Merge tag 'mips_fixes_5.0_4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mips...
[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, 1ULL << 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         if (cursor->pfn != ~0ll)
546                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
547 }
548
549 /**
550  * for_each_amdgpu_vm_pt_leaf - walk over all leaf PDs/PTs in the hierarchy
551  */
552 #define for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, start, end, cursor)                \
553         for (amdgpu_vm_pt_first_leaf((adev), (vm), (start), &(cursor));         \
554              (cursor).pfn <= end; amdgpu_vm_pt_next_leaf((adev), &(cursor)))
555
556 /**
557  * amdgpu_vm_pt_first_dfs - start a deep first search
558  *
559  * @adev: amdgpu_device structure
560  * @vm: amdgpu_vm structure
561  * @cursor: state to initialize
562  *
563  * Starts a deep first traversal of the PD/PT tree.
564  */
565 static void amdgpu_vm_pt_first_dfs(struct amdgpu_device *adev,
566                                    struct amdgpu_vm *vm,
567                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
568 {
569         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, 0, cursor);
570         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
571 }
572
573 /**
574  * amdgpu_vm_pt_next_dfs - get the next node for a deep first search
575  *
576  * @adev: amdgpu_device structure
577  * @cursor: current state
578  *
579  * Move the cursor to the next node in a deep first search.
580  */
581 static void amdgpu_vm_pt_next_dfs(struct amdgpu_device *adev,
582                                   struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
583 {
584         if (!cursor->entry)
585                 return;
586
587         if (!cursor->parent)
588                 cursor->entry = NULL;
589         else if (amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor))
590                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
591         else
592                 amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor);
593 }
594
595 /**
596  * for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe - safe deep first search of all PDs/PTs
597  */
598 #define for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)                 \
599         for (amdgpu_vm_pt_first_dfs((adev), (vm), &(cursor)),                   \
600              (entry) = (cursor).entry, amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor));\
601              (entry); (entry) = (cursor).entry,                                 \
602              amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor)))
603
604 /**
605  * amdgpu_vm_get_pd_bo - add the VM PD to a validation list
606  *
607  * @vm: vm providing the BOs
608  * @validated: head of validation list
609  * @entry: entry to add
610  *
611  * Add the page directory to the list of BOs to
612  * validate for command submission.
613  */
614 void amdgpu_vm_get_pd_bo(struct amdgpu_vm *vm,
615                          struct list_head *validated,
616                          struct amdgpu_bo_list_entry *entry)
617 {
618         entry->priority = 0;
619         entry->tv.bo = &vm->root.base.bo->tbo;
620         /* One for the VM updates, one for TTM and one for the CS job */
621         entry->tv.num_shared = 3;
622         entry->user_pages = NULL;
623         list_add(&entry->tv.head, validated);
624 }
625
626 /**
627  * amdgpu_vm_move_to_lru_tail - move all BOs to the end of LRU
628  *
629  * @adev: amdgpu device pointer
630  * @vm: vm providing the BOs
631  *
632  * Move all BOs to the end of LRU and remember their positions to put them
633  * together.
634  */
635 void amdgpu_vm_move_to_lru_tail(struct amdgpu_device *adev,
636                                 struct amdgpu_vm *vm)
637 {
638         struct ttm_bo_global *glob = adev->mman.bdev.glob;
639         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
640
641 #if 0
642         if (vm->bulk_moveable) {
643                 spin_lock(&glob->lru_lock);
644                 ttm_bo_bulk_move_lru_tail(&vm->lru_bulk_move);
645                 spin_unlock(&glob->lru_lock);
646                 return;
647         }
648 #endif
649
650         memset(&vm->lru_bulk_move, 0, sizeof(vm->lru_bulk_move));
651
652         spin_lock(&glob->lru_lock);
653         list_for_each_entry(bo_base, &vm->idle, vm_status) {
654                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
655
656                 if (!bo->parent)
657                         continue;
658
659                 ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->tbo, &vm->lru_bulk_move);
660                 if (bo->shadow)
661                         ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->shadow->tbo,
662                                                 &vm->lru_bulk_move);
663         }
664         spin_unlock(&glob->lru_lock);
665
666         vm->bulk_moveable = true;
667 }
668
669 /**
670  * amdgpu_vm_validate_pt_bos - validate the page table BOs
671  *
672  * @adev: amdgpu device pointer
673  * @vm: vm providing the BOs
674  * @validate: callback to do the validation
675  * @param: parameter for the validation callback
676  *
677  * Validate the page table BOs on command submission if neccessary.
678  *
679  * Returns:
680  * Validation result.
681  */
682 int amdgpu_vm_validate_pt_bos(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
683                               int (*validate)(void *p, struct amdgpu_bo *bo),
684                               void *param)
685 {
686         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base, *tmp;
687         int r = 0;
688
689         vm->bulk_moveable &= list_empty(&vm->evicted);
690
691         list_for_each_entry_safe(bo_base, tmp, &vm->evicted, vm_status) {
692                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
693
694                 r = validate(param, bo);
695                 if (r)
696                         break;
697
698                 if (bo->tbo.type != ttm_bo_type_kernel) {
699                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
700                 } else {
701                         if (vm->use_cpu_for_update)
702                                 r = amdgpu_bo_kmap(bo, NULL);
703                         else
704                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
705                         if (r)
706                                 break;
707                         if (bo->shadow) {
708                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->shadow->tbo);
709                                 if (r)
710                                         break;
711                         }
712                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
713                 }
714         }
715
716         return r;
717 }
718
719 /**
720  * amdgpu_vm_ready - check VM is ready for updates
721  *
722  * @vm: VM to check
723  *
724  * Check if all VM PDs/PTs are ready for updates
725  *
726  * Returns:
727  * True if eviction list is empty.
728  */
729 bool amdgpu_vm_ready(struct amdgpu_vm *vm)
730 {
731         return list_empty(&vm->evicted);
732 }
733
734 /**
735  * amdgpu_vm_clear_bo - initially clear the PDs/PTs
736  *
737  * @adev: amdgpu_device pointer
738  * @vm: VM to clear BO from
739  * @bo: BO to clear
740  * @level: level this BO is at
741  * @pte_support_ats: indicate ATS support from PTE
742  *
743  * Root PD needs to be reserved when calling this.
744  *
745  * Returns:
746  * 0 on success, errno otherwise.
747  */
748 static int amdgpu_vm_clear_bo(struct amdgpu_device *adev,
749                               struct amdgpu_vm *vm, struct amdgpu_bo *bo,
750                               unsigned level, bool pte_support_ats)
751 {
752         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
753         struct dma_fence *fence = NULL;
754         unsigned entries, ats_entries;
755         struct amdgpu_ring *ring;
756         struct amdgpu_job *job;
757         uint64_t addr;
758         int r;
759
760         entries = amdgpu_bo_size(bo) / 8;
761
762         if (pte_support_ats) {
763                 if (level == adev->vm_manager.root_level) {
764                         ats_entries = amdgpu_vm_level_shift(adev, level);
765                         ats_entries += AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT;
766                         ats_entries = AMDGPU_GMC_HOLE_START >> ats_entries;
767                         ats_entries = min(ats_entries, entries);
768                         entries -= ats_entries;
769                 } else {
770                         ats_entries = entries;
771                         entries = 0;
772                 }
773         } else {
774                 ats_entries = 0;
775         }
776
777         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
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         bp->domain = amdgpu_bo_get_preferred_pin_domain(adev, bp->domain);
853         bp->flags = AMDGPU_GEM_CREATE_VRAM_CONTIGUOUS |
854                 AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_GTT_USWC;
855         if (vm->use_cpu_for_update)
856                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED;
857         else if (!vm->root.base.bo || vm->root.base.bo->shadow)
858                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
859         bp->type = ttm_bo_type_kernel;
860         if (vm->root.base.bo)
861                 bp->resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
862 }
863
864 /**
865  * amdgpu_vm_alloc_pts - Allocate page tables.
866  *
867  * @adev: amdgpu_device pointer
868  * @vm: VM to allocate page tables for
869  * @saddr: Start address which needs to be allocated
870  * @size: Size from start address we need.
871  *
872  * Make sure the page directories and page tables are allocated
873  *
874  * Returns:
875  * 0 on success, errno otherwise.
876  */
877 int amdgpu_vm_alloc_pts(struct amdgpu_device *adev,
878                         struct amdgpu_vm *vm,
879                         uint64_t saddr, uint64_t size)
880 {
881         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
882         struct amdgpu_bo *pt;
883         bool ats = false;
884         uint64_t eaddr;
885         int r;
886
887         /* validate the parameters */
888         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
889                 return -EINVAL;
890
891         eaddr = saddr + size - 1;
892
893         if (vm->pte_support_ats)
894                 ats = saddr < AMDGPU_GMC_HOLE_START;
895
896         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
897         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
898
899         if (eaddr >= adev->vm_manager.max_pfn) {
900                 dev_err(adev->dev, "va above limit (0x%08llX >= 0x%08llX)\n",
901                         eaddr, adev->vm_manager.max_pfn);
902                 return -EINVAL;
903         }
904
905         for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, saddr, eaddr, cursor) {
906                 struct amdgpu_vm_pt *entry = cursor.entry;
907                 struct amdgpu_bo_param bp;
908
909                 if (cursor.level < AMDGPU_VM_PTB) {
910                         unsigned num_entries;
911
912                         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor.level);
913                         entry->entries = kvmalloc_array(num_entries,
914                                                         sizeof(*entry->entries),
915                                                         GFP_KERNEL |
916                                                         __GFP_ZERO);
917                         if (!entry->entries)
918                                 return -ENOMEM;
919                 }
920
921
922                 if (entry->base.bo)
923                         continue;
924
925                 amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, cursor.level, &bp);
926
927                 r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &pt);
928                 if (r)
929                         return r;
930
931                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, pt, cursor.level, ats);
932                 if (r)
933                         goto error_free_pt;
934
935                 if (vm->use_cpu_for_update) {
936                         r = amdgpu_bo_kmap(pt, NULL);
937                         if (r)
938                                 goto error_free_pt;
939                 }
940
941                 /* Keep a reference to the root directory to avoid
942                 * freeing them up in the wrong order.
943                 */
944                 pt->parent = amdgpu_bo_ref(cursor.parent->base.bo);
945
946                 amdgpu_vm_bo_base_init(&entry->base, vm, pt);
947         }
948
949         return 0;
950
951 error_free_pt:
952         amdgpu_bo_unref(&pt->shadow);
953         amdgpu_bo_unref(&pt);
954         return r;
955 }
956
957 /**
958  * amdgpu_vm_free_pts - free PD/PT levels
959  *
960  * @adev: amdgpu device structure
961  * @vm: amdgpu vm structure
962  *
963  * Free the page directory or page table level and all sub levels.
