drm/selftests: add drm buddy pathological testcase
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/dma-buf-map.h>
29 #include <linux/dma-buf.h>
30 #include <linux/file.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/mem_encrypt.h>
33 #include <linux/mm.h>
34 #include <linux/mman.h>
35 #include <linux/module.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/pagevec.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/string_helpers.h>
41 #include <linux/types.h>
42 #include <linux/uaccess.h>
43
44 #include <drm/drm.h>
45 #include <drm/drm_device.h>
46 #include <drm/drm_drv.h>
47 #include <drm/drm_file.h>
48 #include <drm/drm_gem.h>
49 #include <drm/drm_managed.h>
50 #include <drm/drm_print.h>
51 #include <drm/drm_vma_manager.h>
52
53 #include "drm_internal.h"
54
55 /** @file drm_gem.c
56  *
57  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
58  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
59  *
60  * Because various devices have different requirements in terms of
61  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
62  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
63  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
64  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
65  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
66  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
67  *
68  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
69  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
70  * two major failings:
71  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
72  *   default.
73  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
74  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
75  *
76  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
77  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
78  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
79  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
80  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
81  */
82
83 static void
84 drm_gem_init_release(struct drm_device *dev, void *ptr)
85 {
86         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
87 }
88
89 /**
90  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
91  * @dev: drm_devic structure to initialize
92  */
93 int
94 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
95 {
96         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
97
98         mutex_init(&dev->object_name_lock);
99         idr_init_base(&dev->object_name_idr, 1);
100
101         vma_offset_manager = drmm_kzalloc(dev, sizeof(*vma_offset_manager),
102                                           GFP_KERNEL);
103         if (!vma_offset_manager) {
104                 DRM_ERROR("out of memory\n");
105                 return -ENOMEM;
106         }
107
108         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
109         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
110                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
111                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
112
113         return drmm_add_action(dev, drm_gem_init_release, NULL);
114 }
115
116 /**
117  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
118  * @dev: drm_device the object should be initialized for
119  * @obj: drm_gem_object to initialize
120  * @size: object size
121  *
122  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
123  * shmfs backing store.
124  */
125 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
126                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
127 {
128         struct file *filp;
129
130         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
131
132         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
133         if (IS_ERR(filp))
134                 return PTR_ERR(filp);
135
136         obj->filp = filp;
137
138         return 0;
139 }
140 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
141
142 /**
143  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
144  * @dev: drm_device the object should be initialized for
145  * @obj: drm_gem_object to initialize
146  * @size: object size
147  *
148  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
149  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
150  * backing the object and handling it.
151  */
152 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
153                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
154 {
155         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
156
157         obj->dev = dev;
158         obj->filp = NULL;
159
160         kref_init(&obj->refcount);
161         obj->handle_count = 0;
162         obj->size = size;
163         dma_resv_init(&obj->_resv);
164         if (!obj->resv)
165                 obj->resv = &obj->_resv;
166
167         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
168 }
169 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
170
171 static void
172 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
173 {
174         /*
175          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
176          * handle reference in obj->handle_count.
177          */
178         mutex_lock(&filp->prime.lock);
179         if (obj->dma_buf) {
180                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
181                                                    obj->dma_buf);
182         }
183         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
184 }
185
186 /**
187  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
188  * @obj: GEM object to clean up.
189  *
190  * Called after the last handle to the object has been closed
191  *
192  * Removes any name for the object. Note that this must be
193  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
194  * freed memory
195  */
196 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
197 {
198         struct drm_device *dev = obj->dev;
199
200         /* Remove any name for this object */
201         if (obj->name) {
202                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
203                 obj->name = 0;
204         }
205 }
206
207 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
208 {
209         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
210         if (obj->dma_buf) {
211                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
212                 obj->dma_buf = NULL;
213         }
214 }
215
216 static void
217 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
218 {
219         struct drm_device *dev = obj->dev;
220         bool final = false;
221
222         if (WARN_ON(READ_ONCE(obj->handle_count) == 0))
223                 return;
224
225         /*
226         * Must bump handle count first as this may be the last
227         * ref, in which case the object would disappear before we
228         * checked for a name
229         */
230
231         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
232         if (--obj->handle_count == 0) {
233                 drm_gem_object_handle_free(obj);
234                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
235                 final = true;
236         }
237         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
238
239         if (final)
240                 drm_gem_object_put(obj);
241 }
242
243 /*
244  * Called at device or object close to release the file's
245  * handle references on objects.
