606  * @vm: vm providing the BOs
607  * @validated: head of validation list
608  * @entry: entry to add
609  *
610  * Add the page directory to the list of BOs to
611  * validate for command submission.
612  */
613 void amdgpu_vm_get_pd_bo(struct amdgpu_vm *vm,
614                          struct list_head *validated,
615                          struct amdgpu_bo_list_entry *entry)
616 {
617         entry->priority = 0;
618         entry->tv.bo = &vm->root.base.bo->tbo;
619         entry->tv.shared = true;
620         entry->user_pages = NULL;
621         list_add(&entry->tv.head, validated);
622 }
623
624 /**
625  * amdgpu_vm_move_to_lru_tail - move all BOs to the end of LRU
626  *
627  * @adev: amdgpu device pointer
628  * @vm: vm providing the BOs
629  *
630  * Move all BOs to the end of LRU and remember their positions to put them
631  * together.
632  */
633 void amdgpu_vm_move_to_lru_tail(struct amdgpu_device *adev,
634                                 struct amdgpu_vm *vm)
635 {
636         struct ttm_bo_global *glob = adev->mman.bdev.glob;
637         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
638
639         if (vm->bulk_moveable) {
640                 spin_lock(&glob->lru_lock);
641                 ttm_bo_bulk_move_lru_tail(&vm->lru_bulk_move);
642                 spin_unlock(&glob->lru_lock);
643                 return;
644         }
645
646         memset(&vm->lru_bulk_move, 0, sizeof(vm->lru_bulk_move));
647
648         spin_lock(&glob->lru_lock);
649         list_for_each_entry(bo_base, &vm->idle, vm_status) {
650                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
651
652                 if (!bo->parent)
653                         continue;
654
655                 ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->tbo, &vm->lru_bulk_move);
656                 if (bo->shadow)
657                         ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->shadow->tbo,
658                                                 &vm->lru_bulk_move);
659         }
660         spin_unlock(&glob->lru_lock);
661
662         vm->bulk_moveable = true;
663 }
664
665 /**
666  * amdgpu_vm_validate_pt_bos - validate the page table BOs
667  *
668  * @adev: amdgpu device pointer
669  * @vm: vm providing the BOs
670  * @validate: callback to do the validation
671  * @param: parameter for the validation callback
672  *
673  * Validate the page table BOs on command submission if neccessary.
674  *
675  * Returns:
676  * Validation result.
677  */
678 int amdgpu_vm_validate_pt_bos(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
679                               int (*validate)(void *p, struct amdgpu_bo *bo),
680                               void *param)
681 {
682         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base, *tmp;
683         int r = 0;
684
685         vm->bulk_moveable &= list_empty(&vm->evicted);
686
687         list_for_each_entry_safe(bo_base, tmp, &vm->evicted, vm_status) {
688                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
689
690                 r = validate(param, bo);
691                 if (r)
692                         break;
693
694                 if (bo->tbo.type != ttm_bo_type_kernel) {
695                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
696                 } else {
697                         if (vm->use_cpu_for_update)
698                                 r = amdgpu_bo_kmap(bo, NULL);
699                         else
700                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
701                         if (r)
702                                 break;
703                         if (bo->shadow) {
704                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->shadow->tbo);
705                                 if (r)
706                                         break;
707                         }
708                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
709                 }
710         }
711
712         return r;
713 }
714
715 /**
716  * amdgpu_vm_ready - check VM is ready for updates
717  *
718  * @vm: VM to check
719  *
720  * Check if all VM PDs/PTs are ready for updates
721  *
722  * Returns:
723  * True if eviction list is empty.
724  */
725 bool amdgpu_vm_ready(struct amdgpu_vm *vm)
726 {
727         return list_empty(&vm->evicted);
728 }
729
730 /**
731  * amdgpu_vm_clear_bo - initially clear the PDs/PTs
732  *
733  * @adev: amdgpu_device pointer
734  * @vm: VM to clear BO from
735  * @bo: BO to clear
736  * @level: level this BO is at
737  * @pte_support_ats: indicate ATS support from PTE
738  *
739  * Root PD needs to be reserved when calling this.
740  *
741  * Returns:
742  * 0 on success, errno otherwise.
743  */
744 static int amdgpu_vm_clear_bo(struct amdgpu_device *adev,
745                               struct amdgpu_vm *vm, struct amdgpu_bo *bo,
746                               unsigned level, bool pte_support_ats)
747 {
748         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
749         struct dma_fence *fence = NULL;
750         unsigned entries, ats_entries;
751         struct amdgpu_ring *ring;
752         struct amdgpu_job *job;
753         uint64_t addr;
754         int r;
755
756         entries = amdgpu_bo_size(bo) / 8;
757
758         if (pte_support_ats) {
759                 if (level == adev->vm_manager.root_level) {
760                         ats_entries = amdgpu_vm_level_shift(adev, level);
761                         ats_entries += AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT;
762                         ats_entries = AMDGPU_GMC_HOLE_START >> ats_entries;
763                         ats_entries = min(ats_entries, entries);
764                         entries -= ats_entries;
765                 } else {
766                         ats_entries = entries;
767                         entries = 0;
768                 }
769         } else {
770                 ats_entries = 0;
771         }
772
773         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
774
775         r = reservation_object_reserve_shared(bo->tbo.resv);
776         if (r)
777                 return r;
778
779         r = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
780         if (r)
781                 goto error;
782
783         r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
784         if (r)
785                 return r;
786
787         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, 64, &job);
788         if (r)
789                 goto error;
790
791         addr = amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
792         if (ats_entries) {
793                 uint64_t ats_value;
794
795                 ats_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
796                 if (level != AMDGPU_VM_PTB)
797                         ats_value |= AMDGPU_PDE_PTE;
798
799                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
800                                       ats_entries, 0, ats_value);
801                 addr += ats_entries * 8;
802         }
803
804         if (entries)
805                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
806                                       entries, 0, 0);
807
808         amdgpu_ring_pad_ib(ring, &job->ibs[0]);
809
810         WARN_ON(job->ibs[0].length_dw > 64);
811         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, bo->tbo.resv,
812                              AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED, false);
813         if (r)
814                 goto error_free;
815
816         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED,
817                               &fence);
818         if (r)
819                 goto error_free;
820
821         amdgpu_bo_fence(bo, fence, true);
822         dma_fence_put(fence);
823
824         if (bo->shadow)
825                 return amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, bo->shadow,
826                                           level, pte_support_ats);
827
828         return 0;
829
830 error_free:
831         amdgpu_job_free(job);
832
833 error:
834         return r;
835 }
836
837 /**
838  * amdgpu_vm_bo_param - fill in parameters for PD/PT allocation
839  *
840  * @adev: amdgpu_device pointer
841  * @vm: requesting vm
842  * @bp: resulting BO allocation parameters
843  */
844 static void amdgpu_vm_bo_param(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
845                                int level, struct amdgpu_bo_param *bp)
846 {
847         memset(bp, 0, sizeof(*bp));
848
849         bp->size = amdgpu_vm_bo_size(adev, level);
850         bp->byte_align = AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
851         bp->domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM;
852         if (bp->size <= PAGE_SIZE && adev->asic_type >= CHIP_VEGA10 &&
853             adev->flags & AMD_IS_APU)
854                 bp->domain |= AMDGPU_GEM_DOMAIN_GTT;
855         bp->domain = amdgpu_bo_get_preferred_pin_domain(adev, bp->domain);
856         bp->flags = AMDGPU_GEM_CREATE_VRAM_CONTIGUOUS |
857                 AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_GTT_USWC;
858         if (vm->use_cpu_for_update)
859                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED;
860         else if (!vm->root.base.bo || vm->root.base.bo->shadow)
861                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
862         bp->type = ttm_bo_type_kernel;
863         if (vm->root.base.bo)
864                 bp->resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
865 }
866
867 /**
868  * amdgpu_vm_alloc_pts - Allocate page tables.
869  *
870  * @adev: amdgpu_device pointer
871  * @vm: VM to allocate page tables for
872  * @saddr: Start address which needs to be allocated
873  * @size: Size from start address we need.
874  *
875  * Make sure the page directories and page tables are allocated
876  *
877  * Returns:
878  * 0 on success, errno otherwise.
879  */
880 int amdgpu_vm_alloc_pts(struct amdgpu_device *adev,
881                         struct amdgpu_vm *vm,
882                         uint64_t saddr, uint64_t size)
883 {
884         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
885         struct amdgpu_bo *pt;
886         bool ats = false;
887         uint64_t eaddr;
888         int r;
889
890         /* validate the parameters */
891         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
892                 return -EINVAL;
893
894         eaddr = saddr + size - 1;
895
896         if (vm->pte_support_ats)
897                 ats = saddr < AMDGPU_GMC_HOLE_START;
898
899         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
900         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
901
902         if (eaddr >= adev->vm_manager.max_pfn) {
903                 dev_err(adev->dev, "va above limit (0x%08llX >= 0x%08llX)\n",
904                         eaddr, adev->vm_manager.max_pfn);
905                 return -EINVAL;
906         }
907
908         for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, saddr, eaddr, cursor) {
909                 struct amdgpu_vm_pt *entry = cursor.entry;
910                 struct amdgpu_bo_param bp;
911
912                 if (cursor.level < AMDGPU_VM_PTB) {
913                         unsigned num_entries;
914
915                         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor.level);
916                         entry->entries = kvmalloc_array(num_entries,
917                                                         sizeof(*entry->entries),
918                                                         GFP_KERNEL |
919                                                         __GFP_ZERO);
920                         if (!entry->entries)
921                                 return -ENOMEM;
922                 }
923
924
925                 if (entry->base.bo)
926                         continue;
927
928                 amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, cursor.level, &bp);
929
930                 r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &pt);
931                 if (r)
932                         return r;
933
934                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, pt, cursor.level, ats);
935                 if (r)
936                         goto error_free_pt;
937
938                 if (vm->use_cpu_for_update) {
939                         r = amdgpu_bo_kmap(pt, NULL);
940                         if (r)
941                                 goto error_free_pt;
942                 }
943
944                 /* Keep a reference to the root directory to avoid
945                 * freeing them up in the wrong order.
946                 */
947                 pt->parent = amdgpu_bo_ref(cursor.parent->base.bo);
948
949                 amdgpu_vm_bo_base_init(&entry->base, vm, pt);
950         }
951
952         return 0;
953
954 error_free_pt:
955         amdgpu_bo_unref(&pt->shadow);
956         amdgpu_bo_unref(&pt);
957         return r;
958 }
959
960 /**
961  * amdgpu_vm_free_pts - free PD/PT levels
962  *
963  * @adev: amdgpu device structure
964  * @vm: amdgpu vm structure
965  *
966  * Free the page directory or page table level and all sub levels.