964  */
965 static void amdgpu_vm_free_pts(struct amdgpu_device *adev,
966                                struct amdgpu_vm *vm)
967 {
968         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
969         struct amdgpu_vm_pt *entry;
970
971         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry) {
972
973                 if (entry->base.bo) {
974                         entry->base.bo->vm_bo = NULL;
975                         list_del(&entry->base.vm_status);
976                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo->shadow);
977                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo);
978                 }
979                 kvfree(entry->entries);
980         }
981
982         BUG_ON(vm->root.base.bo);
983 }
984
985 /**
986  * amdgpu_vm_check_compute_bug - check whether asic has compute vm bug
987  *
988  * @adev: amdgpu_device pointer
989  */
990 void amdgpu_vm_check_compute_bug(struct amdgpu_device *adev)
991 {
992         const struct amdgpu_ip_block *ip_block;
993         bool has_compute_vm_bug;
994         struct amdgpu_ring *ring;
995         int i;
996
997         has_compute_vm_bug = false;
998
999         ip_block = amdgpu_device_ip_get_ip_block(adev, AMD_IP_BLOCK_TYPE_GFX);
1000         if (ip_block) {
1001                 /* Compute has a VM bug for GFX version < 7.
1002                    Compute has a VM bug for GFX 8 MEC firmware version < 673.*/
1003                 if (ip_block->version->major <= 7)
1004                         has_compute_vm_bug = true;
1005                 else if (ip_block->version->major == 8)
1006                         if (adev->gfx.mec_fw_version < 673)
1007                                 has_compute_vm_bug = true;
1008         }
1009
1010         for (i = 0; i < adev->num_rings; i++) {
1011                 ring = adev->rings[i];
1012                 if (ring->funcs->type == AMDGPU_RING_TYPE_COMPUTE)
1013                         /* only compute rings */
1014                         ring->has_compute_vm_bug = has_compute_vm_bug;
1015                 else
1016                         ring->has_compute_vm_bug = false;
1017         }
1018 }
1019
1020 /**
1021  * amdgpu_vm_need_pipeline_sync - Check if pipe sync is needed for job.
1022  *
1023  * @ring: ring on which the job will be submitted
1024  * @job: job to submit
1025  *
1026  * Returns:
1027  * True if sync is needed.
1028  */
1029 bool amdgpu_vm_need_pipeline_sync(struct amdgpu_ring *ring,
1030                                   struct amdgpu_job *job)
1031 {
1032         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1033         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1034         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1035         struct amdgpu_vmid *id;
1036         bool gds_switch_needed;
1037         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush || ring->has_compute_vm_bug;
1038
1039         if (job->vmid == 0)
1040                 return false;
1041         id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1042         gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1043                 id->gds_base != job->gds_base ||
1044                 id->gds_size != job->gds_size ||
1045                 id->gws_base != job->gws_base ||
1046                 id->gws_size != job->gws_size ||
1047                 id->oa_base != job->oa_base ||
1048                 id->oa_size != job->oa_size);
1049
1050         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id))
1051                 return true;
1052
1053         return vm_flush_needed || gds_switch_needed;
1054 }
1055
1056 /**
1057  * amdgpu_vm_flush - hardware flush the vm
1058  *
1059  * @ring: ring to use for flush
1060  * @job:  related job
1061  * @need_pipe_sync: is pipe sync needed
1062  *
1063  * Emit a VM flush when it is necessary.
1064  *
1065  * Returns:
1066  * 0 on success, errno otherwise.
1067  */
1068 int amdgpu_vm_flush(struct amdgpu_ring *ring, struct amdgpu_job *job, bool need_pipe_sync)
1069 {
1070         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1071         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1072         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1073         struct amdgpu_vmid *id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1074         bool gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1075                 id->gds_base != job->gds_base ||
1076                 id->gds_size != job->gds_size ||
1077                 id->gws_base != job->gws_base ||
1078                 id->gws_size != job->gws_size ||
1079                 id->oa_base != job->oa_base ||
1080                 id->oa_size != job->oa_size);
1081         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush;
1082         bool pasid_mapping_needed = id->pasid != job->pasid ||
1083                 !id->pasid_mapping ||
1084                 !dma_fence_is_signaled(id->pasid_mapping);
1085         struct dma_fence *fence = NULL;
1086         unsigned patch_offset = 0;
1087         int r;
1088
1089         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id)) {
1090                 gds_switch_needed = true;
1091                 vm_flush_needed = true;
1092                 pasid_mapping_needed = true;
1093         }
1094
1095         gds_switch_needed &= !!ring->funcs->emit_gds_switch;
1096         vm_flush_needed &= !!ring->funcs->emit_vm_flush  &&
1097                         job->vm_pd_addr != AMDGPU_BO_INVALID_OFFSET;
1098         pasid_mapping_needed &= adev->gmc.gmc_funcs->emit_pasid_mapping &&
1099                 ring->funcs->emit_wreg;
1100
1101         if (!vm_flush_needed && !gds_switch_needed && !need_pipe_sync)
1102                 return 0;
1103
1104         if (ring->funcs->init_cond_exec)
1105                 patch_offset = amdgpu_ring_init_cond_exec(ring);
1106
1107         if (need_pipe_sync)
1108                 amdgpu_ring_emit_pipeline_sync(ring);
1109
1110         if (vm_flush_needed) {
1111                 trace_amdgpu_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1112                 amdgpu_ring_emit_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1113         }
1114
1115         if (pasid_mapping_needed)
1116                 amdgpu_gmc_emit_pasid_mapping(ring, job->vmid, job->pasid);
1117
1118         if (vm_flush_needed || pasid_mapping_needed) {
1119                 r = amdgpu_fence_emit(ring, &fence, 0);
1120                 if (r)
1121                         return r;
1122         }
1123
1124         if (vm_flush_needed) {
1125                 mutex_lock(&id_mgr->lock);
1126                 dma_fence_put(id->last_flush);
1127                 id->last_flush = dma_fence_get(fence);
1128                 id->current_gpu_reset_count =
1129                         atomic_read(&adev->gpu_reset_counter);
1130                 mutex_unlock(&id_mgr->lock);
1131         }
1132
1133         if (pasid_mapping_needed) {
1134                 id->pasid = job->pasid;
1135                 dma_fence_put(id->pasid_mapping);
1136                 id->pasid_mapping = dma_fence_get(fence);
1137         }
1138         dma_fence_put(fence);
1139
1140         if (ring->funcs->emit_gds_switch && gds_switch_needed) {
1141                 id->gds_base = job->gds_base;
1142                 id->gds_size = job->gds_size;
1143                 id->gws_base = job->gws_base;
1144                 id->gws_size = job->gws_size;
1145                 id->oa_base = job->oa_base;
1146                 id->oa_size = job->oa_size;
1147                 amdgpu_ring_emit_gds_switch(ring, job->vmid, job->gds_base,
1148                                             job->gds_size, job->gws_base,
1149                                             job->gws_size, job->oa_base,
1150                                             job->oa_size);
1151         }
1152
1153         if (ring->funcs->patch_cond_exec)
1154                 amdgpu_ring_patch_cond_exec(ring, patch_offset);
1155
1156         /* the double SWITCH_BUFFER here *cannot* be skipped by COND_EXEC */
1157         if (ring->funcs->emit_switch_buffer) {
1158                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1159                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1160         }
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 /**
1165  * amdgpu_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
1166  *
1167  * @vm: requested vm
1168  * @bo: requested buffer object
1169  *
1170  * Find @bo inside the requested vm.
1171  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
1172  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
1173  *
1174  * Object has to be reserved!
1175  *
1176  * Returns:
1177  * Found bo_va or NULL.
1178  */
1179 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_find(struct amdgpu_vm *vm,
1180                                        struct amdgpu_bo *bo)
1181 {
1182         struct amdgpu_vm_bo_base *base;
1183
1184         for (base = bo->vm_bo; base; base = base->next) {
1185                 if (base->vm != vm)
1186                         continue;
1187
1188                 return container_of(base, struct amdgpu_bo_va, base);
1189         }
1190         return NULL;
1191 }
1192
1193 /**
1194  * amdgpu_vm_do_set_ptes - helper to call the right asic function
1195  *
1196  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1197  * @bo: PD/PT to update
1198  * @pe: addr of the page entry
1199  * @addr: dst addr to write into pe
1200  * @count: number of page entries to update
1201  * @incr: increase next addr by incr bytes
1202  * @flags: hw access flags
1203  *
1204  * Traces the parameters and calls the right asic functions
1205  * to setup the page table using the DMA.
1206  */
1207 static void amdgpu_vm_do_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1208                                   struct amdgpu_bo *bo,
1209                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1210                                   unsigned count, uint32_t incr,
1211                                   uint64_t flags)
1212 {
1213         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1214         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1215
1216         if (count < 3) {
1217                 amdgpu_vm_write_pte(params->adev, params->ib, pe,
1218                                     addr | flags, count, incr);
1219
1220         } else {
1221                 amdgpu_vm_set_pte_pde(params->adev, params->ib, pe, addr,
1222                                       count, incr, flags);
1223         }
1224 }
1225
1226 /**
1227  * amdgpu_vm_do_copy_ptes - copy the PTEs from the GART
1228  *
1229  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1230  * @bo: PD/PT to update
1231  * @pe: addr of the page entry
1232  * @addr: dst addr to write into pe
1233  * @count: number of page entries to update
1234  * @incr: increase next addr by incr bytes
1235  * @flags: hw access flags
1236  *
1237  * Traces the parameters and calls the DMA function to copy the PTEs.
1238  */
1239 static void amdgpu_vm_do_copy_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1240                                    struct amdgpu_bo *bo,
1241                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1242                                    unsigned count, uint32_t incr,
1243                                    uint64_t flags)
1244 {
1245         uint64_t src = (params->src + (addr >> 12) * 8);
1246
1247         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1248         trace_amdgpu_vm_copy_ptes(pe, src, count);
1249
1250         amdgpu_vm_copy_pte(params->adev, params->ib, pe, src, count);
1251 }
1252
1253 /**
1254  * amdgpu_vm_map_gart - Resolve gart mapping of addr
1255  *
1256  * @pages_addr: optional DMA address to use for lookup
1257  * @addr: the unmapped addr
1258  *
1259  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
1260  * to.
1261  *
1262  * Returns:
1263  * The pointer for the page table entry.