246  */
247 static int
248 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
249 {
250         struct drm_file *file_priv = data;
251         struct drm_gem_object *obj = ptr;
252
253         if (obj->funcs->close)
254                 obj->funcs->close(obj, file_priv);
255
256         drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
257         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
258
259         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
260
261         return 0;
262 }
263
264 /**
265  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
266  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
267  * @handle: userspace handle to delete
268  *
269  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
270  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
271  * resources like GEM names.
272  */
273 int
274 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
275 {
276         struct drm_gem_object *obj;
277
278         spin_lock(&filp->table_lock);
279
280         /* Check if we currently have a reference on the object */
281         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
282         spin_unlock(&filp->table_lock);
283         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
284                 return -EINVAL;
285
286         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
287         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
288
289         /* And finally make the handle available for future allocations. */
290         spin_lock(&filp->table_lock);
291         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
292         spin_unlock(&filp->table_lock);
293
294         return 0;
295 }
296 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
297
298 /**
299  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
300  * @file: drm file-private structure containing the gem object
301  * @dev: corresponding drm_device
302  * @handle: gem object handle
303  * @offset: return location for the fake mmap offset
304  *
305  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
306  * drivers which use gem to manage their backing storage.
307  *
308  * Returns:
309  * 0 on success or a negative error code on failure.
310  */
311 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
312                             u32 handle, u64 *offset)
313 {
314         struct drm_gem_object *obj;
315         int ret;
316
317         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
318         if (!obj)
319                 return -ENOENT;
320
321         /* Don't allow imported objects to be mapped */
322         if (obj->import_attach) {
323                 ret = -EINVAL;
324                 goto out;
325         }
326
327         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
328         if (ret)
329                 goto out;
330
331         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
332 out:
333         drm_gem_object_put(obj);
334
335         return ret;
336 }
337 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
338
339 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
340                          struct drm_device *dev,
341                          u32 handle)
342 {
343         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
344 }
345
346 /**
347  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
348  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
349  * @obj: object to register
350  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
351  *
352  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
353  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
354  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
355  *
356  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
357  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
358  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
359  */
360 int
361 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
362                            struct drm_gem_object *obj,
363                            u32 *handlep)
364 {
365         struct drm_device *dev = obj->dev;
366         u32 handle;
367         int ret;
368
369         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
370         if (obj->handle_count++ == 0)
371                 drm_gem_object_get(obj);
372
373         /*
374          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
375          * allocation under our spinlock.
376          */
377         idr_preload(GFP_KERNEL);
378         spin_lock(&file_priv->table_lock);
379
380         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
381
382         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
383         idr_preload_end();
384
385         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
386         if (ret < 0)
387                 goto err_unref;
388
389         handle = ret;
390
391         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
392         if (ret)
393                 goto err_remove;
394
395         if (obj->funcs->open) {
396                 ret = obj->funcs->open(obj, file_priv);
397                 if (ret)
398                         goto err_revoke;
399         }
400
401         *handlep = handle;
402         return 0;
403
404 err_revoke:
405         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
406 err_remove:
407         spin_lock(&file_priv->table_lock);
408         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
409         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
410 err_unref:
411         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
412         return ret;
413 }
414
415 /**
416  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
417  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
418  * @obj: object to register
419  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
420  *
421  * Create a handle for this object. This adds a handle reference to the object,
422  * which includes a regular reference count. Callers will likely want to
423  * dereference the object afterwards.