967  */
968 static void amdgpu_vm_free_pts(struct amdgpu_device *adev,
969                                struct amdgpu_vm *vm)
970 {
971         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
972         struct amdgpu_vm_pt *entry;
973
974         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry) {
975
976                 if (entry->base.bo) {
977                         entry->base.bo->vm_bo = NULL;
978                         list_del(&entry->base.vm_status);
979                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo->shadow);
980                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo);
981                 }
982                 kvfree(entry->entries);
983         }
984
985         BUG_ON(vm->root.base.bo);
986 }
987
988 /**
989  * amdgpu_vm_check_compute_bug - check whether asic has compute vm bug
990  *
991  * @adev: amdgpu_device pointer
992  */
993 void amdgpu_vm_check_compute_bug(struct amdgpu_device *adev)
994 {
995         const struct amdgpu_ip_block *ip_block;
996         bool has_compute_vm_bug;
997         struct amdgpu_ring *ring;
998         int i;
999
1000         has_compute_vm_bug = false;
1001
1002         ip_block = amdgpu_device_ip_get_ip_block(adev, AMD_IP_BLOCK_TYPE_GFX);
1003         if (ip_block) {
1004                 /* Compute has a VM bug for GFX version < 7.
1005                    Compute has a VM bug for GFX 8 MEC firmware version < 673.*/
1006                 if (ip_block->version->major <= 7)
1007                         has_compute_vm_bug = true;
1008                 else if (ip_block->version->major == 8)
1009                         if (adev->gfx.mec_fw_version < 673)
1010                                 has_compute_vm_bug = true;
1011         }
1012
1013         for (i = 0; i < adev->num_rings; i++) {
1014                 ring = adev->rings[i];
1015                 if (ring->funcs->type == AMDGPU_RING_TYPE_COMPUTE)
1016                         /* only compute rings */
1017                         ring->has_compute_vm_bug = has_compute_vm_bug;
1018                 else
1019                         ring->has_compute_vm_bug = false;
1020         }
1021 }
1022
1023 /**
1024  * amdgpu_vm_need_pipeline_sync - Check if pipe sync is needed for job.
1025  *
1026  * @ring: ring on which the job will be submitted
1027  * @job: job to submit
1028  *
1029  * Returns:
1030  * True if sync is needed.
1031  */
1032 bool amdgpu_vm_need_pipeline_sync(struct amdgpu_ring *ring,
1033                                   struct amdgpu_job *job)
1034 {
1035         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1036         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1037         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1038         struct amdgpu_vmid *id;
1039         bool gds_switch_needed;
1040         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush || ring->has_compute_vm_bug;
1041
1042         if (job->vmid == 0)
1043                 return false;
1044         id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1045         gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1046                 id->gds_base != job->gds_base ||
1047                 id->gds_size != job->gds_size ||
1048                 id->gws_base != job->gws_base ||
1049                 id->gws_size != job->gws_size ||
1050                 id->oa_base != job->oa_base ||
1051                 id->oa_size != job->oa_size);
1052
1053         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id))
1054                 return true;
1055
1056         return vm_flush_needed || gds_switch_needed;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * amdgpu_vm_flush - hardware flush the vm
1061  *
1062  * @ring: ring to use for flush
1063  * @job:  related job
1064  * @need_pipe_sync: is pipe sync needed
1065  *
1066  * Emit a VM flush when it is necessary.
1067  *
1068  * Returns:
1069  * 0 on success, errno otherwise.
1070  */
1071 int amdgpu_vm_flush(struct amdgpu_ring *ring, struct amdgpu_job *job, bool need_pipe_sync)
1072 {
1073         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1074         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1075         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1076         struct amdgpu_vmid *id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1077         bool gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1078                 id->gds_base != job->gds_base ||
1079                 id->gds_size != job->gds_size ||
1080                 id->gws_base != job->gws_base ||
1081                 id->gws_size != job->gws_size ||
1082                 id->oa_base != job->oa_base ||
1083                 id->oa_size != job->oa_size);
1084         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush;
1085         bool pasid_mapping_needed = id->pasid != job->pasid ||
1086                 !id->pasid_mapping ||
1087                 !dma_fence_is_signaled(id->pasid_mapping);
1088         struct dma_fence *fence = NULL;
1089         unsigned patch_offset = 0;
1090         int r;
1091
1092         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id)) {
1093                 gds_switch_needed = true;
1094                 vm_flush_needed = true;
1095                 pasid_mapping_needed = true;
1096         }
1097
1098         gds_switch_needed &= !!ring->funcs->emit_gds_switch;
1099         vm_flush_needed &= !!ring->funcs->emit_vm_flush  &&
1100                         job->vm_pd_addr != AMDGPU_BO_INVALID_OFFSET;
1101         pasid_mapping_needed &= adev->gmc.gmc_funcs->emit_pasid_mapping &&
1102                 ring->funcs->emit_wreg;
1103
1104         if (!vm_flush_needed && !gds_switch_needed && !need_pipe_sync)
1105                 return 0;
1106
1107         if (ring->funcs->init_cond_exec)
1108                 patch_offset = amdgpu_ring_init_cond_exec(ring);
1109
1110         if (need_pipe_sync)
1111                 amdgpu_ring_emit_pipeline_sync(ring);
1112
1113         if (vm_flush_needed) {
1114                 trace_amdgpu_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1115                 amdgpu_ring_emit_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1116         }
1117
1118         if (pasid_mapping_needed)
1119                 amdgpu_gmc_emit_pasid_mapping(ring, job->vmid, job->pasid);
1120
1121         if (vm_flush_needed || pasid_mapping_needed) {
1122                 r = amdgpu_fence_emit(ring, &fence, 0);
1123                 if (r)
1124                         return r;
1125         }
1126
1127         if (vm_flush_needed) {
1128                 mutex_lock(&id_mgr->lock);
1129                 dma_fence_put(id->last_flush);
1130                 id->last_flush = dma_fence_get(fence);
1131                 id->current_gpu_reset_count =
1132                         atomic_read(&adev->gpu_reset_counter);
1133                 mutex_unlock(&id_mgr->lock);
1134         }
1135
1136         if (pasid_mapping_needed) {
1137                 id->pasid = job->pasid;
1138                 dma_fence_put(id->pasid_mapping);
1139                 id->pasid_mapping = dma_fence_get(fence);
1140         }
1141         dma_fence_put(fence);
1142
1143         if (ring->funcs->emit_gds_switch && gds_switch_needed) {
1144                 id->gds_base = job->gds_base;
1145                 id->gds_size = job->gds_size;
1146                 id->gws_base = job->gws_base;
1147                 id->gws_size = job->gws_size;
1148                 id->oa_base = job->oa_base;
1149                 id->oa_size = job->oa_size;
1150                 amdgpu_ring_emit_gds_switch(ring, job->vmid, job->gds_base,
1151                                             job->gds_size, job->gws_base,
1152                                             job->gws_size, job->oa_base,
1153                                             job->oa_size);
1154         }
1155
1156         if (ring->funcs->patch_cond_exec)
1157                 amdgpu_ring_patch_cond_exec(ring, patch_offset);
1158
1159         /* the double SWITCH_BUFFER here *cannot* be skipped by COND_EXEC */
1160         if (ring->funcs->emit_switch_buffer) {
1161                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1162                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1163         }
1164         return 0;
1165 }
1166
1167 /**
1168  * amdgpu_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
1169  *
1170  * @vm: requested vm
1171  * @bo: requested buffer object
1172  *
1173  * Find @bo inside the requested vm.
1174  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
1175  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
1176  *
1177  * Object has to be reserved!
1178  *
1179  * Returns:
1180  * Found bo_va or NULL.
1181  */
1182 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_find(struct amdgpu_vm *vm,
1183                                        struct amdgpu_bo *bo)
1184 {
1185         struct amdgpu_vm_bo_base *base;
1186
1187         for (base = bo->vm_bo; base; base = base->next) {
1188                 if (base->vm != vm)
1189                         continue;
1190
1191                 return container_of(base, struct amdgpu_bo_va, base);
1192         }
1193         return NULL;
1194 }
1195
1196 /**
1197  * amdgpu_vm_do_set_ptes - helper to call the right asic function
1198  *
1199  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1200  * @bo: PD/PT to update
1201  * @pe: addr of the page entry
1202  * @addr: dst addr to write into pe
1203  * @count: number of page entries to update
1204  * @incr: increase next addr by incr bytes
1205  * @flags: hw access flags
1206  *
1207  * Traces the parameters and calls the right asic functions
1208  * to setup the page table using the DMA.
1209  */
1210 static void amdgpu_vm_do_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1211                                   struct amdgpu_bo *bo,
1212                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1213                                   unsigned count, uint32_t incr,
1214                                   uint64_t flags)
1215 {
1216         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1217         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1218
1219         if (count < 3) {
1220                 amdgpu_vm_write_pte(params->adev, params->ib, pe,
1221                                     addr | flags, count, incr);
1222
1223         } else {
1224                 amdgpu_vm_set_pte_pde(params->adev, params->ib, pe, addr,
1225                                       count, incr, flags);
1226         }
1227 }
1228
1229 /**
1230  * amdgpu_vm_do_copy_ptes - copy the PTEs from the GART
1231  *
1232  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1233  * @bo: PD/PT to update
1234  * @pe: addr of the page entry
1235  * @addr: dst addr to write into pe
1236  * @count: number of page entries to update
1237  * @incr: increase next addr by incr bytes
1238  * @flags: hw access flags
1239  *
1240  * Traces the parameters and calls the DMA function to copy the PTEs.
1241  */
1242 static void amdgpu_vm_do_copy_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1243                                    struct amdgpu_bo *bo,
1244                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1245                                    unsigned count, uint32_t incr,
1246                                    uint64_t flags)
1247 {
1248         uint64_t src = (params->src + (addr >> 12) * 8);
1249
1250         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1251         trace_amdgpu_vm_copy_ptes(pe, src, count);
1252
1253         amdgpu_vm_copy_pte(params->adev, params->ib, pe, src, count);
1254 }
1255
1256 /**
1257  * amdgpu_vm_map_gart - Resolve gart mapping of addr
1258  *
1259  * @pages_addr: optional DMA address to use for lookup
1260  * @addr: the unmapped addr
1261  *
1262  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
1263  * to.
1264  *
1265  * Returns:
1266  * The pointer for the page table entry.
1267  */
1268 static uint64_t amdgpu_vm_map_gart(const dma_addr_t *pages_addr, uint64_t addr)
1269 {
1270         uint64_t result;
1271
1272         /* page table offset */
1273         result = pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
1274
1275         /* in case cpu page size != gpu page size*/
1276         result |= addr & (~PAGE_MASK);
1277
1278         result &= 0xFFFFFFFFFFFFF000ULL;
1279
1280         return result;
1281 }
1282
1283 /**
1284  * amdgpu_vm_cpu_set_ptes - helper to update page tables via CPU
1285  *
1286  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1287  * @bo: PD/PT to update
1288  * @pe: kmap addr of the page entry
1289  * @addr: dst addr to write into pe
1290  * @count: number of page entries to update
1291  * @incr: increase next addr by incr bytes
1292  * @flags: hw access flags
1293  *
1294  * Write count number of PT/PD entries directly.
1295  */
1296 static void amdgpu_vm_cpu_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1297                                    struct amdgpu_bo *bo,
1298                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1299                                    unsigned count, uint32_t incr,
1300                                    uint64_t flags)
1301 {
1302         unsigned int i;
1303         uint64_t value;
1304
1305         pe += (unsigned long)amdgpu_bo_kptr(bo);
1306
1307         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1308
1309         for (i = 0; i < count; i++) {
1310                 value = params->pages_addr ?
1311                         amdgpu_vm_map_gart(params->pages_addr, addr) :
1312                         addr;
1313                 amdgpu_gmc_set_pte_pde(params->adev, (void *)(uintptr_t)pe,
1314                                        i, value, flags);
1315                 addr += incr;
1316         }
1317 }
1318
1319
1320 /**
1321  * amdgpu_vm_wait_pd - Wait for PT BOs to be free.