1264  */
1265 static uint64_t amdgpu_vm_map_gart(const dma_addr_t *pages_addr, uint64_t addr)
1266 {
1267         uint64_t result;
1268
1269         /* page table offset */
1270         result = pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
1271
1272         /* in case cpu page size != gpu page size*/
1273         result |= addr & (~PAGE_MASK);
1274
1275         result &= 0xFFFFFFFFFFFFF000ULL;
1276
1277         return result;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * amdgpu_vm_cpu_set_ptes - helper to update page tables via CPU
1282  *
1283  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1284  * @bo: PD/PT to update
1285  * @pe: kmap addr of the page entry
1286  * @addr: dst addr to write into pe
1287  * @count: number of page entries to update
1288  * @incr: increase next addr by incr bytes
1289  * @flags: hw access flags
1290  *
1291  * Write count number of PT/PD entries directly.
1292  */
1293 static void amdgpu_vm_cpu_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1294                                    struct amdgpu_bo *bo,
1295                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1296                                    unsigned count, uint32_t incr,
1297                                    uint64_t flags)
1298 {
1299         unsigned int i;
1300         uint64_t value;
1301
1302         pe += (unsigned long)amdgpu_bo_kptr(bo);
1303
1304         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1305
1306         for (i = 0; i < count; i++) {
1307                 value = params->pages_addr ?
1308                         amdgpu_vm_map_gart(params->pages_addr, addr) :
1309                         addr;
1310                 amdgpu_gmc_set_pte_pde(params->adev, (void *)(uintptr_t)pe,
1311                                        i, value, flags);
1312                 addr += incr;
1313         }
1314 }
1315
1316
1317 /**
1318  * amdgpu_vm_wait_pd - Wait for PT BOs to be free.
1319  *
1320  * @adev: amdgpu_device pointer
1321  * @vm: related vm
1322  * @owner: fence owner
1323  *
1324  * Returns:
1325  * 0 on success, errno otherwise.
1326  */
1327 static int amdgpu_vm_wait_pd(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
1328                              void *owner)
1329 {
1330         struct amdgpu_sync sync;
1331         int r;
1332
1333         amdgpu_sync_create(&sync);
1334         amdgpu_sync_resv(adev, &sync, vm->root.base.bo->tbo.resv, owner, false);
1335         r = amdgpu_sync_wait(&sync, true);
1336         amdgpu_sync_free(&sync);
1337
1338         return r;
1339 }
1340
1341 /**
1342  * amdgpu_vm_update_func - helper to call update function
1343  *
1344  * Calls the update function for both the given BO as well as its shadow.
1345  */
1346 static void amdgpu_vm_update_func(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1347                                   struct amdgpu_bo *bo,
1348                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1349                                   unsigned count, uint32_t incr,
1350                                   uint64_t flags)
1351 {
1352         if (bo->shadow)
1353                 params->func(params, bo->shadow, pe, addr, count, incr, flags);
1354         params->func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * amdgpu_vm_update_pde - update a single level in the hierarchy
1359  *
1360  * @param: parameters for the update
1361  * @vm: requested vm
1362  * @parent: parent directory
1363  * @entry: entry to update
1364  *
1365  * Makes sure the requested entry in parent is up to date.
1366  */
1367 static void amdgpu_vm_update_pde(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1368                                  struct amdgpu_vm *vm,
1369                                  struct amdgpu_vm_pt *parent,
1370                                  struct amdgpu_vm_pt *entry)
1371 {
1372         struct amdgpu_bo *bo = parent->base.bo, *pbo;
1373         uint64_t pde, pt, flags;
1374         unsigned level;
1375
1376         /* Don't update huge pages here */
1377         if (entry->huge)
1378                 return;
1379
1380         for (level = 0, pbo = bo->parent; pbo; ++level)
1381                 pbo = pbo->parent;
1382
1383         level += params->adev->vm_manager.root_level;
1384         amdgpu_gmc_get_pde_for_bo(entry->base.bo, level, &pt, &flags);
1385         pde = (entry - parent->entries) * 8;
1386         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pde, pt, 1, 0, flags);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * amdgpu_vm_invalidate_pds - mark all PDs as invalid
1391  *
1392  * @adev: amdgpu_device pointer
1393  * @vm: related vm
1394  *
1395  * Mark all PD level as invalid after an error.
1396  */
1397 static void amdgpu_vm_invalidate_pds(struct amdgpu_device *adev,
1398                                      struct amdgpu_vm *vm)
1399 {
1400         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1401         struct amdgpu_vm_pt *entry;
1402
1403         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)
1404                 if (entry->base.bo && !entry->base.moved)
1405                         amdgpu_vm_bo_relocated(&entry->base);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * amdgpu_vm_update_directories - make sure that all directories are valid
1410  *
1411  * @adev: amdgpu_device pointer
1412  * @vm: requested vm
1413  *
1414  * Makes sure all directories are up to date.
1415  *
1416  * Returns:
1417  * 0 for success, error for failure.
1418  */
1419 int amdgpu_vm_update_directories(struct amdgpu_device *adev,
1420                                  struct amdgpu_vm *vm)
1421 {
1422         struct amdgpu_pte_update_params params;
1423         struct amdgpu_job *job;
1424         unsigned ndw = 0;
1425         int r = 0;
1426
1427         if (list_empty(&vm->relocated))
1428                 return 0;
1429
1430 restart:
1431         memset(&params, 0, sizeof(params));
1432         params.adev = adev;
1433
1434         if (vm->use_cpu_for_update) {
1435                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM);
1436                 if (unlikely(r))
1437                         return r;
1438
1439                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1440         } else {
1441                 ndw = 512 * 8;
1442                 r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1443                 if (r)
1444                         return r;
1445
1446                 params.ib = &job->ibs[0];
1447                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1448         }
1449
1450         while (!list_empty(&vm->relocated)) {
1451                 struct amdgpu_vm_pt *pt, *entry;
1452
1453                 entry = list_first_entry(&vm->relocated, struct amdgpu_vm_pt,
1454                                          base.vm_status);
1455                 amdgpu_vm_bo_idle(&entry->base);
1456
1457                 pt = amdgpu_vm_pt_parent(entry);
1458                 if (!pt)
1459                         continue;
1460
1461                 amdgpu_vm_update_pde(&params, vm, pt, entry);
1462
1463                 if (!vm->use_cpu_for_update &&
1464                     (ndw - params.ib->length_dw) < 32)
1465                         break;
1466         }
1467
1468         if (vm->use_cpu_for_update) {
1469                 /* Flush HDP */
1470                 mb();
1471                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
1472         } else if (params.ib->length_dw == 0) {
1473                 amdgpu_job_free(job);
1474         } else {
1475                 struct amdgpu_bo *root = vm->root.base.bo;
1476                 struct amdgpu_ring *ring;
1477                 struct dma_fence *fence;
1478
1479                 ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring,
1480                                     sched);
1481
1482                 amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1483                 amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, root->tbo.resv,
1484                                  AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, false);
1485                 WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1486                 r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM,
1487                                       &fence);
1488                 if (r)
1489                         goto error;
1490
1491                 amdgpu_bo_fence(root, fence, true);
1492                 dma_fence_put(vm->last_update);
1493                 vm->last_update = fence;
1494         }
1495
1496         if (!list_empty(&vm->relocated))
1497                 goto restart;
1498
1499         return 0;
1500
1501 error:
1502         amdgpu_vm_invalidate_pds(adev, vm);
1503         amdgpu_job_free(job);
1504         return r;
1505 }
1506
1507 /**
1508  * amdgpu_vm_update_huge - figure out parameters for PTE updates
1509  *
1510  * Make sure to set the right flags for the PTEs at the desired level.
1511  */
1512 static void amdgpu_vm_update_huge(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1513                                   struct amdgpu_bo *bo, unsigned level,
1514                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1515                                   unsigned count, uint32_t incr,
1516                                   uint64_t flags)
1517
1518 {
1519         if (level != AMDGPU_VM_PTB) {
1520                 flags |= AMDGPU_PDE_PTE;
1521                 amdgpu_gmc_get_vm_pde(params->adev, level, &addr, &flags);
1522         }
1523
1524         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1525 }
1526
1527 /**
1528  * amdgpu_vm_fragment - get fragment for PTEs
1529  *
1530  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1531  * @start: first PTE to handle
1532  * @end: last PTE to handle
1533  * @flags: hw mapping flags
1534  * @frag: resulting fragment size
1535  * @frag_end: end of this fragment
1536  *
1537  * Returns the first possible fragment for the start and end address.
1538  */
1539 static void amdgpu_vm_fragment(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1540                                uint64_t start, uint64_t end, uint64_t flags,
1541                                unsigned int *frag, uint64_t *frag_end)
1542 {
1543         /**
1544          * The MC L1 TLB supports variable sized pages, based on a fragment
1545          * field in the PTE. When this field is set to a non-zero value, page
1546          * granularity is increased from 4KB to (1 << (12 + frag)). The PTE
1547          * flags are considered valid for all PTEs within the fragment range
1548          * and corresponding mappings are assumed to be physically contiguous.
1549          *
1550          * The L1 TLB can store a single PTE for the whole fragment,
1551          * significantly increasing the space available for translation
1552          * caching. This leads to large improvements in throughput when the
1553          * TLB is under pressure.
1554          *
1555          * The L2 TLB distributes small and large fragments into two
1556          * asymmetric partitions. The large fragment cache is significantly
1557          * larger. Thus, we try to use large fragments wherever possible.
1558          * Userspace can support this by aligning virtual base address and
1559          * allocation size to the fragment size.
1560          *
1561          * Starting with Vega10 the fragment size only controls the L1. The L2
1562          * is now directly feed with small/huge/giant pages from the walker.
1563          */
1564         unsigned max_frag;
1565
1566         if (params->adev->asic_type < CHIP_VEGA10)
1567                 max_frag = params->adev->vm_manager.fragment_size;
1568         else
1569                 max_frag = 31;
1570
1571         /* system pages are non continuously */
1572         if (params->src) {
1573                 *frag = 0;
1574                 *frag_end = end;
1575                 return;
1576         }
1577
1578         /* This intentionally wraps around if no bit is set */
1579         *frag = min((unsigned)ffs(start) - 1, (unsigned)fls64(end - start) - 1);
1580         if (*frag >= max_frag) {
1581                 *frag = max_frag;
1582                 *frag_end = end & ~((1ULL << max_frag) - 1);
1583         } else {
1584                 *frag_end = start + (1 << *frag);
1585         }
1586 }
1587
1588 /**
1589  * amdgpu_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
1590  *
1591  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1592  * @start: start of GPU address range
1593  * @end: end of GPU address range
1594  * @dst: destination address to map to, the next dst inside the function
1595  * @flags: mapping flags
1596  *
1597  * Update the page tables in the range @start - @end.