424  *
425  * Since this publishes @obj to userspace it must be fully set up by this point,
426  * drivers must call this last in their buffer object creation callbacks.
427  */
428 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
429                           struct drm_gem_object *obj,
430                           u32 *handlep)
431 {
432         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
433
434         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
437
438
439 /**
440  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
441  * @obj: obj in question
442  *
443  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
444  *
445  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
446  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
447  * the GEM object.
448  */
449 void
450 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
451 {
452         struct drm_device *dev = obj->dev;
453
454         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
457
458 /**
459  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
460  * @obj: obj in question
461  * @size: the virtual size
462  *
463  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
464  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
465  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
466  * structures.
467  *
468  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
469  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
470  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
471  *
472  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
473  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
474  */
475 int
476 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
477 {
478         struct drm_device *dev = obj->dev;
479
480         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
481                                   size / PAGE_SIZE);
482 }
483 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
484
485 /**
486  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
487  * @obj: obj in question
488  *
489  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
490  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
491  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
492  * structures.
493  *
494  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
495  *
496  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
497  * the fake offset again.
498  */
499 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
500 {
501         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
502 }
503 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
504
505 /*
506  * Move pages to appropriate lru and release the pagevec, decrementing the
507  * ref count of those pages.
508  */
509 static void drm_gem_check_release_pagevec(struct pagevec *pvec)
510 {
511         check_move_unevictable_pages(pvec);
512         __pagevec_release(pvec);
513         cond_resched();
514 }
515
516 /**
517  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
518  * from shmem
519  * @obj: obj in question
520  *
521  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
522  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
523  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
524  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
525  *
526  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
527  *
528  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
529  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
530  *
531  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
532  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
533  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
534  * after drm_gem_object_init() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
535  * to keep pages in the required zone during swap-in.
536  *
537  * This function is only valid on objects initialized with
538  * drm_gem_object_init(), but not for those initialized with
539  * drm_gem_private_object_init() only.
540  */
541 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
542 {
543         struct address_space *mapping;
544         struct page *p, **pages;
545         struct pagevec pvec;
546         int i, npages;
547
548
549         if (WARN_ON(!obj->filp))
550                 return ERR_PTR(-EINVAL);
551
552         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
553         mapping = obj->filp->f_mapping;
554
555         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
556          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
557          * driver author is doing something really wrong:
558          */
559         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
560
561         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
562
563         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
564         if (pages == NULL)
565                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
566
567         mapping_set_unevictable(mapping);
568
569         for (i = 0; i < npages; i++) {
570                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
571                 if (IS_ERR(p))
572                         goto fail;
573                 pages[i] = p;
574
575                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
576                  * correct region during swapin. Note that this requires
577                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
578                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
579                  */
580                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
581                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
582         }
583
584         return pages;
585
586 fail:
587         mapping_clear_unevictable(mapping);
588         pagevec_init(&pvec);
589         while (i--) {
590                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