1322  *
1323  * @adev: amdgpu_device pointer
1324  * @vm: related vm
1325  * @owner: fence owner
1326  *
1327  * Returns:
1328  * 0 on success, errno otherwise.
1329  */
1330 static int amdgpu_vm_wait_pd(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
1331                              void *owner)
1332 {
1333         struct amdgpu_sync sync;
1334         int r;
1335
1336         amdgpu_sync_create(&sync);
1337         amdgpu_sync_resv(adev, &sync, vm->root.base.bo->tbo.resv, owner, false);
1338         r = amdgpu_sync_wait(&sync, true);
1339         amdgpu_sync_free(&sync);
1340
1341         return r;
1342 }
1343
1344 /**
1345  * amdgpu_vm_update_func - helper to call update function
1346  *
1347  * Calls the update function for both the given BO as well as its shadow.
1348  */
1349 static void amdgpu_vm_update_func(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1350                                   struct amdgpu_bo *bo,
1351                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1352                                   unsigned count, uint32_t incr,
1353                                   uint64_t flags)
1354 {
1355         if (bo->shadow)
1356                 params->func(params, bo->shadow, pe, addr, count, incr, flags);
1357         params->func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * amdgpu_vm_update_pde - update a single level in the hierarchy
1362  *
1363  * @param: parameters for the update
1364  * @vm: requested vm
1365  * @parent: parent directory
1366  * @entry: entry to update
1367  *
1368  * Makes sure the requested entry in parent is up to date.
1369  */
1370 static void amdgpu_vm_update_pde(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1371                                  struct amdgpu_vm *vm,
1372                                  struct amdgpu_vm_pt *parent,
1373                                  struct amdgpu_vm_pt *entry)
1374 {
1375         struct amdgpu_bo *bo = parent->base.bo, *pbo;
1376         uint64_t pde, pt, flags;
1377         unsigned level;
1378
1379         /* Don't update huge pages here */
1380         if (entry->huge)
1381                 return;
1382
1383         for (level = 0, pbo = bo->parent; pbo; ++level)
1384                 pbo = pbo->parent;
1385
1386         level += params->adev->vm_manager.root_level;
1387         amdgpu_gmc_get_pde_for_bo(entry->base.bo, level, &pt, &flags);
1388         pde = (entry - parent->entries) * 8;
1389         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pde, pt, 1, 0, flags);
1390 }
1391
1392 /*
1393  * amdgpu_vm_invalidate_pds - mark all PDs as invalid
1394  *
1395  * @adev: amdgpu_device pointer
1396  * @vm: related vm
1397  *
1398  * Mark all PD level as invalid after an error.
1399  */
1400 static void amdgpu_vm_invalidate_pds(struct amdgpu_device *adev,
1401                                      struct amdgpu_vm *vm)
1402 {
1403         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1404         struct amdgpu_vm_pt *entry;
1405
1406         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)
1407                 if (entry->base.bo && !entry->base.moved)
1408                         amdgpu_vm_bo_relocated(&entry->base);
1409 }
1410
1411 /*
1412  * amdgpu_vm_update_directories - make sure that all directories are valid
1413  *
1414  * @adev: amdgpu_device pointer
1415  * @vm: requested vm
1416  *
1417  * Makes sure all directories are up to date.
1418  *
1419  * Returns:
1420  * 0 for success, error for failure.
1421  */
1422 int amdgpu_vm_update_directories(struct amdgpu_device *adev,
1423                                  struct amdgpu_vm *vm)
1424 {
1425         struct amdgpu_pte_update_params params;
1426         struct amdgpu_job *job;
1427         unsigned ndw = 0;
1428         int r = 0;
1429
1430         if (list_empty(&vm->relocated))
1431                 return 0;
1432
1433 restart:
1434         memset(&params, 0, sizeof(params));
1435         params.adev = adev;
1436
1437         if (vm->use_cpu_for_update) {
1438                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM);
1439                 if (unlikely(r))
1440                         return r;
1441
1442                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1443         } else {
1444                 ndw = 512 * 8;
1445                 r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1446                 if (r)
1447                         return r;
1448
1449                 params.ib = &job->ibs[0];
1450                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1451         }
1452
1453         while (!list_empty(&vm->relocated)) {
1454                 struct amdgpu_vm_pt *pt, *entry;
1455
1456                 entry = list_first_entry(&vm->relocated, struct amdgpu_vm_pt,
1457                                          base.vm_status);
1458                 amdgpu_vm_bo_idle(&entry->base);
1459
1460                 pt = amdgpu_vm_pt_parent(entry);
1461                 if (!pt)
1462                         continue;
1463
1464                 amdgpu_vm_update_pde(&params, vm, pt, entry);
1465
1466                 if (!vm->use_cpu_for_update &&
1467                     (ndw - params.ib->length_dw) < 32)
1468                         break;
1469         }
1470
1471         if (vm->use_cpu_for_update) {
1472                 /* Flush HDP */
1473                 mb();
1474                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
1475         } else if (params.ib->length_dw == 0) {
1476                 amdgpu_job_free(job);
1477         } else {
1478                 struct amdgpu_bo *root = vm->root.base.bo;
1479                 struct amdgpu_ring *ring;
1480                 struct dma_fence *fence;
1481
1482                 ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring,
1483                                     sched);
1484
1485                 amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1486                 amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, root->tbo.resv,
1487                                  AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, false);
1488                 WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1489                 r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM,
1490                                       &fence);
1491                 if (r)
1492                         goto error;
1493
1494                 amdgpu_bo_fence(root, fence, true);
1495                 dma_fence_put(vm->last_update);
1496                 vm->last_update = fence;
1497         }
1498
1499         if (!list_empty(&vm->relocated))
1500                 goto restart;
1501
1502         return 0;
1503
1504 error:
1505         amdgpu_vm_invalidate_pds(adev, vm);
1506         amdgpu_job_free(job);
1507         return r;
1508 }
1509
1510 /**
1511  * amdgpu_vm_update_huge - figure out parameters for PTE updates
1512  *
1513  * Make sure to set the right flags for the PTEs at the desired level.
1514  */
1515 static void amdgpu_vm_update_huge(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1516                                   struct amdgpu_bo *bo, unsigned level,
1517                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1518                                   unsigned count, uint32_t incr,
1519                                   uint64_t flags)
1520
1521 {
1522         if (level != AMDGPU_VM_PTB) {
1523                 flags |= AMDGPU_PDE_PTE;
1524                 amdgpu_gmc_get_vm_pde(params->adev, level, &addr, &flags);
1525         }
1526
1527         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1528 }
1529
1530 /**
1531  * amdgpu_vm_fragment - get fragment for PTEs
1532  *
1533  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1534  * @start: first PTE to handle
1535  * @end: last PTE to handle
1536  * @flags: hw mapping flags
1537  * @frag: resulting fragment size
1538  * @frag_end: end of this fragment
1539  *
1540  * Returns the first possible fragment for the start and end address.
1541  */
1542 static void amdgpu_vm_fragment(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1543                                uint64_t start, uint64_t end, uint64_t flags,
1544                                unsigned int *frag, uint64_t *frag_end)
1545 {
1546         /**
1547          * The MC L1 TLB supports variable sized pages, based on a fragment
1548          * field in the PTE. When this field is set to a non-zero value, page
1549          * granularity is increased from 4KB to (1 << (12 + frag)). The PTE
1550          * flags are considered valid for all PTEs within the fragment range
1551          * and corresponding mappings are assumed to be physically contiguous.
1552          *
1553          * The L1 TLB can store a single PTE for the whole fragment,
1554          * significantly increasing the space available for translation
1555          * caching. This leads to large improvements in throughput when the
1556          * TLB is under pressure.
1557          *
1558          * The L2 TLB distributes small and large fragments into two
1559          * asymmetric partitions. The large fragment cache is significantly
1560          * larger. Thus, we try to use large fragments wherever possible.
1561          * Userspace can support this by aligning virtual base address and
1562          * allocation size to the fragment size.
1563          *
1564          * Starting with Vega10 the fragment size only controls the L1. The L2
1565          * is now directly feed with small/huge/giant pages from the walker.
1566          */
1567         unsigned max_frag;
1568
1569         if (params->adev->asic_type < CHIP_VEGA10)
1570                 max_frag = params->adev->vm_manager.fragment_size;
1571         else
1572                 max_frag = 31;
1573
1574         /* system pages are non continuously */
1575         if (params->src) {
1576                 *frag = 0;
1577                 *frag_end = end;
1578                 return;
1579         }
1580
1581         /* This intentionally wraps around if no bit is set */
1582         *frag = min((unsigned)ffs(start) - 1, (unsigned)fls64(end - start) - 1);
1583         if (*frag >= max_frag) {
1584                 *frag = max_frag;
1585                 *frag_end = end & ~((1ULL << max_frag) - 1);
1586         } else {
1587                 *frag_end = start + (1 << *frag);
1588         }
1589 }
1590
1591 /**
1592  * amdgpu_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
1593  *
1594  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1595  * @start: start of GPU address range
1596  * @end: end of GPU address range
1597  * @dst: destination address to map to, the next dst inside the function
1598  * @flags: mapping flags
1599  *
1600  * Update the page tables in the range @start - @end.
1601  *
1602  * Returns:
1603  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1604  */
1605 static int amdgpu_vm_update_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1606                                  uint64_t start, uint64_t end,
1607                                  uint64_t dst, uint64_t flags)
1608 {
1609         struct amdgpu_device *adev = params->adev;
1610         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1611         uint64_t frag_start = start, frag_end;
1612         unsigned int frag;
1613
1614         /* figure out the initial fragment */
1615         amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end, flags, &frag, &frag_end);
1616
1617         /* walk over the address space and update the PTs */
1618         amdgpu_vm_pt_start(adev, params->vm, start, &cursor);
1619         while (cursor.pfn < end) {
1620                 struct amdgpu_bo *pt = cursor.entry->base.bo;
1621                 unsigned shift, parent_shift, mask;
1622                 uint64_t incr, entry_end, pe_start;
1623
1624                 if (!pt)
1625                         return -ENOENT;
1626
1627                 /* The root level can't be a huge page */
1628                 if (cursor.level == adev->vm_manager.root_level) {
1629                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1630                                 return -ENOENT;
1631                         continue;
1632                 }
1633
1634                 /* First check if the entry is already handled */
1635                 if (cursor.pfn < frag_start) {
1636                         cursor.entry->huge = true;
1637                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1638                         continue;
1639                 }
1640
1641                 /* If it isn't already handled it can't be a huge page */
1642                 if (cursor.entry->huge) {
1643                         /* Add the entry to the relocated list to update it. */
1644                         cursor.entry->huge = false;
1645                         amdgpu_vm_bo_relocated(&cursor.entry->base);
1646                 }
1647
1648                 shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level);
1649                 parent_shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level - 1);
1650                 if (adev->asic_type < CHIP_VEGA10) {
1651                         /* No huge page support before GMC v9 */
1652                         if (cursor.level != AMDGPU_VM_PTB) {
1653                                 if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1654                                         return -ENOENT;
1655                                 continue;
1656                         }
1657                 } else if (frag < shift) {
1658                         /* We can't use this level when the fragment size is
1659                          * smaller than the address shift. Go to the next
1660                          * child entry and try again.