1598  *
1599  * Returns:
1600  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1601  */
1602 static int amdgpu_vm_update_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1603                                  uint64_t start, uint64_t end,
1604                                  uint64_t dst, uint64_t flags)
1605 {
1606         struct amdgpu_device *adev = params->adev;
1607         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1608         uint64_t frag_start = start, frag_end;
1609         unsigned int frag;
1610
1611         /* figure out the initial fragment */
1612         amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end, flags, &frag, &frag_end);
1613
1614         /* walk over the address space and update the PTs */
1615         amdgpu_vm_pt_start(adev, params->vm, start, &cursor);
1616         while (cursor.pfn < end) {
1617                 struct amdgpu_bo *pt = cursor.entry->base.bo;
1618                 unsigned shift, parent_shift, mask;
1619                 uint64_t incr, entry_end, pe_start;
1620
1621                 if (!pt)
1622                         return -ENOENT;
1623
1624                 /* The root level can't be a huge page */
1625                 if (cursor.level == adev->vm_manager.root_level) {
1626                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1627                                 return -ENOENT;
1628                         continue;
1629                 }
1630
1631                 /* If it isn't already handled it can't be a huge page */
1632                 if (cursor.entry->huge) {
1633                         /* Add the entry to the relocated list to update it. */
1634                         cursor.entry->huge = false;
1635                         amdgpu_vm_bo_relocated(&cursor.entry->base);
1636                 }
1637
1638                 shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level);
1639                 parent_shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level - 1);
1640                 if (adev->asic_type < CHIP_VEGA10) {
1641                         /* No huge page support before GMC v9 */
1642                         if (cursor.level != AMDGPU_VM_PTB) {
1643                                 if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1644                                         return -ENOENT;
1645                                 continue;
1646                         }
1647                 } else if (frag < shift) {
1648                         /* We can't use this level when the fragment size is
1649                          * smaller than the address shift. Go to the next
1650                          * child entry and try again.
1651                          */
1652                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1653                                 return -ENOENT;
1654                         continue;
1655                 } else if (frag >= parent_shift &&
1656                            cursor.level - 1 != adev->vm_manager.root_level) {
1657                         /* If the fragment size is even larger than the parent
1658                          * shift we should go up one level and check it again
1659                          * unless one level up is the root level.
1660                          */
1661                         if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(&cursor))
1662                                 return -ENOENT;
1663                         continue;
1664                 }
1665
1666                 /* Looks good so far, calculate parameters for the update */
1667                 incr = (uint64_t)AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1668                 mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor.level);
1669                 pe_start = ((cursor.pfn >> shift) & mask) * 8;
1670                 entry_end = (uint64_t)(mask + 1) << shift;
1671                 entry_end += cursor.pfn & ~(entry_end - 1);
1672                 entry_end = min(entry_end, end);
1673
1674                 do {
1675                         uint64_t upd_end = min(entry_end, frag_end);
1676                         unsigned nptes = (upd_end - frag_start) >> shift;
1677
1678                         amdgpu_vm_update_huge(params, pt, cursor.level,
1679                                               pe_start, dst, nptes, incr,
1680                                               flags | AMDGPU_PTE_FRAG(frag));
1681
1682                         pe_start += nptes * 8;
1683                         dst += (uint64_t)nptes * AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1684
1685                         frag_start = upd_end;
1686                         if (frag_start >= frag_end) {
1687                                 /* figure out the next fragment */
1688                                 amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end,
1689                                                    flags, &frag, &frag_end);
1690                                 if (frag < shift)
1691                                         break;
1692                         }
1693                 } while (frag_start < entry_end);
1694
1695                 if (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor)) {
1696                         /* Mark all child entries as huge */
1697                         while (cursor.pfn < frag_start) {
1698                                 cursor.entry->huge = true;
1699                                 amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1700                         }
1701
1702                 } else if (frag >= shift) {
1703                         /* or just move on to the next on the same level. */
1704                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1705                 }
1706         }
1707
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 /**
1712  * amdgpu_vm_bo_update_mapping - update a mapping in the vm page table
1713  *
1714  * @adev: amdgpu_device pointer
1715  * @exclusive: fence we need to sync to
1716  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1717  * @vm: requested vm
1718  * @start: start of mapped range
1719  * @last: last mapped entry
1720  * @flags: flags for the entries
1721  * @addr: addr to set the area to
1722  * @fence: optional resulting fence
1723  *
1724  * Fill in the page table entries between @start and @last.
1725  *
1726  * Returns:
1727  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1728  */
1729 static int amdgpu_vm_bo_update_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1730                                        struct dma_fence *exclusive,
1731                                        dma_addr_t *pages_addr,
1732                                        struct amdgpu_vm *vm,
1733                                        uint64_t start, uint64_t last,
1734                                        uint64_t flags, uint64_t addr,
1735                                        struct dma_fence **fence)
1736 {
1737         struct amdgpu_ring *ring;
1738         void *owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_VM;
1739         unsigned nptes, ncmds, ndw;
1740         struct amdgpu_job *job;
1741         struct amdgpu_pte_update_params params;
1742         struct dma_fence *f = NULL;
1743         int r;
1744
1745         memset(&params, 0, sizeof(params));
1746         params.adev = adev;
1747         params.vm = vm;
1748
1749         /* sync to everything on unmapping */
1750         if (!(flags & AMDGPU_PTE_VALID))
1751                 owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED;
1752
1753         if (vm->use_cpu_for_update) {
1754                 /* params.src is used as flag to indicate system Memory */
1755                 if (pages_addr)
1756                         params.src = ~0;
1757
1758                 /* Wait for PT BOs to be free. PTs share the same resv. object
1759                  * as the root PD BO
1760                  */
1761                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, owner);
1762                 if (unlikely(r))
1763                         return r;
1764
1765                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1766                 params.pages_addr = pages_addr;
1767                 return amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1,
1768                                              addr, flags);
1769         }
1770
1771         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
1772
1773         nptes = last - start + 1;
1774
1775         /*
1776          * reserve space for two commands every (1 << BLOCK_SIZE)
1777          *  entries or 2k dwords (whatever is smaller)
1778          *
1779          * The second command is for the shadow pagetables.
1780          */
1781         if (vm->root.base.bo->shadow)
1782                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1) * 2;
1783         else
1784                 ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1);
1785
1786         /* padding, etc. */
1787         ndw = 64;
1788
1789         if (pages_addr) {
1790                 /* copy commands needed */
1791                 ndw += ncmds * adev->vm_manager.vm_pte_funcs->copy_pte_num_dw;
1792
1793                 /* and also PTEs */
1794                 ndw += nptes * 2;
1795
1796                 params.func = amdgpu_vm_do_copy_ptes;
1797
1798         } else {
1799                 /* set page commands needed */
1800                 ndw += ncmds * 10;
1801
1802                 /* extra commands for begin/end fragments */
1803                 if (vm->root.base.bo->shadow)
1804                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size * 2;
1805                 else
1806                         ndw += 2 * 10 * adev->vm_manager.fragment_size;
1807
1808                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1809         }
1810
1811         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1812         if (r)
1813                 return r;
1814
1815         params.ib = &job->ibs[0];
1816
1817         if (pages_addr) {
1818                 uint64_t *pte;
1819                 unsigned i;
1820
1821                 /* Put the PTEs at the end of the IB. */
1822                 i = ndw - nptes * 2;
1823                 pte= (uint64_t *)&(job->ibs->ptr[i]);
1824                 params.src = job->ibs->gpu_addr + i * 4;
1825
1826                 for (i = 0; i < nptes; ++i) {
1827                         pte[i] = amdgpu_vm_map_gart(pages_addr, addr + i *
1828                                                     AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
1829                         pte[i] |= flags;
1830                 }
1831                 addr = 0;
1832         }
1833
1834         r = amdgpu_sync_fence(adev, &job->sync, exclusive, false);
1835         if (r)
1836                 goto error_free;
1837
1838         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, vm->root.base.bo->tbo.resv,
1839                              owner, false);
1840         if (r)
1841                 goto error_free;
1842
1843         r = amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1, addr, flags);
1844         if (r)
1845                 goto error_free;
1846
1847         amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1848         WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1849         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, &f);
1850         if (r)
1851                 goto error_free;
1852
1853         amdgpu_bo_fence(vm->root.base.bo, f, true);
1854         dma_fence_put(*fence);
1855         *fence = f;
1856         return 0;
1857
1858 error_free:
1859         amdgpu_job_free(job);
1860         return r;
1861 }
1862
1863 /**
1864  * amdgpu_vm_bo_split_mapping - split a mapping into smaller chunks
1865  *
1866  * @adev: amdgpu_device pointer
1867  * @exclusive: fence we need to sync to
1868  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1869  * @vm: requested vm
1870  * @mapping: mapped range and flags to use for the update
1871  * @flags: HW flags for the mapping
1872  * @nodes: array of drm_mm_nodes with the MC addresses
1873  * @fence: optional resulting fence
1874  *
1875  * Split the mapping into smaller chunks so that each update fits
1876  * into a SDMA IB.