591                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
592         }
593         if (pagevec_count(&pvec))
594                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
595
596         kvfree(pages);
597         return ERR_CAST(p);
598 }
599 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
600
601 /**
602  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
603  * @obj: obj in question
604  * @pages: pages to free
605  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
606  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
607  */
608 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
609                 bool dirty, bool accessed)
610 {
611         int i, npages;
612         struct address_space *mapping;
613         struct pagevec pvec;
614
615         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
616         mapping_clear_unevictable(mapping);
617
618         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
619          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
620          * driver author is doing something really wrong:
621          */
622         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
623
624         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
625
626         pagevec_init(&pvec);
627         for (i = 0; i < npages; i++) {
628                 if (!pages[i])
629                         continue;
630
631                 if (dirty)
632                         set_page_dirty(pages[i]);
633
634                 if (accessed)
635                         mark_page_accessed(pages[i]);
636
637                 /* Undo the reference we took when populating the table */
638                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
639                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
640         }
641         if (pagevec_count(&pvec))
642                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
643
644         kvfree(pages);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
647
648 static int objects_lookup(struct drm_file *filp, u32 *handle, int count,
649                           struct drm_gem_object **objs)
650 {
651         int i, ret = 0;
652         struct drm_gem_object *obj;
653
654         spin_lock(&filp->table_lock);
655
656         for (i = 0; i < count; i++) {
657                 /* Check if we currently have a reference on the object */
658                 obj = idr_find(&filp->object_idr, handle[i]);
659                 if (!obj) {
660                         ret = -ENOENT;
661                         break;
662                 }
663                 drm_gem_object_get(obj);
664                 objs[i] = obj;
665         }
666         spin_unlock(&filp->table_lock);
667
668         return ret;
669 }
670
671 /**
672  * drm_gem_objects_lookup - look up GEM objects from an array of handles
673  * @filp: DRM file private date
674  * @bo_handles: user pointer to array of userspace handle
675  * @count: size of handle array
676  * @objs_out: returned pointer to array of drm_gem_object pointers
677  *
678  * Takes an array of userspace handles and returns a newly allocated array of
679  * GEM objects.
680  *
681  * For a single handle lookup, use drm_gem_object_lookup().
682  *
683  * Returns:
684  *
685  * @objs filled in with GEM object pointers. Returned GEM objects need to be
686  * released with drm_gem_object_put(). -ENOENT is returned on a lookup
687  * failure. 0 is returned on success.
688  *
689  */
690 int drm_gem_objects_lookup(struct drm_file *filp, void __user *bo_handles,
691                            int count, struct drm_gem_object ***objs_out)
692 {
693         int ret;
694         u32 *handles;
695         struct drm_gem_object **objs;
696
697         if (!count)
698                 return 0;
699
700         objs = kvmalloc_array(count, sizeof(struct drm_gem_object *),
701                              GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
702         if (!objs)
703                 return -ENOMEM;
704
705         *objs_out = objs;
706
707         handles = kvmalloc_array(count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
708         if (!handles) {
709                 ret = -ENOMEM;
710                 goto out;
711         }
712
713         if (copy_from_user(handles, bo_handles, count * sizeof(u32))) {
714                 ret = -EFAULT;
715                 DRM_DEBUG("Failed to copy in GEM handles\n");
716                 goto out;
717         }
718
719         ret = objects_lookup(filp, handles, count, objs);
720 out:
721         kvfree(handles);
722         return ret;
723
724 }
725 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_objects_lookup);
726
727 /**
728  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from its handle
729  * @filp: DRM file private date
730  * @handle: userspace handle
731  *
732  * Returns:
733  *
734  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
735  * otherwise.
736  *
737  * If looking up an array of handles, use drm_gem_objects_lookup().
738  */
739 struct drm_gem_object *
740 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
741 {
742         struct drm_gem_object *obj = NULL;
743
744         objects_lookup(filp, &handle, 1, &obj);
745         return obj;
746 }
747 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
748
749 /**
750  * drm_gem_dma_resv_wait - Wait on GEM object's reservation's objects
751  * shared and/or exclusive fences.
752  * @filep: DRM file private date
753  * @handle: userspace handle
754  * @wait_all: if true, wait on all fences, else wait on just exclusive fence
755  * @timeout: timeout value in jiffies or zero to return immediately
756  *
757  * Returns:
758  *
759  * Returns -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if the wait timed out, or
760  * greater than 0 on success.