1661                          */
1662                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1663                                 return -ENOENT;
1664                         continue;
1665                 } else if (frag >= parent_shift) {
1666                         /* If the fragment size is even larger than the parent
1667                          * shift we should go up one level and check it again.
1668                          */
1669                         if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(&cursor))
1670                                 return -ENOENT;
1671                         continue;
1672                 }
1673
1674                 /* Looks good so far, calculate parameters for the update */
1675                 incr = AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1676                 mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor.level);
1677                 pe_start = ((cursor.pfn >> shift) & mask) * 8;
1678                 entry_end = (mask + 1) << shift;
1679                 entry_end += cursor.pfn & ~(entry_end - 1);
1680                 entry_end = min(entry_end, end);
1681
1682                 do {
1683                         uint64_t upd_end = min(entry_end, frag_end);
1684                         unsigned nptes = (upd_end - frag_start) >> shift;
1685
1686                         amdgpu_vm_update_huge(params, pt, cursor.level,
1687                                               pe_start, dst, nptes, incr,
1688                                               flags | AMDGPU_PTE_FRAG(frag));
1689
1690                         pe_start += nptes * 8;
1691                         dst += nptes * AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1692
1693                         frag_start = upd_end;
1694                         if (frag_start >= frag_end) {
1695                                 /* figure out the next fragment */
1696                                 amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end,
1697                                                    flags, &frag, &frag_end);
1698                                 if (frag < shift)
1699                                         break;
1700                         }
1701                 } while (frag_start < entry_end);
1702
1703                 if (frag >= shift)
1704                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1705         }
1706
1707         return 0;
1708 }
1709
1710 /**
1711  * amdgpu_vm_bo_update_mapping - update a mapping in the vm page table
1712  *
1713  * @adev: amdgpu_device pointer
1714  * @exclusive: fence we need to sync to
1715  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1716  * @vm: requested vm
1717  * @start: start of mapped range
1718  * @last: last mapped entry
1719  * @flags: flags for the entries
1720  * @addr: addr to set the area to
1721  * @fence: optional resulting fence
1722  *
1723  * Fill in the page table entries between @start and @last.
1724  *
1725  * Returns:
1726  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1727  */
1728 static int amdgpu_vm_bo_update_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1729                                        struct dma_fence *exclusive,
1730                                        dma_addr_t *pages_addr,
1731                                        struct amdgpu_vm *vm,
1732                                        uint64_t start, uint64_t last,
1733                                        uint64_t flags, uint64_t addr,
1734                                        struct dma_fence **fence)
1735 {
1736         struct amdgpu_ring *ring;
1737         void *owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_VM;
1738         unsigned nptes, ncmds, ndw;
1739         struct amdgpu_job *job;
1740         struct amdgpu_pte_update_params params;
1741         struct dma_fence *f = NULL;
1742         int r;
1743
1744         memset(&params, 0, sizeof(params));
1745         params.adev = adev;
1746         params.vm = vm;
1747
1748         /* sync to everything on unmapping */
1749         if (!(flags & AMDGPU_PTE_VALID))
1750                 owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED;
1751
1752         if (vm->use_cpu_for_update) {
1753                 /* params.src is used as flag to indicate system Memory */
1754                 if (pages_addr)
1755                         params.src = ~0;
1756
1757                 /* Wait for PT BOs to be free. PTs share the same resv. object
1758                  * as the root PD BO
1759                  */
1760                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, owner);
1761                 if (unlikely(r))
1762                         return r;
1763
1764                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1765                 params.pages_addr = pages_addr;
1766                 return amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1,
1767                                              addr, flags);
1768         }
1769
1770         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
1771
1772         nptes = last - start + 1;
1773
1774         /*
1775          * reserve space for two commands every (1 << BLOCK_SIZE)
1776          *  entries or 2k dwords (whatever is smaller)
1777          *
1778          * The second command is for the shadow pagetables.
1779          */
1780         if (vm->root.base.bo->shadow)
1781                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1) * 2;
1782         else
1783                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1);
1784
1785         /* padding, etc. */
1786         ndw = 64;
1787
1788         if (pages_addr) {
1789                 /* copy commands needed */
1790                 ndw += ncmds * adev->vm_manager.vm_pte_funcs->copy_pte_num_dw;
1791
1792                 /* and also PTEs */
1793                 ndw += nptes * 2;
1794
1795                 params.func = amdgpu_vm_do_copy_ptes;
1796
1797         } else {
1798                 /* set page commands needed */
1799                 ndw += ncmds * 10;
1800
1801                 /* extra commands for begin/end fragments */
1802                 if (vm->root.base.bo->shadow)
1803                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size * 2;
1804                 else
1805                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size;
1806
1807                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1808         }
1809
1810         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1811         if (r)
1812                 return r;
1813
1814         params.ib = &job->ibs[0];
1815
1816         if (pages_addr) {
1817                 uint64_t *pte;
1818                 unsigned i;
1819
1820                 /* Put the PTEs at the end of the IB. */
1821                 i = ndw - nptes * 2;
1822                 pte= (uint64_t *)&(job->ibs->ptr[i]);
1823                 params.src = job->ibs->gpu_addr + i * 4;
1824
1825                 for (i = 0; i < nptes; ++i) {
1826                         pte[i] = amdgpu_vm_map_gart(pages_addr, addr + i *
1827                                                     AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
1828                         pte[i] |= flags;
1829                 }
1830                 addr = 0;
1831         }
1832
1833         r = amdgpu_sync_fence(adev, &job->sync, exclusive, false);
1834         if (r)
1835                 goto error_free;
1836
1837         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, vm->root.base.bo->tbo.resv,
1838                              owner, false);
1839         if (r)
1840                 goto error_free;
1841
1842         r = reservation_object_reserve_shared(vm->root.base.bo->tbo.resv);
1843         if (r)
1844                 goto error_free;
1845
1846         r = amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1, addr, flags);
1847         if (r)
1848                 goto error_free;
1849
1850         amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1851         WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1852         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, &f);
1853         if (r)
1854                 goto error_free;
1855
1856         amdgpu_bo_fence(vm->root.base.bo, f, true);
1857         dma_fence_put(*fence);
1858         *fence = f;
1859         return 0;
1860
1861 error_free:
1862         amdgpu_job_free(job);
1863         return r;
1864 }
1865
1866 /**
1867  * amdgpu_vm_bo_split_mapping - split a mapping into smaller chunks
1868  *
1869  * @adev: amdgpu_device pointer
1870  * @exclusive: fence we need to sync to
1871  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1872  * @vm: requested vm
1873  * @mapping: mapped range and flags to use for the update
1874  * @flags: HW flags for the mapping
1875  * @nodes: array of drm_mm_nodes with the MC addresses
1876  * @fence: optional resulting fence
1877  *
1878  * Split the mapping into smaller chunks so that each update fits
1879  * into a SDMA IB.
1880  *
1881  * Returns:
1882  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1883  */
1884 static int amdgpu_vm_bo_split_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1885                                       struct dma_fence *exclusive,
1886                                       dma_addr_t *pages_addr,
1887                                       struct amdgpu_vm *vm,
1888                                       struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
1889                                       uint64_t flags,
1890                                       struct drm_mm_node *nodes,
1891                                       struct dma_fence **fence)
1892 {
1893         unsigned min_linear_pages = 1 << adev->vm_manager.fragment_size;
1894         uint64_t pfn, start = mapping->start;
1895         int r;
1896
1897         /* normally,bo_va->flags only contians READABLE and WIRTEABLE bit go here
1898          * but in case of something, we filter the flags in first place
1899          */
1900         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_READABLE))
1901                 flags &= ~AMDGPU_PTE_READABLE;
1902         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_WRITEABLE))
1903                 flags &= ~AMDGPU_PTE_WRITEABLE;
1904
1905         flags &= ~AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1906         flags |= mapping->flags & AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1907
1908         flags &= ~AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK;
1909         flags |= (mapping->flags & AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK);
1910
1911         if ((mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT) &&
1912             (adev->asic_type >= CHIP_VEGA10)) {
1913                 flags |= AMDGPU_PTE_PRT;
1914                 flags &= ~AMDGPU_PTE_VALID;
1915         }
1916
1917         trace_amdgpu_vm_bo_update(mapping);
1918
1919         pfn = mapping->offset >> PAGE_SHIFT;
1920         if (nodes) {
1921                 while (pfn >= nodes->size) {
1922                         pfn -= nodes->size;
1923                         ++nodes;
1924                 }
1925         }
1926
1927         do {
1928                 dma_addr_t *dma_addr = NULL;
1929                 uint64_t max_entries;
1930                 uint64_t addr, last;
1931
1932                 if (nodes) {
1933                         addr = nodes->start << PAGE_SHIFT;
1934                         max_entries = (nodes->size - pfn) *
1935                                 AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1936                 } else {
1937                         addr = 0;
1938                         max_entries = S64_MAX;
1939                 }
1940
1941                 if (pages_addr) {
1942                         uint64_t count;
1943
1944                         max_entries = min(max_entries, 16ull * 1024ull);
1945                         for (count = 1;
1946                              count < max_entries / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1947                              ++count) {
1948                                 uint64_t idx = pfn + count;
1949
1950                                 if (pages_addr[idx] !=
1951                                     (pages_addr[idx - 1] + PAGE_SIZE))
1952                                         break;
1953                         }
1954
1955                         if (count < min_linear_pages) {
1956                                 addr = pfn << PAGE_SHIFT;
1957                                 dma_addr = pages_addr;
1958                         } else {
1959                                 addr = pages_addr[pfn];
1960                                 max_entries = count * AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1961                         }
1962
1963                 } else if (flags & AMDGPU_PTE_VALID) {
1964                         addr += adev->vm_manager.vram_base_offset;
1965                         addr += pfn << PAGE_SHIFT;
1966                 }
1967
1968                 last = min((uint64_t)mapping->last, start + max_entries - 1);
1969                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, exclusive, dma_addr, vm,
1970                                                 start, last, flags, addr,
1971                                                 fence);
1972                 if (r)
1973                         return r;
1974
1975                 pfn += (last - start + 1) / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1976                 if (nodes && nodes->size == pfn) {
1977                         pfn = 0;
1978                         ++nodes;
1979                 }
1980                 start = last + 1;
1981
1982         } while (unlikely(start != mapping->last + 1));
1983
1984         return 0;
1985 }
1986
1987 /**
1988  * amdgpu_vm_bo_update - update all BO mappings in the vm page table
1989  *
1990  * @adev: amdgpu_device pointer
1991  * @bo_va: requested BO and VM object
1992  * @clear: if true clear the entries
1993  *
1994  * Fill in the page table entries for @bo_va.