1877  *
1878  * Returns:
1879  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1880  */
1881 static int amdgpu_vm_bo_split_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1882                                       struct dma_fence *exclusive,
1883                                       dma_addr_t *pages_addr,
1884                                       struct amdgpu_vm *vm,
1885                                       struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
1886                                       uint64_t flags,
1887                                       struct drm_mm_node *nodes,
1888                                       struct dma_fence **fence)
1889 {
1890         unsigned min_linear_pages = 1 << adev->vm_manager.fragment_size;
1891         uint64_t pfn, start = mapping->start;
1892         int r;
1893
1894         /* normally,bo_va->flags only contians READABLE and WIRTEABLE bit go here
1895          * but in case of something, we filter the flags in first place
1896          */
1897         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_READABLE))
1898                 flags &= ~AMDGPU_PTE_READABLE;
1899         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_WRITEABLE))
1900                 flags &= ~AMDGPU_PTE_WRITEABLE;
1901
1902         flags &= ~AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1903         flags |= mapping->flags & AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1904
1905         flags &= ~AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK;
1906         flags |= (mapping->flags & AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK);
1907
1908         if ((mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT) &&
1909             (adev->asic_type >= CHIP_VEGA10)) {
1910                 flags |= AMDGPU_PTE_PRT;
1911                 flags &= ~AMDGPU_PTE_VALID;
1912         }
1913
1914         trace_amdgpu_vm_bo_update(mapping);
1915
1916         pfn = mapping->offset >> PAGE_SHIFT;
1917         if (nodes) {
1918                 while (pfn >= nodes->size) {
1919                         pfn -= nodes->size;
1920                         ++nodes;
1921                 }
1922         }
1923
1924         do {
1925                 dma_addr_t *dma_addr = NULL;
1926                 uint64_t max_entries;
1927                 uint64_t addr, last;
1928
1929                 if (nodes) {
1930                         addr = nodes->start << PAGE_SHIFT;
1931                         max_entries = (nodes->size - pfn) *
1932                                 AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1933                 } else {
1934                         addr = 0;
1935                         max_entries = S64_MAX;
1936                 }
1937
1938                 if (pages_addr) {
1939                         uint64_t count;
1940
1941                         max_entries = min(max_entries, 16ull * 1024ull);
1942                         for (count = 1;
1943                              count < max_entries / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1944                              ++count) {
1945                                 uint64_t idx = pfn + count;
1946
1947                                 if (pages_addr[idx] !=
1948                                     (pages_addr[idx - 1] + PAGE_SIZE))
1949                                         break;
1950                         }
1951
1952                         if (count < min_linear_pages) {
1953                                 addr = pfn << PAGE_SHIFT;
1954                                 dma_addr = pages_addr;
1955                         } else {
1956                                 addr = pages_addr[pfn];
1957                                 max_entries = count * AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1958                         }
1959
1960                 } else if (flags & AMDGPU_PTE_VALID) {
1961                         addr += adev->vm_manager.vram_base_offset;
1962                         addr += pfn << PAGE_SHIFT;
1963                 }
1964
1965                 last = min((uint64_t)mapping->last, start + max_entries - 1);
1966                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, exclusive, dma_addr, vm,
1967                                                 start, last, flags, addr,
1968                                                 fence);
1969                 if (r)
1970                         return r;
1971
1972                 pfn += (last - start + 1) / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1973                 if (nodes && nodes->size == pfn) {
1974                         pfn = 0;
1975                         ++nodes;
1976                 }
1977                 start = last + 1;
1978
1979         } while (unlikely(start != mapping->last + 1));
1980
1981         return 0;
1982 }
1983
1984 /**
1985  * amdgpu_vm_bo_update - update all BO mappings in the vm page table
1986  *
1987  * @adev: amdgpu_device pointer
1988  * @bo_va: requested BO and VM object
1989  * @clear: if true clear the entries
1990  *
1991  * Fill in the page table entries for @bo_va.
1992  *
1993  * Returns:
1994  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1995  */
1996 int amdgpu_vm_bo_update(struct amdgpu_device *adev,
1997                         struct amdgpu_bo_va *bo_va,
1998                         bool clear)
1999 {
2000         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2001         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2002         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2003         dma_addr_t *pages_addr = NULL;
2004         struct ttm_mem_reg *mem;
2005         struct drm_mm_node *nodes;
2006         struct dma_fence *exclusive, **last_update;
2007         uint64_t flags;
2008         int r;
2009
2010         if (clear || !bo) {
2011                 mem = NULL;
2012                 nodes = NULL;
2013                 exclusive = NULL;
2014         } else {
2015                 struct ttm_dma_tt *ttm;
2016
2017                 mem = &bo->tbo.mem;
2018                 nodes = mem->mm_node;
2019                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
2020                         ttm = container_of(bo->tbo.ttm, struct ttm_dma_tt, ttm);
2021                         pages_addr = ttm->dma_address;
2022                 }
2023                 exclusive = reservation_object_get_excl(bo->tbo.resv);
2024         }
2025
2026         if (bo)
2027                 flags = amdgpu_ttm_tt_pte_flags(adev, bo->tbo.ttm, mem);
2028         else
2029                 flags = 0x0;
2030
2031         if (clear || (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv))
2032                 last_update = &vm->last_update;
2033         else
2034                 last_update = &bo_va->last_pt_update;
2035
2036         if (!clear && bo_va->base.moved) {
2037                 bo_va->base.moved = false;
2038                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2039
2040         } else if (bo_va->cleared != clear) {
2041                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2042         }
2043
2044         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2045                 r = amdgpu_vm_bo_split_mapping(adev, exclusive, pages_addr, vm,
2046                                                mapping, flags, nodes,
2047                                                last_update);
2048                 if (r)
2049                         return r;
2050         }
2051
2052         if (vm->use_cpu_for_update) {
2053                 /* Flush HDP */
2054                 mb();
2055                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
2056         }
2057
2058         /* If the BO is not in its preferred location add it back to
2059          * the evicted list so that it gets validated again on the
2060          * next command submission.
2061          */
2062         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2063                 uint32_t mem_type = bo->tbo.mem.mem_type;
2064
2065                 if (!(bo->preferred_domains & amdgpu_mem_type_to_domain(mem_type)))
2066                         amdgpu_vm_bo_evicted(&bo_va->base);
2067                 else
2068                         amdgpu_vm_bo_idle(&bo_va->base);
2069         } else {
2070                 amdgpu_vm_bo_done(&bo_va->base);
2071         }
2072
2073         list_splice_init(&bo_va->invalids, &bo_va->valids);
2074         bo_va->cleared = clear;
2075
2076         if (trace_amdgpu_vm_bo_mapping_enabled()) {
2077                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list)
2078                         trace_amdgpu_vm_bo_mapping(mapping);
2079         }
2080
2081         return 0;
2082 }
2083
2084 /**
2085  * amdgpu_vm_update_prt_state - update the global PRT state
2086  *
2087  * @adev: amdgpu_device pointer
2088  */
2089 static void amdgpu_vm_update_prt_state(struct amdgpu_device *adev)
2090 {
2091         unsigned long flags;
2092         bool enable;
2093
2094         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2095         enable = !!atomic_read(&adev->vm_manager.num_prt_users);
2096         adev->gmc.gmc_funcs->set_prt(adev, enable);
2097         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2098 }
2099
2100 /**
2101  * amdgpu_vm_prt_get - add a PRT user
2102  *
2103  * @adev: amdgpu_device pointer
2104  */
2105 static void amdgpu_vm_prt_get(struct amdgpu_device *adev)
2106 {
2107         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2108                 return;
2109
2110         if (atomic_inc_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 1)
2111                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2112 }
2113
2114 /**
2115  * amdgpu_vm_prt_put - drop a PRT user
2116  *
2117  * @adev: amdgpu_device pointer
2118  */
2119 static void amdgpu_vm_prt_put(struct amdgpu_device *adev)
2120 {
2121         if (atomic_dec_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 0)
2122                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2123 }
2124
2125 /**
2126  * amdgpu_vm_prt_cb - callback for updating the PRT status
2127  *
2128  * @fence: fence for the callback
2129  * @_cb: the callback function
2130  */
2131 static void amdgpu_vm_prt_cb(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *_cb)
2132 {
2133         struct amdgpu_prt_cb *cb = container_of(_cb, struct amdgpu_prt_cb, cb);
2134
2135         amdgpu_vm_prt_put(cb->adev);
2136         kfree(cb);
2137 }
2138
2139 /**
2140  * amdgpu_vm_add_prt_cb - add callback for updating the PRT status
2141  *
2142  * @adev: amdgpu_device pointer
2143  * @fence: fence for the callback
2144  */
2145 static void amdgpu_vm_add_prt_cb(struct amdgpu_device *adev,
2146                                  struct dma_fence *fence)
2147 {
2148         struct amdgpu_prt_cb *cb;
2149
2150         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2151                 return;
2152
2153         cb = kmalloc(sizeof(struct amdgpu_prt_cb), GFP_KERNEL);
2154         if (!cb) {
2155                 /* Last resort when we are OOM */
2156                 if (fence)
2157                         dma_fence_wait(fence, false);
2158
2159                 amdgpu_vm_prt_put(adev);
2160         } else {
2161                 cb->adev = adev;
2162                 if (!fence || dma_fence_add_callback(fence, &cb->cb,
2163                                                      amdgpu_vm_prt_cb))
2164                         amdgpu_vm_prt_cb(fence, &cb->cb);
2165         }
2166 }
2167
2168 /**
2169  * amdgpu_vm_free_mapping - free a mapping
2170  *
2171  * @adev: amdgpu_device pointer
2172  * @vm: requested vm
2173  * @mapping: mapping to be freed
2174  * @fence: fence of the unmap operation
2175  *
2176  * Free a mapping and make sure we decrease the PRT usage count if applicable.
2177  */
2178 static void amdgpu_vm_free_mapping(struct amdgpu_device *adev,
2179                                    struct amdgpu_vm *vm,
2180                                    struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
2181                                    struct dma_fence *fence)
2182 {
2183         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2184                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, fence);
2185         kfree(mapping);
2186 }
2187
2188 /**
2189  * amdgpu_vm_prt_fini - finish all prt mappings
2190  *
2191  * @adev: amdgpu_device pointer
2192  * @vm: requested vm
2193  *
2194  * Register a cleanup callback to disable PRT support after VM dies.
2195  */
2196 static void amdgpu_vm_prt_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
2197 {
2198         struct reservation_object *resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
2199         struct dma_fence *excl, **shared;
2200         unsigned i, shared_count;
2201         int r;
2202
2203         r = reservation_object_get_fences_rcu(resv, &excl,
2204                                               &shared_count, &shared);
2205         if (r) {
2206                 /* Not enough memory to grab the fence list, as last resort
2207                  * block for all the fences to complete.
2208                  */
2209                 reservation_object_wait_timeout_rcu(resv, true, false,
2210                                                     MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2211                 return;
2212         }
2213
2214         /* Add a callback for each fence in the reservation object */
2215         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2216         amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, excl);
2217
2218         for (i = 0; i < shared_count; ++i) {
2219                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2220                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, shared[i]);
2221         }
2222
2223         kfree(shared);
2224 }
2225
2226 /**
2227  * amdgpu_vm_clear_freed - clear freed BOs in the PT
2228  *
2229  * @adev: amdgpu_device pointer
2230  * @vm: requested vm
2231  * @fence: optional resulting fence (unchanged if no work needed to be done
2232  * or if an error occurred)
2233  *
2234  * Make sure all freed BOs are cleared in the PT.
2235  * PTs have to be reserved and mutex must be locked!
2236  *
2237  * Returns:
2238  * 0 for success.
2239  *
2240  */
2241 int amdgpu_vm_clear_freed(struct amdgpu_device *adev,
2242                           struct amdgpu_vm *vm,
2243                           struct dma_fence **fence)
2244 {
2245         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2246         uint64_t init_pte_value = 0;
2247         struct dma_fence *f = NULL;
2248         int r;
2249
2250         while (!list_empty(&vm->freed)) {
2251                 mapping = list_first_entry(&vm->freed,
2252                         struct amdgpu_bo_va_mapping, list);
2253                 list_del(&mapping->list);
2254
2255                 if (vm->pte_support_ats &&
2256                     mapping->start < AMDGPU_GMC_HOLE_START)
2257                         init_pte_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
2258
2259                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, NULL, NULL, vm,
2260                                                 mapping->start, mapping->last,
2261                                                 init_pte_value, 0, &f);
2262                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, f);
2263                 if (r) {
2264                         dma_fence_put(f);
2265                         return r;
2266                 }
2267         }
2268
2269         if (fence && f) {
2270                 dma_fence_put(*fence);
2271                 *fence = f;
2272         } else {
2273                 dma_fence_put(f);
2274         }
2275
2276         return 0;
2277
2278 }
2279
2280 /**
2281  * amdgpu_vm_handle_moved - handle moved BOs in the PT
2282  *
2283  * @adev: amdgpu_device pointer
2284  * @vm: requested vm
2285  *
2286  * Make sure all BOs which are moved are updated in the PTs.