1995  *
1996  * Returns:
1997  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1998  */
1999 int amdgpu_vm_bo_update(struct amdgpu_device *adev,
2000                         struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2001                         bool clear)
2002 {
2003         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2004         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2005         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2006         dma_addr_t *pages_addr = NULL;
2007         struct ttm_mem_reg *mem;
2008         struct drm_mm_node *nodes;
2009         struct dma_fence *exclusive, **last_update;
2010         uint64_t flags;
2011         int r;
2012
2013         if (clear || !bo) {
2014                 mem = NULL;
2015                 nodes = NULL;
2016                 exclusive = NULL;
2017         } else {
2018                 struct ttm_dma_tt *ttm;
2019
2020                 mem = &bo->tbo.mem;
2021                 nodes = mem->mm_node;
2022                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
2023                         ttm = container_of(bo->tbo.ttm, struct ttm_dma_tt, ttm);
2024                         pages_addr = ttm->dma_address;
2025                 }
2026                 exclusive = reservation_object_get_excl(bo->tbo.resv);
2027         }
2028
2029         if (bo)
2030                 flags = amdgpu_ttm_tt_pte_flags(adev, bo->tbo.ttm, mem);
2031         else
2032                 flags = 0x0;
2033
2034         if (clear || (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv))
2035                 last_update = &vm->last_update;
2036         else
2037                 last_update = &bo_va->last_pt_update;
2038
2039         if (!clear && bo_va->base.moved) {
2040                 bo_va->base.moved = false;
2041                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2042
2043         } else if (bo_va->cleared != clear) {
2044                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2045         }
2046
2047         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2048                 r = amdgpu_vm_bo_split_mapping(adev, exclusive, pages_addr, vm,
2049                                                mapping, flags, nodes,
2050                                                last_update);
2051                 if (r)
2052                         return r;
2053         }
2054
2055         if (vm->use_cpu_for_update) {
2056                 /* Flush HDP */
2057                 mb();
2058                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
2059         }
2060
2061         /* If the BO is not in its preferred location add it back to
2062          * the evicted list so that it gets validated again on the
2063          * next command submission.
2064          */
2065         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2066                 uint32_t mem_type = bo->tbo.mem.mem_type;
2067
2068                 if (!(bo->preferred_domains & amdgpu_mem_type_to_domain(mem_type)))
2069                         amdgpu_vm_bo_evicted(&bo_va->base);
2070                 else
2071                         amdgpu_vm_bo_idle(&bo_va->base);
2072         } else {
2073                 amdgpu_vm_bo_done(&bo_va->base);
2074         }
2075
2076         list_splice_init(&bo_va->invalids, &bo_va->valids);
2077         bo_va->cleared = clear;
2078
2079         if (trace_amdgpu_vm_bo_mapping_enabled()) {
2080                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list)
2081                         trace_amdgpu_vm_bo_mapping(mapping);
2082         }
2083
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * amdgpu_vm_update_prt_state - update the global PRT state
2089  *
2090  * @adev: amdgpu_device pointer
2091  */
2092 static void amdgpu_vm_update_prt_state(struct amdgpu_device *adev)
2093 {
2094         unsigned long flags;
2095         bool enable;
2096
2097         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2098         enable = !!atomic_read(&adev->vm_manager.num_prt_users);
2099         adev->gmc.gmc_funcs->set_prt(adev, enable);
2100         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2101 }
2102
2103 /**
2104  * amdgpu_vm_prt_get - add a PRT user
2105  *
2106  * @adev: amdgpu_device pointer
2107  */
2108 static void amdgpu_vm_prt_get(struct amdgpu_device *adev)
2109 {
2110         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2111                 return;
2112
2113         if (atomic_inc_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 1)
2114                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2115 }
2116
2117 /**
2118  * amdgpu_vm_prt_put - drop a PRT user
2119  *
2120  * @adev: amdgpu_device pointer
2121  */
2122 static void amdgpu_vm_prt_put(struct amdgpu_device *adev)
2123 {
2124         if (atomic_dec_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 0)
2125                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2126 }
2127
2128 /**
2129  * amdgpu_vm_prt_cb - callback for updating the PRT status
2130  *
2131  * @fence: fence for the callback
2132  * @_cb: the callback function
2133  */
2134 static void amdgpu_vm_prt_cb(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *_cb)
2135 {
2136         struct amdgpu_prt_cb *cb = container_of(_cb, struct amdgpu_prt_cb, cb);
2137
2138         amdgpu_vm_prt_put(cb->adev);
2139         kfree(cb);
2140 }
2141
2142 /**
2143  * amdgpu_vm_add_prt_cb - add callback for updating the PRT status
2144  *
2145  * @adev: amdgpu_device pointer
2146  * @fence: fence for the callback
2147  */
2148 static void amdgpu_vm_add_prt_cb(struct amdgpu_device *adev,
2149                                  struct dma_fence *fence)
2150 {
2151         struct amdgpu_prt_cb *cb;
2152
2153         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2154                 return;
2155
2156         cb = kmalloc(sizeof(struct amdgpu_prt_cb), GFP_KERNEL);
2157         if (!cb) {
2158                 /* Last resort when we are OOM */
2159                 if (fence)
2160                         dma_fence_wait(fence, false);
2161
2162                 amdgpu_vm_prt_put(adev);
2163         } else {
2164                 cb->adev = adev;
2165                 if (!fence || dma_fence_add_callback(fence, &cb->cb,
2166                                                      amdgpu_vm_prt_cb))
2167                         amdgpu_vm_prt_cb(fence, &cb->cb);
2168         }
2169 }
2170
2171 /**
2172  * amdgpu_vm_free_mapping - free a mapping
2173  *
2174  * @adev: amdgpu_device pointer
2175  * @vm: requested vm
2176  * @mapping: mapping to be freed
2177  * @fence: fence of the unmap operation
2178  *
2179  * Free a mapping and make sure we decrease the PRT usage count if applicable.
2180  */
2181 static void amdgpu_vm_free_mapping(struct amdgpu_device *adev,
2182                                    struct amdgpu_vm *vm,
2183                                    struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
2184                                    struct dma_fence *fence)
2185 {
2186         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2187                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, fence);
2188         kfree(mapping);
2189 }
2190
2191 /**
2192  * amdgpu_vm_prt_fini - finish all prt mappings
2193  *
2194  * @adev: amdgpu_device pointer
2195  * @vm: requested vm
2196  *
2197  * Register a cleanup callback to disable PRT support after VM dies.
2198  */
2199 static void amdgpu_vm_prt_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
2200 {
2201         struct reservation_object *resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
2202         struct dma_fence *excl, **shared;
2203         unsigned i, shared_count;
2204         int r;
2205
2206         r = reservation_object_get_fences_rcu(resv, &excl,
2207                                               &shared_count, &shared);
2208         if (r) {
2209                 /* Not enough memory to grab the fence list, as last resort
2210                  * block for all the fences to complete.
2211                  */
2212                 reservation_object_wait_timeout_rcu(resv, true, false,
2213                                                     MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2214                 return;
2215         }
2216
2217         /* Add a callback for each fence in the reservation object */
2218         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2219         amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, excl);
2220
2221         for (i = 0; i < shared_count; ++i) {
2222                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2223                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, shared[i]);
2224         }
2225
2226         kfree(shared);
2227 }
2228
2229 /**
2230  * amdgpu_vm_clear_freed - clear freed BOs in the PT
2231  *
2232  * @adev: amdgpu_device pointer
2233  * @vm: requested vm
2234  * @fence: optional resulting fence (unchanged if no work needed to be done
2235  * or if an error occurred)
2236  *
2237  * Make sure all freed BOs are cleared in the PT.
2238  * PTs have to be reserved and mutex must be locked!
2239  *
2240  * Returns:
2241  * 0 for success.
2242  *
2243  */
2244 int amdgpu_vm_clear_freed(struct amdgpu_device *adev,
2245                           struct amdgpu_vm *vm,
2246                           struct dma_fence **fence)
2247 {
2248         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2249         uint64_t init_pte_value = 0;
2250         struct dma_fence *f = NULL;
2251         int r;
2252
2253         while (!list_empty(&vm->freed)) {
2254                 mapping = list_first_entry(&vm->freed,
2255                         struct amdgpu_bo_va_mapping, list);
2256                 list_del(&mapping->list);
2257
2258                 if (vm->pte_support_ats &&
2259                     mapping->start < AMDGPU_GMC_HOLE_START)
2260                         init_pte_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
2261
2262                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, NULL, NULL, vm,
2263                                                 mapping->start, mapping->last,
2264                                                 init_pte_value, 0, &f);
2265                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, f);
2266                 if (r) {
2267                         dma_fence_put(f);
2268                         return r;
2269                 }
2270         }
2271
2272         if (fence && f) {
2273                 dma_fence_put(*fence);
2274                 *fence = f;
2275         } else {
2276                 dma_fence_put(f);
2277         }
2278
2279         return 0;
2280
2281 }
2282
2283 /**
2284  * amdgpu_vm_handle_moved - handle moved BOs in the PT
2285  *
2286  * @adev: amdgpu_device pointer
2287  * @vm: requested vm
2288  *
2289  * Make sure all BOs which are moved are updated in the PTs.
2290  *
2291  * Returns:
2292  * 0 for success.
2293  *
2294  * PTs have to be reserved!
2295  */
2296 int amdgpu_vm_handle_moved(struct amdgpu_device *adev,
2297                            struct amdgpu_vm *vm)
2298 {
2299         struct amdgpu_bo_va *bo_va, *tmp;
2300         struct reservation_object *resv;
2301         bool clear;
2302         int r;
2303
2304         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->moved, base.vm_status) {
2305                 /* Per VM BOs never need to bo cleared in the page tables */
2306                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, false);
2307                 if (r)
2308                         return r;
2309         }
2310
2311         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2312         while (!list_empty(&vm->invalidated)) {
2313                 bo_va = list_first_entry(&vm->invalidated, struct amdgpu_bo_va,
2314                                          base.vm_status);
2315                 resv = bo_va->base.bo->tbo.resv;
2316                 spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2317
2318                 /* Try to reserve the BO to avoid clearing its ptes */
2319                 if (!amdgpu_vm_debug && reservation_object_trylock(resv))
2320                         clear = false;
2321                 /* Somebody else is using the BO right now */
2322                 else
2323                         clear = true;
2324
2325                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, clear);
2326                 if (r)
2327                         return r;
2328
2329                 if (!clear)
2330                         reservation_object_unlock(resv);
2331                 spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2332         }
2333         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2334
2335         return 0;
2336 }
2337
2338 /**
2339  * amdgpu_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
2340  *
2341  * @adev: amdgpu_device pointer
2342  * @vm: requested vm
2343  * @bo: amdgpu buffer object
2344  *
2345  * Add @bo into the requested vm.
2346  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
2347  *
2348  * Returns:
2349  * Newly added bo_va or NULL for failure
2350  *
2351  * Object has to be reserved!
2352  */
2353 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_add(struct amdgpu_device *adev,
2354                                       struct amdgpu_vm *vm,
2355                                       struct amdgpu_bo *bo)
2356 {
2357         struct amdgpu_bo_va *bo_va;
2358
2359         bo_va = kzalloc(sizeof(struct amdgpu_bo_va), GFP_KERNEL);
2360         if (bo_va == NULL) {
2361                 return NULL;
2362         }
2363         amdgpu_vm_bo_base_init(&bo_va->base, vm, bo);
2364
2365         bo_va->ref_count = 1;
2366         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->valids);
2367         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->invalids);
2368
2369         return bo_va;
2370 }
2371
2372
2373 /**
2374  * amdgpu_vm_bo_insert_mapping - insert a new mapping
2375  *
2376  * @adev: amdgpu_device pointer
2377  * @bo_va: bo_va to store the address
2378  * @mapping: the mapping to insert
2379  *
2380  * Insert a new mapping into all structures.
2381  */
2382 static void amdgpu_vm_bo_insert_map(struct amdgpu_device *adev,
2383                                     struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2384                                     struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping)
2385 {
2386         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2387         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2388
2389         mapping->bo_va = bo_va;
2390         list_add(&mapping->list, &bo_va->invalids);
2391         amdgpu_vm_it_insert(mapping, &vm->va);
2392
2393         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2394                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2395
2396         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv &&
2397             !bo_va->base.moved) {
2398                 list_move(&bo_va->base.vm_status, &vm->moved);
2399         }
2400         trace_amdgpu_vm_bo_map(bo_va, mapping);
2401 }
2402
2403 /**
2404  * amdgpu_vm_bo_map - map bo inside a vm
2405  *
2406  * @adev: amdgpu_device pointer
2407  * @bo_va: bo_va to store the address
2408  * @saddr: where to map the BO
2409  * @offset: requested offset in the BO
2410  * @size: BO size in bytes
2411  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2412  *
2413  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM.
2414  *
2415  * Returns:
2416  * 0 for success, error for failure.
2417  *
2418  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2419  */
2420 int amdgpu_vm_bo_map(struct amdgpu_device *adev,
2421                      struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2422                      uint64_t saddr, uint64_t offset,
2423                      uint64_t size, uint64_t flags)
2424 {
2425         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
2426         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2427         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2428         uint64_t eaddr;
2429
2430         /* validate the parameters */
2431         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2432             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2433                 return -EINVAL;
2434
2435         /* make sure object fit at this offset */
2436         eaddr = saddr + size - 1;
2437         if (saddr >= eaddr ||
2438             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2439                 return -EINVAL;
2440
2441         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2442         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2443
2444         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2445         if (tmp) {
2446                 /* bo and tmp overlap, invalid addr */
2447                 dev_err(adev->dev, "bo %p va 0x%010Lx-0x%010Lx conflict with "
2448                         "0x%010Lx-0x%010Lx\n", bo, saddr, eaddr,
2449                         tmp->start, tmp->last + 1);
2450                 return -EINVAL;
2451         }
2452
2453         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2454         if (!mapping)
2455                 return -ENOMEM;
2456
2457         mapping->start = saddr;
2458         mapping->last = eaddr;
2459         mapping->offset = offset;
2460         mapping->flags = flags;
2461
2462         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2463
2464         return 0;
2465 }
2466
2467 /**
2468  * amdgpu_vm_bo_replace_map - map bo inside a vm, replacing existing mappings
2469  *
2470  * @adev: amdgpu_device pointer
2471  * @bo_va: bo_va to store the address
2472  * @saddr: where to map the BO
2473  * @offset: requested offset in the BO
2474  * @size: BO size in bytes
2475  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2476  *
2477  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM. Replace existing
2478  * mappings as we do so.
2479  *
2480  * Returns:
2481  * 0 for success, error for failure.
2482  *
2483  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2484  */
2485 int amdgpu_vm_bo_replace_map(struct amdgpu_device *adev,
2486                              struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2487                              uint64_t saddr, uint64_t offset,
2488                              uint64_t size, uint64_t flags)
2489 {
2490         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2491         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2492         uint64_t eaddr;
2493         int r;
2494
2495         /* validate the parameters */
2496         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2497             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2498                 return -EINVAL;
2499
2500         /* make sure object fit at this offset */
2501         eaddr = saddr + size - 1;
2502         if (saddr >= eaddr ||
2503             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2504                 return -EINVAL;
2505
2506         /* Allocate all the needed memory */
2507         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2508         if (!mapping)
2509                 return -ENOMEM;
2510
2511         r = amdgpu_vm_bo_clear_mappings(adev, bo_va->base.vm, saddr, size);
2512         if (r) {
2513                 kfree(mapping);
2514                 return r;
2515         }
2516
2517         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2518         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2519
2520         mapping->start = saddr;
2521         mapping->last = eaddr;
2522         mapping->offset = offset;
2523         mapping->flags = flags;
2524
2525         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2526
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 /**
2531  * amdgpu_vm_bo_unmap - remove bo mapping from vm
2532  *
2533  * @adev: amdgpu_device pointer
2534  * @bo_va: bo_va to remove the address from
2535  * @saddr: where to the BO is mapped
2536  *
2537  * Remove a mapping of the BO at the specefied addr from the VM.
2538  *
2539  * Returns:
2540  * 0 for success, error for failure.
2541  *
2542  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2543  */
2544 int amdgpu_vm_bo_unmap(struct amdgpu_device *adev,
2545                        struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2546                        uint64_t saddr)
2547 {
2548         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2549         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2550         bool valid = true;
2551
2552         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2553
2554         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list) {
2555                 if (mapping->start == saddr)
2556                         break;
2557         }
2558
2559         if (&mapping->list == &bo_va->valids) {
2560                 valid = false;
2561
2562                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2563                         if (mapping->start == saddr)
2564                                 break;
2565                 }
2566
2567                 if (&mapping->list == &bo_va->invalids)
2568                         return -ENOENT;
2569         }
2570
2571         list_del(&mapping->list);
2572         amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2573         mapping->bo_va = NULL;
2574         trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2575
2576         if (valid)
2577                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2578         else
2579                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2580                                        bo_va->last_pt_update);
2581
2582         return 0;
2583 }
2584
2585 /**
2586  * amdgpu_vm_bo_clear_mappings - remove all mappings in a specific range
2587  *
2588  * @adev: amdgpu_device pointer
2589  * @vm: VM structure to use
2590  * @saddr: start of the range
2591  * @size: size of the range
2592  *
2593  * Remove all mappings in a range, split them as appropriate.
2594  *
2595  * Returns:
2596  * 0 for success, error for failure.
2597  */
2598 int amdgpu_vm_bo_clear_mappings(struct amdgpu_device *adev,
2599                                 struct amdgpu_vm *vm,
2600                                 uint64_t saddr, uint64_t size)
2601 {
2602         struct amdgpu_bo_va_mapping *before, *after, *tmp, *next;
2603         LIST_HEAD(removed);
2604         uint64_t eaddr;
2605
2606         eaddr = saddr + size - 1;
2607         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2608         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2609
2610         /* Allocate all the needed memory */
2611         before = kzalloc(sizeof(*before), GFP_KERNEL);
2612         if (!before)
2613                 return -ENOMEM;
2614         INIT_LIST_HEAD(&before->list);
2615
2616         after = kzalloc(sizeof(*after), GFP_KERNEL);
2617         if (!after) {
2618                 kfree(before);
2619                 return -ENOMEM;
2620         }
2621         INIT_LIST_HEAD(&after->list);
2622
2623         /* Now gather all removed mappings */
2624         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2625         while (tmp) {
2626                 /* Remember mapping split at the start */
2627                 if (tmp->start < saddr) {
2628                         before->start = tmp->start;
2629                         before->last = saddr - 1;
2630                         before->offset = tmp->offset;
2631                         before->flags = tmp->flags;
2632                         before->bo_va = tmp->bo_va;
2633                         list_add(&before->list, &tmp->bo_va->invalids);
2634                 }
2635
2636                 /* Remember mapping split at the end */
2637                 if (tmp->last > eaddr) {
2638                         after->start = eaddr + 1;
2639                         after->last = tmp->last;
2640                         after->offset = tmp->offset;
2641                         after->offset += after->start - tmp->start;
2642                         after->flags = tmp->flags;
2643                         after->bo_va = tmp->bo_va;
2644                         list_add(&after->list, &tmp->bo_va->invalids);
2645                 }
2646
2647                 list_del(&tmp->list);
2648                 list_add(&tmp->list, &removed);
2649
2650                 tmp = amdgpu_vm_it_iter_next(tmp, saddr, eaddr);
2651         }
2652
2653         /* And free them up */
2654         list_for_each_entry_safe(tmp, next, &removed, list) {
2655                 amdgpu_vm_it_remove(tmp, &vm->va);
2656                 list_del(&tmp->list);
2657
2658                 if (tmp->start < saddr)
2659                     tmp->start = saddr;
2660                 if (tmp->last > eaddr)
2661                     tmp->last = eaddr;
2662
2663                 tmp->bo_va = NULL;
2664                 list_add(&tmp->list, &vm->freed);
2665                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(NULL, tmp);
2666         }
2667
2668         /* Insert partial mapping before the range */
2669         if (!list_empty(&before->list)) {
2670                 amdgpu_vm_it_insert(before, &vm->va);
2671                 if (before->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2672                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2673         } else {
2674                 kfree(before);
2675         }
2676
2677         /* Insert partial mapping after the range */
2678         if (!list_empty(&after->list)) {
2679                 amdgpu_vm_it_insert(after, &vm->va);
2680                 if (after->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2681                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2682         } else {
2683                 kfree(after);
2684         }
2685
2686         return 0;
2687 }
2688
2689 /**
2690  * amdgpu_vm_bo_lookup_mapping - find mapping by address
2691  *
2692  * @vm: the requested VM
2693  * @addr: the address
2694  *
2695  * Find a mapping by it's address.
2696  *
2697  * Returns:
2698  * The amdgpu_bo_va_mapping matching for addr or NULL
2699  *
2700  */
2701 struct amdgpu_bo_va_mapping *amdgpu_vm_bo_lookup_mapping(struct amdgpu_vm *vm,
2702                                                          uint64_t addr)
2703 {
2704         return amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, addr, addr);
2705 }
2706
2707 /**
2708  * amdgpu_vm_bo_trace_cs - trace all reserved mappings
2709  *
2710  * @vm: the requested vm
2711  * @ticket: CS ticket
2712  *
2713  * Trace all mappings of BOs reserved during a command submission.
2714  */
2715 void amdgpu_vm_bo_trace_cs(struct amdgpu_vm *vm, struct ww_acquire_ctx *ticket)
2716 {
2717         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2718
2719         if (!trace_amdgpu_vm_bo_cs_enabled())
2720                 return;
2721
2722         for (mapping = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, 0, U64_MAX); mapping;
2723              mapping = amdgpu_vm_it_iter_next(mapping, 0, U64_MAX)) {
2724                 if (mapping->bo_va && mapping->bo_va->base.bo) {
2725                         struct amdgpu_bo *bo;
2726
2727                         bo = mapping->bo_va->base.bo;
2728                         if (READ_ONCE(bo->tbo.resv->lock.ctx) != ticket)
2729                                 continue;
2730                 }
2731
2732                 trace_amdgpu_vm_bo_cs(mapping);
2733         }
2734 }
2735
2736 /**
2737  * amdgpu_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
2738  *
2739  * @adev: amdgpu_device pointer
2740  * @bo_va: requested bo_va
2741  *
2742  * Remove @bo_va->bo from the requested vm.
2743  *
2744  * Object have to be reserved!
2745  */
2746 void amdgpu_vm_bo_rmv(struct amdgpu_device *adev,
2747                       struct amdgpu_bo_va *bo_va)
2748 {
2749         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *next;
2750         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2751         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2752         struct amdgpu_vm_bo_base **base;
2753
2754         if (bo) {
2755                 if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2756                         vm->bulk_moveable = false;
2757
2758                 for (base = &bo_va->base.bo->vm_bo; *base;
2759                      base = &(*base)->next) {
2760                         if (*base != &bo_va->base)
2761                                 continue;
2762
2763                         *base = bo_va->base.next;
2764                         break;
2765                 }
2766         }
2767
2768         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2769         list_del(&bo_va->base.vm_status);
2770         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2771
2772         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->valids, list) {
2773                 list_del(&mapping->list);
2774                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2775                 mapping->bo_va = NULL;
2776                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2777                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2778         }
2779         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->invalids, list) {
2780                 list_del(&mapping->list);
2781                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2782                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2783                                        bo_va->last_pt_update);
2784         }
2785
2786         dma_fence_put(bo_va->last_pt_update);
2787         kfree(bo_va);
2788 }
2789
2790 /**
2791  * amdgpu_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
2792  *
2793  * @adev: amdgpu_device pointer
2794  * @bo: amdgpu buffer object
2795  * @evicted: is the BO evicted
2796  *
2797  * Mark @bo as invalid.