2287  *
2288  * Returns:
2289  * 0 for success.
2290  *
2291  * PTs have to be reserved!
2292  */
2293 int amdgpu_vm_handle_moved(struct amdgpu_device *adev,
2294                            struct amdgpu_vm *vm)
2295 {
2296         struct amdgpu_bo_va *bo_va, *tmp;
2297         struct reservation_object *resv;
2298         bool clear;
2299         int r;
2300
2301         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->moved, base.vm_status) {
2302                 /* Per VM BOs never need to bo cleared in the page tables */
2303                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, false);
2304                 if (r)
2305                         return r;
2306         }
2307
2308         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2309         while (!list_empty(&vm->invalidated)) {
2310                 bo_va = list_first_entry(&vm->invalidated, struct amdgpu_bo_va,
2311                                          base.vm_status);
2312                 resv = bo_va->base.bo->tbo.resv;
2313                 spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2314
2315                 /* Try to reserve the BO to avoid clearing its ptes */
2316                 if (!amdgpu_vm_debug && reservation_object_trylock(resv))
2317                         clear = false;
2318                 /* Somebody else is using the BO right now */
2319                 else
2320                         clear = true;
2321
2322                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, clear);
2323                 if (r)
2324                         return r;
2325
2326                 if (!clear)
2327                         reservation_object_unlock(resv);
2328                 spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2329         }
2330         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2331
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 /**
2336  * amdgpu_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
2337  *
2338  * @adev: amdgpu_device pointer
2339  * @vm: requested vm
2340  * @bo: amdgpu buffer object
2341  *
2342  * Add @bo into the requested vm.
2343  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
2344  *
2345  * Returns:
2346  * Newly added bo_va or NULL for failure
2347  *
2348  * Object has to be reserved!
2349  */
2350 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_add(struct amdgpu_device *adev,
2351                                       struct amdgpu_vm *vm,
2352                                       struct amdgpu_bo *bo)
2353 {
2354         struct amdgpu_bo_va *bo_va;
2355
2356         bo_va = kzalloc(sizeof(struct amdgpu_bo_va), GFP_KERNEL);
2357         if (bo_va == NULL) {
2358                 return NULL;
2359         }
2360         amdgpu_vm_bo_base_init(&bo_va->base, vm, bo);
2361
2362         bo_va->ref_count = 1;
2363         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->valids);
2364         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->invalids);
2365
2366         return bo_va;
2367 }
2368
2369
2370 /**
2371  * amdgpu_vm_bo_insert_mapping - insert a new mapping
2372  *
2373  * @adev: amdgpu_device pointer
2374  * @bo_va: bo_va to store the address
2375  * @mapping: the mapping to insert
2376  *
2377  * Insert a new mapping into all structures.
2378  */
2379 static void amdgpu_vm_bo_insert_map(struct amdgpu_device *adev,
2380                                     struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2381                                     struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping)
2382 {
2383         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2384         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2385
2386         mapping->bo_va = bo_va;
2387         list_add(&mapping->list, &bo_va->invalids);
2388         amdgpu_vm_it_insert(mapping, &vm->va);
2389
2390         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2391                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2392
2393         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv &&
2394             !bo_va->base.moved) {
2395                 list_move(&bo_va->base.vm_status, &vm->moved);
2396         }
2397         trace_amdgpu_vm_bo_map(bo_va, mapping);
2398 }
2399
2400 /**
2401  * amdgpu_vm_bo_map - map bo inside a vm
2402  *
2403  * @adev: amdgpu_device pointer
2404  * @bo_va: bo_va to store the address
2405  * @saddr: where to map the BO
2406  * @offset: requested offset in the BO
2407  * @size: BO size in bytes
2408  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2409  *
2410  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM.
2411  *
2412  * Returns:
2413  * 0 for success, error for failure.
2414  *
2415  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2416  */
2417 int amdgpu_vm_bo_map(struct amdgpu_device *adev,
2418                      struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2419                      uint64_t saddr, uint64_t offset,
2420                      uint64_t size, uint64_t flags)
2421 {
2422         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
2423         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2424         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2425         uint64_t eaddr;
2426
2427         /* validate the parameters */
2428         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2429             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2430                 return -EINVAL;
2431
2432         /* make sure object fit at this offset */
2433         eaddr = saddr + size - 1;
2434         if (saddr >= eaddr ||
2435             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2436                 return -EINVAL;
2437
2438         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2439         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2440
2441         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2442         if (tmp) {
2443                 /* bo and tmp overlap, invalid addr */
2444                 dev_err(adev->dev, "bo %p va 0x%010Lx-0x%010Lx conflict with "
2445                         "0x%010Lx-0x%010Lx\n", bo, saddr, eaddr,
2446                         tmp->start, tmp->last + 1);
2447                 return -EINVAL;
2448         }
2449
2450         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2451         if (!mapping)
2452                 return -ENOMEM;
2453
2454         mapping->start = saddr;
2455         mapping->last = eaddr;
2456         mapping->offset = offset;
2457         mapping->flags = flags;
2458
2459         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2460
2461         return 0;
2462 }
2463
2464 /**
2465  * amdgpu_vm_bo_replace_map - map bo inside a vm, replacing existing mappings
2466  *
2467  * @adev: amdgpu_device pointer
2468  * @bo_va: bo_va to store the address
2469  * @saddr: where to map the BO
2470  * @offset: requested offset in the BO
2471  * @size: BO size in bytes
2472  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2473  *
2474  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM. Replace existing
2475  * mappings as we do so.
2476  *
2477  * Returns:
2478  * 0 for success, error for failure.
2479  *
2480  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2481  */
2482 int amdgpu_vm_bo_replace_map(struct amdgpu_device *adev,
2483                              struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2484                              uint64_t saddr, uint64_t offset,
2485                              uint64_t size, uint64_t flags)
2486 {
2487         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2488         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2489         uint64_t eaddr;
2490         int r;
2491
2492         /* validate the parameters */
2493         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2494             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2495                 return -EINVAL;
2496
2497         /* make sure object fit at this offset */
2498         eaddr = saddr + size - 1;
2499         if (saddr >= eaddr ||
2500             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2501                 return -EINVAL;
2502
2503         /* Allocate all the needed memory */
2504         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2505         if (!mapping)
2506                 return -ENOMEM;
2507
2508         r = amdgpu_vm_bo_clear_mappings(adev, bo_va->base.vm, saddr, size);
2509         if (r) {
2510                 kfree(mapping);
2511                 return r;
2512         }
2513
2514         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2515         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2516
2517         mapping->start = saddr;
2518         mapping->last = eaddr;
2519         mapping->offset = offset;
2520         mapping->flags = flags;
2521
2522         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2523
2524         return 0;
2525 }
2526
2527 /**
2528  * amdgpu_vm_bo_unmap - remove bo mapping from vm
2529  *
2530  * @adev: amdgpu_device pointer
2531  * @bo_va: bo_va to remove the address from
2532  * @saddr: where to the BO is mapped
2533  *
2534  * Remove a mapping of the BO at the specefied addr from the VM.
2535  *
2536  * Returns:
2537  * 0 for success, error for failure.
2538  *
2539  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2540  */
2541 int amdgpu_vm_bo_unmap(struct amdgpu_device *adev,
2542                        struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2543                        uint64_t saddr)
2544 {
2545         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2546         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2547         bool valid = true;
2548
2549         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2550
2551         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list) {
2552                 if (mapping->start == saddr)
2553                         break;
2554         }
2555
2556         if (&mapping->list == &bo_va->valids) {
2557                 valid = false;
2558
2559                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2560                         if (mapping->start == saddr)
2561                                 break;
2562                 }
2563
2564                 if (&mapping->list == &bo_va->invalids)
2565                         return -ENOENT;
2566         }
2567
2568         list_del(&mapping->list);
2569         amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2570         mapping->bo_va = NULL;
2571         trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2572
2573         if (valid)
2574                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2575         else
2576                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2577                                        bo_va->last_pt_update);
2578
2579         return 0;
2580 }
2581
2582 /**
2583  * amdgpu_vm_bo_clear_mappings - remove all mappings in a specific range
2584  *
2585  * @adev: amdgpu_device pointer
2586  * @vm: VM structure to use
2587  * @saddr: start of the range
2588  * @size: size of the range
2589  *
2590  * Remove all mappings in a range, split them as appropriate.
2591  *
2592  * Returns:
2593  * 0 for success, error for failure.