2798  */
2799 void amdgpu_vm_bo_invalidate(struct amdgpu_device *adev,
2800                              struct amdgpu_bo *bo, bool evicted)
2801 {
2802         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
2803
2804         /* shadow bo doesn't have bo base, its validation needs its parent */
2805         if (bo->parent && bo->parent->shadow == bo)
2806                 bo = bo->parent;
2807
2808         for (bo_base = bo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
2809                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
2810
2811                 if (evicted && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2812                         amdgpu_vm_bo_evicted(bo_base);
2813                         continue;
2814                 }
2815
2816                 if (bo_base->moved)
2817                         continue;
2818                 bo_base->moved = true;
2819
2820                 if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
2821                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
2822                 else if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2823                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
2824                 else
2825                         amdgpu_vm_bo_invalidated(bo_base);
2826         }
2827 }
2828
2829 /**
2830  * amdgpu_vm_get_block_size - calculate VM page table size as power of two
2831  *
2832  * @vm_size: VM size
2833  *
2834  * Returns:
2835  * VM page table as power of two
2836  */
2837 static uint32_t amdgpu_vm_get_block_size(uint64_t vm_size)
2838 {
2839         /* Total bits covered by PD + PTs */
2840         unsigned bits = ilog2(vm_size) + 18;
2841
2842         /* Make sure the PD is 4K in size up to 8GB address space.
2843            Above that split equal between PD and PTs */
2844         if (vm_size <= 8)
2845                 return (bits - 9);
2846         else
2847                 return ((bits + 3) / 2);
2848 }
2849
2850 /**
2851  * amdgpu_vm_adjust_size - adjust vm size, block size and fragment size
2852  *
2853  * @adev: amdgpu_device pointer
2854  * @min_vm_size: the minimum vm size in GB if it's set auto
2855  * @fragment_size_default: Default PTE fragment size
2856  * @max_level: max VMPT level
2857  * @max_bits: max address space size in bits
2858  *
2859  */
2860 void amdgpu_vm_adjust_size(struct amdgpu_device *adev, uint32_t min_vm_size,
2861                            uint32_t fragment_size_default, unsigned max_level,
2862                            unsigned max_bits)
2863 {
2864         unsigned int max_size = 1 << (max_bits - 30);
2865         unsigned int vm_size;
2866         uint64_t tmp;
2867
2868         /* adjust vm size first */
2869         if (amdgpu_vm_size != -1) {
2870                 vm_size = amdgpu_vm_size;
2871                 if (vm_size > max_size) {
2872                         dev_warn(adev->dev, "VM size (%d) too large, max is %u GB\n",
2873                                  amdgpu_vm_size, max_size);
2874                         vm_size = max_size;
2875                 }
2876         } else {
2877                 struct sysinfo si;
2878                 unsigned int phys_ram_gb;
2879
2880                 /* Optimal VM size depends on the amount of physical
2881                  * RAM available. Underlying requirements and
2882                  * assumptions:
2883                  *
2884                  *  - Need to map system memory and VRAM from all GPUs
2885                  *     - VRAM from other GPUs not known here
2886                  *     - Assume VRAM <= system memory
2887                  *  - On GFX8 and older, VM space can be segmented for
2888                  *    different MTYPEs
2889                  *  - Need to allow room for fragmentation, guard pages etc.
2890                  *
2891                  * This adds up to a rough guess of system memory x3.
2892                  * Round up to power of two to maximize the available
2893                  * VM size with the given page table size.
2894                  */
2895                 si_meminfo(&si);
2896                 phys_ram_gb = ((uint64_t)si.totalram * si.mem_unit +
2897                                (1 << 30) - 1) >> 30;
2898                 vm_size = roundup_pow_of_two(
2899                         min(max(phys_ram_gb * 3, min_vm_size), max_size));
2900         }
2901
2902         adev->vm_manager.max_pfn = (uint64_t)vm_size << 18;
2903
2904         tmp = roundup_pow_of_two(adev->vm_manager.max_pfn);
2905         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2906                 tmp >>= amdgpu_vm_block_size - 9;
2907         tmp = DIV_ROUND_UP(fls64(tmp) - 1, 9) - 1;
2908         adev->vm_manager.num_level = min(max_level, (unsigned)tmp);
2909         switch (adev->vm_manager.num_level) {
2910         case 3:
2911                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB2;
2912                 break;
2913         case 2:
2914                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB1;
2915                 break;
2916         case 1:
2917                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB0;
2918                 break;
2919         default:
2920                 dev_err(adev->dev, "VMPT only supports 2~4+1 levels\n");
2921         }
2922         /* block size depends on vm size and hw setup*/
2923         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2924                 adev->vm_manager.block_size =
2925                         min((unsigned)amdgpu_vm_block_size, max_bits
2926                             - AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT
2927                             - 9 * adev->vm_manager.num_level);
2928         else if (adev->vm_manager.num_level > 1)
2929                 adev->vm_manager.block_size = 9;
2930         else
2931                 adev->vm_manager.block_size = amdgpu_vm_get_block_size(tmp);
2932
2933         if (amdgpu_vm_fragment_size == -1)
2934                 adev->vm_manager.fragment_size = fragment_size_default;
2935         else
2936                 adev->vm_manager.fragment_size = amdgpu_vm_fragment_size;
2937
2938         DRM_INFO("vm size is %u GB, %u levels, block size is %u-bit, fragment size is %u-bit\n",
2939                  vm_size, adev->vm_manager.num_level + 1,
2940                  adev->vm_manager.block_size,
2941                  adev->vm_manager.fragment_size);
2942 }
2943
2944 static struct amdgpu_retryfault_hashtable *init_fault_hash(void)
2945 {
2946         struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash;
2947
2948         fault_hash = kmalloc(sizeof(*fault_hash), GFP_KERNEL);
2949         if (!fault_hash)
2950                 return fault_hash;
2951
2952         INIT_CHASH_TABLE(fault_hash->hash,
2953                         AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS, 8, 0);
2954         spin_lock_init(&fault_hash->lock);
2955         fault_hash->count = 0;
2956
2957         return fault_hash;
2958 }
2959
2960 /**
2961  * amdgpu_vm_init - initialize a vm instance
2962  *
2963  * @adev: amdgpu_device pointer
2964  * @vm: requested vm
2965  * @vm_context: Indicates if it GFX or Compute context
2966  * @pasid: Process address space identifier
2967  *
2968  * Init @vm fields.
2969  *
2970  * Returns:
2971  * 0 for success, error for failure.
2972  */
2973 int amdgpu_vm_init(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
2974                    int vm_context, unsigned int pasid)
2975 {
2976         struct amdgpu_bo_param bp;
2977         struct amdgpu_bo *root;
2978         int r, i;
2979
2980         vm->va = RB_ROOT_CACHED;
2981         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
2982                 vm->reserved_vmid[i] = NULL;
2983         INIT_LIST_HEAD(&vm->evicted);
2984         INIT_LIST_HEAD(&vm->relocated);
2985         INIT_LIST_HEAD(&vm->moved);
2986         INIT_LIST_HEAD(&vm->idle);
2987         INIT_LIST_HEAD(&vm->invalidated);
2988         spin_lock_init(&vm->invalidated_lock);
2989         INIT_LIST_HEAD(&vm->freed);
2990
2991         /* create scheduler entity for page table updates */
2992         r = drm_sched_entity_init(&vm->entity, adev->vm_manager.vm_pte_rqs,
2993                                   adev->vm_manager.vm_pte_num_rqs, NULL);
2994         if (r)
2995                 return r;
2996
2997         vm->pte_support_ats = false;
2998
2999         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE) {
3000                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3001                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3002
3003                 if (adev->asic_type == CHIP_RAVEN)
3004                         vm->pte_support_ats = true;
3005         } else {
3006                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3007                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_GFX);
3008         }
3009         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3010                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3011         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update & !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3012                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3013         vm->last_update = NULL;
3014
3015         amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, adev->vm_manager.root_level, &bp);
3016         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE)
3017                 bp.flags &= ~AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
3018         r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &root);
3019         if (r)
3020                 goto error_free_sched_entity;
3021
3022         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3023         if (r)
3024                 goto error_free_root;
3025
3026         r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, root,
3027                                adev->vm_manager.root_level,
3028                                vm->pte_support_ats);
3029         if (r)
3030                 goto error_unreserve;
3031
3032         amdgpu_vm_bo_base_init(&vm->root.base, vm, root);
3033         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3034
3035         if (pasid) {
3036                 unsigned long flags;
3037
3038                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3039                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3040                               GFP_ATOMIC);
3041                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3042                 if (r < 0)
3043                         goto error_free_root;
3044
3045                 vm->pasid = pasid;
3046         }
3047
3048         vm->fault_hash = init_fault_hash();
3049         if (!vm->fault_hash) {
3050                 r = -ENOMEM;
3051                 goto error_free_root;
3052         }
3053
3054         INIT_KFIFO(vm->faults);
3055         vm->fault_credit = 16;
3056
3057         return 0;
3058
3059 error_unreserve:
3060         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3061
3062 error_free_root:
3063         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3064         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo);
3065         vm->root.base.bo = NULL;
3066
3067 error_free_sched_entity:
3068         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3069
3070         return r;
3071 }
3072
3073 /**
3074  * amdgpu_vm_make_compute - Turn a GFX VM into a compute VM
3075  *
3076  * @adev: amdgpu_device pointer
3077  * @vm: requested vm
3078  *
3079  * This only works on GFX VMs that don't have any BOs added and no
3080  * page tables allocated yet.
3081  *
3082  * Changes the following VM parameters:
3083  * - use_cpu_for_update
3084  * - pte_supports_ats
3085  * - pasid (old PASID is released, because compute manages its own PASIDs)
3086  *
3087  * Reinitializes the page directory to reflect the changed ATS
3088  * setting.
3089  *
3090  * Returns:
3091  * 0 for success, -errno for errors.
3092  */
3093 int amdgpu_vm_make_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm, unsigned int pasid)
3094 {
3095         bool pte_support_ats = (adev->asic_type == CHIP_RAVEN);
3096         int r;
3097
3098         r = amdgpu_bo_reserve(vm->root.base.bo, true);
3099         if (r)
3100                 return r;
3101
3102         /* Sanity checks */
3103         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root) || vm->root.entries) {
3104                 r = -EINVAL;
3105                 goto unreserve_bo;
3106         }
3107
3108         if (pasid) {
3109                 unsigned long flags;
3110
3111                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3112                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3113                               GFP_ATOMIC);
3114                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3115
3116                 if (r == -ENOSPC)
3117                         goto unreserve_bo;
3118                 r = 0;
3119         }
3120
3121         /* Check if PD needs to be reinitialized and do it before
3122          * changing any other state, in case it fails.
3123          */
3124         if (pte_support_ats != vm->pte_support_ats) {
3125                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, vm->root.base.bo,
3126                                adev->vm_manager.root_level,
3127                                pte_support_ats);
3128                 if (r)
3129                         goto free_idr;
3130         }
3131
3132         /* Update VM state */
3133         vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3134                                     AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3135         vm->pte_support_ats = pte_support_ats;
3136         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3137                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3138         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update & !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3139                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3140
3141         if (vm->pasid) {
3142                 unsigned long flags;
3143
3144                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3145                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3146                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3147
3148                 /* Free the original amdgpu allocated pasid
3149                  * Will be replaced with kfd allocated pasid
3150                  */
3151                 amdgpu_pasid_free(vm->pasid);
3152                 vm->pasid = 0;
3153         }
3154
3155         /* Free the shadow bo for compute VM */
3156         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3157
3158         if (pasid)
3159                 vm->pasid = pasid;
3160
3161         goto unreserve_bo;
3162
3163 free_idr:
3164         if (pasid) {
3165                 unsigned long flags;
3166
3167                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3168                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3169                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3170         }
3171 unreserve_bo:
3172         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3173         return r;
3174 }
3175
3176 /**
3177  * amdgpu_vm_release_compute - release a compute vm
3178  * @adev: amdgpu_device pointer
3179  * @vm: a vm turned into compute vm by calling amdgpu_vm_make_compute
3180  *
3181  * This is a correspondant of amdgpu_vm_make_compute. It decouples compute
3182  * pasid from vm. Compute should stop use of vm after this call.
3183  */
3184 void amdgpu_vm_release_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3185 {
3186         if (vm->pasid) {
3187                 unsigned long flags;
3188
3189                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3190                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3191                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3192         }
3193         vm->pasid = 0;
3194 }
3195
3196 /**
3197  * amdgpu_vm_fini - tear down a vm instance
3198  *
3199  * @adev: amdgpu_device pointer
3200  * @vm: requested vm
3201  *
3202  * Tear down @vm.
3203  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
3204  */
3205 void amdgpu_vm_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3206 {
3207         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
3208         bool prt_fini_needed = !!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt;
3209         struct amdgpu_bo *root;
3210         u64 fault;
3211         int i, r;
3212
3213         amdgpu_amdkfd_gpuvm_destroy_cb(adev, vm);
3214
3215         /* Clear pending page faults from IH when the VM is destroyed */
3216         while (kfifo_get(&vm->faults, &fault))
3217                 amdgpu_vm_clear_fault(vm->fault_hash, fault);
3218
3219         if (vm->pasid) {
3220                 unsigned long flags;
3221
3222                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3223                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3224                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3225         }
3226
3227         kfree(vm->fault_hash);
3228         vm->fault_hash = NULL;
3229
3230         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3231
3232         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root)) {
3233                 dev_err(adev->dev, "still active bo inside vm\n");
3234         }
3235         rbtree_postorder_for_each_entry_safe(mapping, tmp,
3236                                              &vm->va.rb_root, rb) {
3237                 list_del(&mapping->list);
3238                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
3239                 kfree(mapping);
3240         }
3241         list_for_each_entry_safe(mapping, tmp, &vm->freed, list) {
3242                 if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT && prt_fini_needed) {
3243                         amdgpu_vm_prt_fini(adev, vm);
3244                         prt_fini_needed = false;
3245                 }
3246
3247                 list_del(&mapping->list);
3248                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, NULL);
3249         }
3250
3251         root = amdgpu_bo_ref(vm->root.base.bo);
3252         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3253         if (r) {
3254                 dev_err(adev->dev, "Leaking page tables because BO reservation failed\n");
3255         } else {
3256                 amdgpu_vm_free_pts(adev, vm);
3257                 amdgpu_bo_unreserve(root);
3258         }
3259         amdgpu_bo_unref(&root);
3260         dma_fence_put(vm->last_update);
3261         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
3262                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, vm, i);
3263 }
3264
3265 /**
3266  * amdgpu_vm_pasid_fault_credit - Check fault credit for given PASID
3267  *
3268  * @adev: amdgpu_device pointer
3269  * @pasid: PASID do identify the VM
3270  *
3271  * This function is expected to be called in interrupt context.
3272  *
3273  * Returns:
3274  * True if there was fault credit, false otherwise
3275  */
3276 bool amdgpu_vm_pasid_fault_credit(struct amdgpu_device *adev,
3277                                   unsigned int pasid)
3278 {
3279         struct amdgpu_vm *vm;
3280
3281         spin_lock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3282         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3283         if (!vm) {
3284                 /* VM not found, can't track fault credit */
3285                 spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3286                 return true;
3287         }
3288
3289         /* No lock needed. only accessed by IRQ handler */
3290         if (!vm->fault_credit) {
3291                 /* Too many faults in this VM */
3292                 spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3293                 return false;
3294         }
3295
3296         vm->fault_credit--;
3297         spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3298         return true;
3299 }
3300
3301 /**
3302  * amdgpu_vm_manager_init - init the VM manager
3303  *
3304  * @adev: amdgpu_device pointer
3305  *
3306  * Initialize the VM manager structures
3307  */
3308 void amdgpu_vm_manager_init(struct amdgpu_device *adev)
3309 {
3310         unsigned i;
3311
3312         amdgpu_vmid_mgr_init(adev);
3313
3314         adev->vm_manager.fence_context =
3315                 dma_fence_context_alloc(AMDGPU_MAX_RINGS);
3316         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_RINGS; ++i)
3317                 adev->vm_manager.seqno[i] = 0;
3318
3319         spin_lock_init(&adev->vm_manager.prt_lock);
3320         atomic_set(&adev->vm_manager.num_prt_users, 0);
3321
3322         /* If not overridden by the user, by default, only in large BAR systems
3323          * Compute VM tables will be updated by CPU
3324          */
3325 #ifdef CONFIG_X86_64
3326         if (amdgpu_vm_update_mode == -1) {
3327                 if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
3328                         adev->vm_manager.vm_update_mode =
3329                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE;
3330                 else
3331                         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3332         } else
3333                 adev->vm_manager.vm_update_mode = amdgpu_vm_update_mode;
3334 #else
3335         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3336 #endif
3337
3338         idr_init(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3339         spin_lock_init(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3340 }
3341
3342 /**
3343  * amdgpu_vm_manager_fini - cleanup VM manager
3344  *
3345  * @adev: amdgpu_device pointer
3346  *
3347  * Cleanup the VM manager and free resources.
3348  */
3349 void amdgpu_vm_manager_fini(struct amdgpu_device *adev)
3350 {
3351         WARN_ON(!idr_is_empty(&adev->vm_manager.pasid_idr));
3352         idr_destroy(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3353
3354         amdgpu_vmid_mgr_fini(adev);
3355 }
3356
3357 /**
3358  * amdgpu_vm_ioctl - Manages VMID reservation for vm hubs.
3359  *
3360  * @dev: drm device pointer
3361  * @data: drm_amdgpu_vm
3362  * @filp: drm file pointer
3363  *
3364  * Returns:
3365  * 0 for success, -errno for errors.
3366  */
3367 int amdgpu_vm_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *filp)
3368 {
3369         union drm_amdgpu_vm *args = data;
3370         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
3371         struct amdgpu_fpriv *fpriv = filp->driver_priv;
3372         int r;
3373
3374         switch (args->in.op) {
3375         case AMDGPU_VM_OP_RESERVE_VMID:
3376                 /* current, we only have requirement to reserve vmid from gfxhub */
3377                 r = amdgpu_vmid_alloc_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3378                 if (r)
3379                         return r;
3380                 break;
3381         case AMDGPU_VM_OP_UNRESERVE_VMID:
3382                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3383                 break;
3384         default:
3385                 return -EINVAL;
3386         }
3387
3388         return 0;
3389 }
3390
3391 /**
3392  * amdgpu_vm_get_task_info - Extracts task info for a PASID.
3393  *
3394  * @adev: drm device pointer
3395  * @pasid: PASID identifier for VM
3396  * @task_info: task_info to fill.
3397  */
3398 void amdgpu_vm_get_task_info(struct amdgpu_device *adev, unsigned int pasid,
3399                          struct amdgpu_task_info *task_info)
3400 {
3401         struct amdgpu_vm *vm;
3402
3403         spin_lock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3404
3405         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3406         if (vm)
3407                 *task_info = vm->task_info;
3408
3409         spin_unlock(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3410 }
3411
3412 /**
3413  * amdgpu_vm_set_task_info - Sets VMs task info.
3414  *
3415  * @vm: vm for which to set the info
3416  */
3417 void amdgpu_vm_set_task_info(struct amdgpu_vm *vm)
3418 {
3419         if (!vm->task_info.pid) {
3420                 vm->task_info.pid = current->pid;
3421                 get_task_comm(vm->task_info.task_name, current);
3422
3423                 if (current->group_leader->mm == current->mm) {
3424                         vm->task_info.tgid = current->group_leader->pid;
3425                         get_task_comm(vm->task_info.process_name, current->group_leader);
3426                 }
3427         }
3428 }
3429
3430 /**
3431  * amdgpu_vm_add_fault - Add a page fault record to fault hash table
3432  *
3433  * @fault_hash: fault hash table
3434  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3435  *
3436  * This should be called when a retry page fault interrupt is
3437  * received. If this is a new page fault, it will be added to a hash
3438  * table. The return value indicates whether this is a new fault, or
3439  * a fault that was already known and is already being handled.
3440  *
3441  * If there are too many pending page faults, this will fail. Retry
3442  * interrupts should be ignored in this case until there is enough
3443  * free space.
3444  *
3445  * Returns 0 if the fault was added, 1 if the fault was already known,
3446  * -ENOSPC if there are too many pending faults.
3447  */
3448 int amdgpu_vm_add_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3449 {
3450         unsigned long flags;
3451         int r = -ENOSPC;
3452
3453         if (WARN_ON_ONCE(!fault_hash))
3454                 /* Should be allocated in amdgpu_vm_init
3455                  */
3456                 return r;
3457
3458         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3459
3460         /* Only let the hash table fill up to 50% for best performance */
3461         if (fault_hash->count >= (1 << (AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS-1)))
3462                 goto unlock_out;
3463
3464         r = chash_table_copy_in(&fault_hash->hash, key, NULL);
3465         if (!r)
3466                 fault_hash->count++;
3467
3468         /* chash_table_copy_in should never fail unless we're losing count */
3469         WARN_ON_ONCE(r < 0);
3470
3471 unlock_out:
3472         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3473         return r;
3474 }
3475
3476 /**
3477  * amdgpu_vm_clear_fault - Remove a page fault record
3478  *
3479  * @fault_hash: fault hash table
3480  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3481  *
3482  * This should be called when a page fault has been handled. Any
3483  * future interrupt with this key will be processed as a new
3484  * page fault.
3485  */
3486 void amdgpu_vm_clear_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3487 {
3488         unsigned long flags;
3489         int r;
3490
3491         if (!fault_hash)
3492                 return;
3493
3494         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3495
3496         r = chash_table_remove(&fault_hash->hash, key, NULL);
3497         if (!WARN_ON_ONCE(r < 0)) {
3498                 fault_hash->count--;
3499                 WARN_ON_ONCE(fault_hash->count < 0);
3500         }
3501
3502         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3503 }