2594  */
2595 int amdgpu_vm_bo_clear_mappings(struct amdgpu_device *adev,
2596                                 struct amdgpu_vm *vm,
2597                                 uint64_t saddr, uint64_t size)
2598 {
2599         struct amdgpu_bo_va_mapping *before, *after, *tmp, *next;
2600         LIST_HEAD(removed);
2601         uint64_t eaddr;
2602
2603         eaddr = saddr + size - 1;
2604         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2605         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2606
2607         /* Allocate all the needed memory */
2608         before = kzalloc(sizeof(*before), GFP_KERNEL);
2609         if (!before)
2610                 return -ENOMEM;
2611         INIT_LIST_HEAD(&before->list);
2612
2613         after = kzalloc(sizeof(*after), GFP_KERNEL);
2614         if (!after) {
2615                 kfree(before);
2616                 return -ENOMEM;
2617         }
2618         INIT_LIST_HEAD(&after->list);
2619
2620         /* Now gather all removed mappings */
2621         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2622         while (tmp) {
2623                 /* Remember mapping split at the start */
2624                 if (tmp->start < saddr) {
2625                         before->start = tmp->start;
2626                         before->last = saddr - 1;
2627                         before->offset = tmp->offset;
2628                         before->flags = tmp->flags;
2629                         before->bo_va = tmp->bo_va;
2630                         list_add(&before->list, &tmp->bo_va->invalids);
2631                 }
2632
2633                 /* Remember mapping split at the end */
2634                 if (tmp->last > eaddr) {
2635                         after->start = eaddr + 1;
2636                         after->last = tmp->last;
2637                         after->offset = tmp->offset;
2638                         after->offset += after->start - tmp->start;
2639                         after->flags = tmp->flags;
2640                         after->bo_va = tmp->bo_va;
2641                         list_add(&after->list, &tmp->bo_va->invalids);
2642                 }
2643
2644                 list_del(&tmp->list);
2645                 list_add(&tmp->list, &removed);
2646
2647                 tmp = amdgpu_vm_it_iter_next(tmp, saddr, eaddr);
2648         }
2649
2650         /* And free them up */
2651         list_for_each_entry_safe(tmp, next, &removed, list) {
2652                 amdgpu_vm_it_remove(tmp, &vm->va);
2653                 list_del(&tmp->list);
2654
2655                 if (tmp->start < saddr)
2656                     tmp->start = saddr;
2657                 if (tmp->last > eaddr)
2658                     tmp->last = eaddr;
2659
2660                 tmp->bo_va = NULL;
2661                 list_add(&tmp->list, &vm->freed);
2662                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(NULL, tmp);
2663         }
2664
2665         /* Insert partial mapping before the range */
2666         if (!list_empty(&before->list)) {
2667                 amdgpu_vm_it_insert(before, &vm->va);
2668                 if (before->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2669                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2670         } else {
2671                 kfree(before);
2672         }
2673
2674         /* Insert partial mapping after the range */
2675         if (!list_empty(&after->list)) {
2676                 amdgpu_vm_it_insert(after, &vm->va);
2677                 if (after->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2678                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2679         } else {
2680                 kfree(after);
2681         }
2682
2683         return 0;
2684 }
2685
2686 /**
2687  * amdgpu_vm_bo_lookup_mapping - find mapping by address
2688  *
2689  * @vm: the requested VM
2690  * @addr: the address
2691  *
2692  * Find a mapping by it's address.
2693  *
2694  * Returns:
2695  * The amdgpu_bo_va_mapping matching for addr or NULL
2696  *
2697  */
2698 struct amdgpu_bo_va_mapping *amdgpu_vm_bo_lookup_mapping(struct amdgpu_vm *vm,
2699                                                          uint64_t addr)
2700 {
2701         return amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, addr, addr);
2702 }
2703
2704 /**
2705  * amdgpu_vm_bo_trace_cs - trace all reserved mappings
2706  *
2707  * @vm: the requested vm
2708  * @ticket: CS ticket
2709  *
2710  * Trace all mappings of BOs reserved during a command submission.
2711  */
2712 void amdgpu_vm_bo_trace_cs(struct amdgpu_vm *vm, struct ww_acquire_ctx *ticket)
2713 {
2714         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2715
2716         if (!trace_amdgpu_vm_bo_cs_enabled())
2717                 return;
2718
2719         for (mapping = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, 0, U64_MAX); mapping;
2720              mapping = amdgpu_vm_it_iter_next(mapping, 0, U64_MAX)) {
2721                 if (mapping->bo_va && mapping->bo_va->base.bo) {
2722                         struct amdgpu_bo *bo;
2723
2724                         bo = mapping->bo_va->base.bo;
2725                         if (READ_ONCE(bo->tbo.resv->lock.ctx) != ticket)
2726                                 continue;
2727                 }
2728
2729                 trace_amdgpu_vm_bo_cs(mapping);
2730         }
2731 }
2732
2733 /**
2734  * amdgpu_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
2735  *
2736  * @adev: amdgpu_device pointer
2737  * @bo_va: requested bo_va
2738  *
2739  * Remove @bo_va->bo from the requested vm.
2740  *
2741  * Object have to be reserved!
2742  */
2743 void amdgpu_vm_bo_rmv(struct amdgpu_device *adev,
2744                       struct amdgpu_bo_va *bo_va)
2745 {
2746         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *next;
2747         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2748         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2749         struct amdgpu_vm_bo_base **base;
2750
2751         if (bo) {
2752                 if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2753                         vm->bulk_moveable = false;
2754
2755                 for (base = &bo_va->base.bo->vm_bo; *base;
2756                      base = &(*base)->next) {
2757                         if (*base != &bo_va->base)
2758                                 continue;
2759
2760                         *base = bo_va->base.next;
2761                         break;
2762                 }
2763         }
2764
2765         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2766         list_del(&bo_va->base.vm_status);
2767         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2768
2769         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->valids, list) {
2770                 list_del(&mapping->list);
2771                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2772                 mapping->bo_va = NULL;
2773                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2774                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2775         }
2776         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->invalids, list) {
2777                 list_del(&mapping->list);
2778                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2779                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2780                                        bo_va->last_pt_update);
2781         }
2782
2783         dma_fence_put(bo_va->last_pt_update);
2784         kfree(bo_va);
2785 }
2786
2787 /**
2788  * amdgpu_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
2789  *
2790  * @adev: amdgpu_device pointer
2791  * @bo: amdgpu buffer object
2792  * @evicted: is the BO evicted
2793  *
2794  * Mark @bo as invalid.
2795  */
2796 void amdgpu_vm_bo_invalidate(struct amdgpu_device *adev,
2797                              struct amdgpu_bo *bo, bool evicted)
2798 {
2799         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
2800
2801         /* shadow bo doesn't have bo base, its validation needs its parent */
2802         if (bo->parent && bo->parent->shadow == bo)
2803                 bo = bo->parent;
2804
2805         for (bo_base = bo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
2806                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
2807
2808                 if (evicted && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2809                         amdgpu_vm_bo_evicted(bo_base);
2810                         continue;
2811                 }
2812
2813                 if (bo_base->moved)
2814                         continue;
2815                 bo_base->moved = true;
2816
2817                 if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
2818                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
2819                 else if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2820                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
2821                 else
2822                         amdgpu_vm_bo_invalidated(bo_base);
2823         }
2824 }
2825
2826 /**
2827  * amdgpu_vm_get_block_size - calculate VM page table size as power of two
2828  *
2829  * @vm_size: VM size
2830  *
2831  * Returns:
2832  * VM page table as power of two
2833  */
2834 static uint32_t amdgpu_vm_get_block_size(uint64_t vm_size)
2835 {
2836         /* Total bits covered by PD + PTs */
2837         unsigned bits = ilog2(vm_size) + 18;
2838
2839         /* Make sure the PD is 4K in size up to 8GB address space.
2840            Above that split equal between PD and PTs */
2841         if (vm_size <= 8)
2842                 return (bits - 9);
2843         else
2844                 return ((bits + 3) / 2);
2845 }
2846
2847 /**
2848  * amdgpu_vm_adjust_size - adjust vm size, block size and fragment size
2849  *
2850  * @adev: amdgpu_device pointer
2851  * @min_vm_size: the minimum vm size in GB if it's set auto
2852  * @fragment_size_default: Default PTE fragment size
2853  * @max_level: max VMPT level
2854  * @max_bits: max address space size in bits
2855  *
2856  */
2857 void amdgpu_vm_adjust_size(struct amdgpu_device *adev, uint32_t min_vm_size,
2858                            uint32_t fragment_size_default, unsigned max_level,
2859                            unsigned max_bits)
2860 {
2861         unsigned int max_size = 1 << (max_bits - 30);
2862         unsigned int vm_size;
2863         uint64_t tmp;
2864
2865         /* adjust vm size first */
2866         if (amdgpu_vm_size != -1) {
2867                 vm_size = amdgpu_vm_size;
2868                 if (vm_size > max_size) {
2869                         dev_warn(adev->dev, "VM size (%d) too large, max is %u GB\n",
2870                                  amdgpu_vm_size, max_size);
2871                         vm_size = max_size;
2872                 }
2873         } else {
2874                 struct sysinfo si;
2875                 unsigned int phys_ram_gb;
2876
2877                 /* Optimal VM size depends on the amount of physical
2878                  * RAM available. Underlying requirements and
2879                  * assumptions:
2880                  *
2881                  *  - Need to map system memory and VRAM from all GPUs
2882                  *     - VRAM from other GPUs not known here
2883                  *     - Assume VRAM <= system memory
2884                  *  - On GFX8 and older, VM space can be segmented for
2885                  *    different MTYPEs
2886                  *  - Need to allow room for fragmentation, guard pages etc.
2887                  *
2888                  * This adds up to a rough guess of system memory x3.
2889                  * Round up to power of two to maximize the available
2890                  * VM size with the given page table size.
2891                  */
2892                 si_meminfo(&si);
2893                 phys_ram_gb = ((uint64_t)si.totalram * si.mem_unit +
2894                                (1 << 30) - 1) >> 30;
2895                 vm_size = roundup_pow_of_two(
2896                         min(max(phys_ram_gb * 3, min_vm_size), max_size));
2897         }
2898
2899         adev->vm_manager.max_pfn = (uint64_t)vm_size << 18;
2900
2901         tmp = roundup_pow_of_two(adev->vm_manager.max_pfn);
2902         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2903                 tmp >>= amdgpu_vm_block_size - 9;
2904         tmp = DIV_ROUND_UP(fls64(tmp) - 1, 9) - 1;
2905         adev->vm_manager.num_level = min(max_level, (unsigned)tmp);
2906         switch (adev->vm_manager.num_level) {
2907         case 3:
2908                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB2;
2909                 break;
2910         case 2:
2911                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB1;
2912                 break;
2913         case 1:
2914                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB0;
2915                 break;
2916         default:
2917                 dev_err(adev->dev, "VMPT only supports 2~4+1 levels\n");
2918         }
2919         /* block size depends on vm size and hw setup*/
2920         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2921                 adev->vm_manager.block_size =
2922                         min((unsigned)amdgpu_vm_block_size, max_bits
2923                             - AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT
2924                             - 9 * adev->vm_manager.num_level);
2925         else if (adev->vm_manager.num_level > 1)
2926                 adev->vm_manager.block_size = 9;
2927         else
2928                 adev->vm_manager.block_size = amdgpu_vm_get_block_size(tmp);
2929
2930         if (amdgpu_vm_fragment_size == -1)
2931                 adev->vm_manager.fragment_size = fragment_size_default;
2932         else
2933                 adev->vm_manager.fragment_size = amdgpu_vm_fragment_size;
2934
2935         DRM_INFO("vm size is %u GB, %u levels, block size is %u-bit, fragment size is %u-bit\n",
2936                  vm_size, adev->vm_manager.num_level + 1,
2937                  adev->vm_manager.block_size,
2938                  adev->vm_manager.fragment_size);
2939 }
2940
2941 static struct amdgpu_retryfault_hashtable *init_fault_hash(void)
2942 {
2943         struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash;
2944
2945         fault_hash = kmalloc(sizeof(*fault_hash), GFP_KERNEL);
2946         if (!fault_hash)
2947                 return fault_hash;
2948
2949         INIT_CHASH_TABLE(fault_hash->hash,
2950                         AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS, 8, 0);
2951         spin_lock_init(&fault_hash->lock);
2952         fault_hash->count = 0;
2953
2954         return fault_hash;
2955 }
2956
2957 /**
2958  * amdgpu_vm_init - initialize a vm instance
2959  *
2960  * @adev: amdgpu_device pointer
2961  * @vm: requested vm
2962  * @vm_context: Indicates if it GFX or Compute context
2963  * @pasid: Process address space identifier
2964  *
2965  * Init @vm fields.
2966  *
2967  * Returns:
2968  * 0 for success, error for failure.
2969  */
2970 int amdgpu_vm_init(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
2971                    int vm_context, unsigned int pasid)
2972 {
2973         struct amdgpu_bo_param bp;
2974         struct amdgpu_bo *root;
2975         int r, i;
2976
2977         vm->va = RB_ROOT_CACHED;
2978         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
2979                 vm->reserved_vmid[i] = NULL;
2980         INIT_LIST_HEAD(&vm->evicted);
2981         INIT_LIST_HEAD(&vm->relocated);
2982         INIT_LIST_HEAD(&vm->moved);
2983         INIT_LIST_HEAD(&vm->idle);
2984         INIT_LIST_HEAD(&vm->invalidated);
2985         spin_lock_init(&vm->invalidated_lock);
2986         INIT_LIST_HEAD(&vm->freed);
2987
2988         /* create scheduler entity for page table updates */
2989         r = drm_sched_entity_init(&vm->entity, adev->vm_manager.vm_pte_rqs,
2990                                   adev->vm_manager.vm_pte_num_rqs, NULL);
2991         if (r)
2992                 return r;
2993
2994         vm->pte_support_ats = false;
2995
2996         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE) {
2997                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
2998                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
2999
3000                 if (adev->asic_type == CHIP_RAVEN)
3001                         vm->pte_support_ats = true;
3002         } else {
3003                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3004                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_GFX);
3005         }
3006         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3007                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3008         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update & !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3009                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3010         vm->last_update = NULL;
3011
3012         amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, adev->vm_manager.root_level, &bp);
3013         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE)
3014                 bp.flags &= ~AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
3015         r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &root);
3016         if (r)
3017                 goto error_free_sched_entity;
3018
3019         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3020         if (r)
3021                 goto error_free_root;
3022
3023         r = reservation_object_reserve_shared(root->tbo.resv, 1);
3024         if (r)
3025                 goto error_unreserve;
3026
3027         r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, root,
3028                                adev->vm_manager.root_level,
3029                                vm->pte_support_ats);
3030         if (r)
3031                 goto error_unreserve;
3032
3033         amdgpu_vm_bo_base_init(&vm->root.base, vm, root);
3034         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3035
3036         if (pasid) {
3037                 unsigned long flags;
3038
3039                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3040                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3041                               GFP_ATOMIC);
3042                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3043                 if (r < 0)
3044                         goto error_free_root;
3045
3046                 vm->pasid = pasid;
3047         }
3048
3049         vm->fault_hash = init_fault_hash();
3050         if (!vm->fault_hash) {
3051                 r = -ENOMEM;
3052                 goto error_free_root;
3053         }
3054
3055         INIT_KFIFO(vm->faults);
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                 /* Don't remove the mapping here, we don't want to trigger a
3238                  * rebalance and the tree is about to be destroyed anyway.
3239                  */
3240                 list_del(&mapping->list);
3241                 kfree(mapping);
3242         }
3243         list_for_each_entry_safe(mapping, tmp, &vm->freed, list) {
3244                 if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT && prt_fini_needed) {
3245                         amdgpu_vm_prt_fini(adev, vm);
3246                         prt_fini_needed = false;
3247                 }
3248
3249                 list_del(&mapping->list);
3250                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, NULL);
3251         }
3252
3253         root = amdgpu_bo_ref(vm->root.base.bo);
3254         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3255         if (r) {
3256                 dev_err(adev->dev, "Leaking page tables because BO reservation failed\n");
3257         } else {
3258                 amdgpu_vm_free_pts(adev, vm);
3259                 amdgpu_bo_unreserve(root);
3260         }
3261         amdgpu_bo_unref(&root);
3262         dma_fence_put(vm->last_update);
3263         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
3264                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, vm, i);
3265 }
3266
3267 /**
3268  * amdgpu_vm_manager_init - init the VM manager
3269  *
3270  * @adev: amdgpu_device pointer
3271  *
3272  * Initialize the VM manager structures
3273  */
3274 void amdgpu_vm_manager_init(struct amdgpu_device *adev)
3275 {
3276         unsigned i;
3277
3278         amdgpu_vmid_mgr_init(adev);
3279
3280         adev->vm_manager.fence_context =
3281                 dma_fence_context_alloc(AMDGPU_MAX_RINGS);
3282         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_RINGS; ++i)
3283                 adev->vm_manager.seqno[i] = 0;
3284
3285         spin_lock_init(&adev->vm_manager.prt_lock);
3286         atomic_set(&adev->vm_manager.num_prt_users, 0);
3287
3288         /* If not overridden by the user, by default, only in large BAR systems
3289          * Compute VM tables will be updated by CPU
3290          */
3291 #ifdef CONFIG_X86_64
3292         if (amdgpu_vm_update_mode == -1) {
3293                 if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
3294                         adev->vm_manager.vm_update_mode =
3295                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE;
3296                 else
3297                         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3298         } else
3299                 adev->vm_manager.vm_update_mode = amdgpu_vm_update_mode;
3300 #else
3301         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3302 #endif
3303
3304         idr_init(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3305         spin_lock_init(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3306 }
3307
3308 /**
3309  * amdgpu_vm_manager_fini - cleanup VM manager
3310  *
3311  * @adev: amdgpu_device pointer
3312  *
3313  * Cleanup the VM manager and free resources.
3314  */
3315 void amdgpu_vm_manager_fini(struct amdgpu_device *adev)
3316 {
3317         WARN_ON(!idr_is_empty(&adev->vm_manager.pasid_idr));
3318         idr_destroy(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3319
3320         amdgpu_vmid_mgr_fini(adev);
3321 }
3322
3323 /**
3324  * amdgpu_vm_ioctl - Manages VMID reservation for vm hubs.
3325  *
3326  * @dev: drm device pointer
3327  * @data: drm_amdgpu_vm
3328  * @filp: drm file pointer
3329  *
3330  * Returns:
3331  * 0 for success, -errno for errors.
3332  */
3333 int amdgpu_vm_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *filp)
3334 {
3335         union drm_amdgpu_vm *args = data;
3336         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
3337         struct amdgpu_fpriv *fpriv = filp->driver_priv;
3338         int r;
3339
3340         switch (args->in.op) {
3341         case AMDGPU_VM_OP_RESERVE_VMID:
3342                 /* current, we only have requirement to reserve vmid from gfxhub */
3343                 r = amdgpu_vmid_alloc_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3344                 if (r)
3345                         return r;
3346                 break;
3347         case AMDGPU_VM_OP_UNRESERVE_VMID:
3348                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3349                 break;
3350         default:
3351                 return -EINVAL;
3352         }
3353
3354         return 0;
3355 }
3356
3357 /**
3358  * amdgpu_vm_get_task_info - Extracts task info for a PASID.
3359  *
3360  * @adev: drm device pointer
3361  * @pasid: PASID identifier for VM
3362  * @task_info: task_info to fill.
3363  */
3364 void amdgpu_vm_get_task_info(struct amdgpu_device *adev, unsigned int pasid,
3365                          struct amdgpu_task_info *task_info)
3366 {
3367         struct amdgpu_vm *vm;
3368         unsigned long flags;
3369
3370         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3371
3372         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3373         if (vm)
3374                 *task_info = vm->task_info;
3375
3376         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3377 }
3378
3379 /**
3380  * amdgpu_vm_set_task_info - Sets VMs task info.
3381  *
3382  * @vm: vm for which to set the info
3383  */
3384 void amdgpu_vm_set_task_info(struct amdgpu_vm *vm)
3385 {
3386         if (!vm->task_info.pid) {
3387                 vm->task_info.pid = current->pid;
3388                 get_task_comm(vm->task_info.task_name, current);
3389
3390                 if (current->group_leader->mm == current->mm) {
3391                         vm->task_info.tgid = current->group_leader->pid;
3392                         get_task_comm(vm->task_info.process_name, current->group_leader);
3393                 }
3394         }
3395 }
3396
3397 /**
3398  * amdgpu_vm_add_fault - Add a page fault record to fault hash table
3399  *
3400  * @fault_hash: fault hash table
3401  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3402  *
3403  * This should be called when a retry page fault interrupt is
3404  * received. If this is a new page fault, it will be added to a hash
3405  * table. The return value indicates whether this is a new fault, or
3406  * a fault that was already known and is already being handled.
3407  *
3408  * If there are too many pending page faults, this will fail. Retry
3409  * interrupts should be ignored in this case until there is enough
3410  * free space.
3411  *
3412  * Returns 0 if the fault was added, 1 if the fault was already known,
3413  * -ENOSPC if there are too many pending faults.
3414  */
3415 int amdgpu_vm_add_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3416 {
3417         unsigned long flags;
3418         int r = -ENOSPC;
3419
3420         if (WARN_ON_ONCE(!fault_hash))
3421                 /* Should be allocated in amdgpu_vm_init
3422                  */
3423                 return r;
3424
3425         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3426
3427         /* Only let the hash table fill up to 50% for best performance */
3428         if (fault_hash->count >= (1 << (AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS-1)))
3429                 goto unlock_out;
3430
3431         r = chash_table_copy_in(&fault_hash->hash, key, NULL);
3432         if (!r)
3433                 fault_hash->count++;
3434
3435         /* chash_table_copy_in should never fail unless we're losing count */
3436         WARN_ON_ONCE(r < 0);
3437
3438 unlock_out:
3439         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3440         return r;
3441 }
3442
3443 /**
3444  * amdgpu_vm_clear_fault - Remove a page fault record
3445  *
3446  * @fault_hash: fault hash table
3447  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3448  *
3449  * This should be called when a page fault has been handled. Any
3450  * future interrupt with this key will be processed as a new
3451  * page fault.
3452  */
3453 void amdgpu_vm_clear_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3454 {
3455         unsigned long flags;
3456         int r;
3457
3458         if (!fault_hash)
3459                 return;
3460
3461         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3462
3463         r = chash_table_remove(&fault_hash->hash, key, NULL);
3464         if (!WARN_ON_ONCE(r < 0)) {
3465                 fault_hash->count--;
3466                 WARN_ON_ONCE(fault_hash->count < 0);
3467         }
3468
3469         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3470 }