761  */
762 long drm_gem_dma_resv_wait(struct drm_file *filep, u32 handle,
763                                     bool wait_all, unsigned long timeout)
764 {
765         long ret;
766         struct drm_gem_object *obj;
767
768         obj = drm_gem_object_lookup(filep, handle);
769         if (!obj) {
770                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", handle);
771                 return -EINVAL;
772         }
773
774         ret = dma_resv_wait_timeout(obj->resv, wait_all, true, timeout);
775         if (ret == 0)
776                 ret = -ETIME;
777         else if (ret > 0)
778                 ret = 0;
779
780         drm_gem_object_put(obj);
781
782         return ret;
783 }
784 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dma_resv_wait);
785
786 /**
787  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
788  * @dev: drm_device
789  * @data: ioctl data
790  * @file_priv: drm file-private structure
791  *
792  * Releases the handle to an mm object.
793  */
794 int
795 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
796                     struct drm_file *file_priv)
797 {
798         struct drm_gem_close *args = data;
799         int ret;
800
801         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
802                 return -EOPNOTSUPP;
803
804         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
805
806         return ret;
807 }
808
809 /**
810  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
811  * @dev: drm_device
812  * @data: ioctl data
813  * @file_priv: drm file-private structure
814  *
815  * Create a global name for an object, returning the name.
816  *
817  * Note that the name does not hold a reference; when the object
818  * is freed, the name goes away.
819  */
820 int
821 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
822                     struct drm_file *file_priv)
823 {
824         struct drm_gem_flink *args = data;
825         struct drm_gem_object *obj;
826         int ret;
827
828         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
829                 return -EOPNOTSUPP;
830
831         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
832         if (obj == NULL)
833                 return -ENOENT;
834
835         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
836         /* prevent races with concurrent gem_close. */
837         if (obj->handle_count == 0) {
838                 ret = -ENOENT;
839                 goto err;
840         }
841
842         if (!obj->name) {
843                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
844                 if (ret < 0)
845                         goto err;
846
847                 obj->name = ret;
848         }
849
850         args->name = (uint64_t) obj->name;
851         ret = 0;
852
853 err:
854         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
855         drm_gem_object_put(obj);
856         return ret;
857 }
858
859 /**
860  * drm_gem_open_ioctl - implementation of the GEM_OPEN ioctl
861  * @dev: drm_device
862  * @data: ioctl data
863  * @file_priv: drm file-private structure
864  *
865  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
866  *
867  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
868  * will not go away until the handle is deleted.
869  */
870 int
871 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
872                    struct drm_file *file_priv)
873 {
874         struct drm_gem_open *args = data;
875         struct drm_gem_object *obj;
876         int ret;
877         u32 handle;
878
879         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
880                 return -EOPNOTSUPP;
881
882         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
883         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
884         if (obj) {
885                 drm_gem_object_get(obj);
886         } else {
887                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
888                 return -ENOENT;
889         }
890
891         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
892         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
893         if (ret)
894                 goto err;
895
896         args->handle = handle;
897         args->size = obj->size;
898
899 err:
900         drm_gem_object_put(obj);
901         return ret;
902 }
903
904 /**
905  * drm_gem_open - initializes GEM file-private structures at devnode open time
906  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
907  * @file_private: drm file-private structure to set up
908  *
909  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
910  * of mm objects.
911  */
912 void
913 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
914 {
915         idr_init_base(&file_private->object_idr, 1);
916         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
917 }
918
919 /**
920  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
921  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
922  * @file_private: drm file-private structure to clean up
923  *
924  * Called at close time when the filp is going away.
925  *
926  * Releases any remaining references on objects by this filp.
927  */
928 void
929 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
930 {
931         idr_for_each(&file_private->object_idr,
932                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
933         idr_destroy(&file_private->object_idr);
934 }
935
936 /**
937  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
938  * @obj: GEM buffer object
939  *
940  * This releases any structures and resources used by @obj and is the inverse of
941  * drm_gem_object_init().
942  */
943 void
944 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
945 {
946         WARN_ON(obj->dma_buf);
947
948         if (obj->filp)
949                 fput(obj->filp);
950
951         dma_resv_fini(&obj->_resv);
952         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
953 }
954 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
955
956 /**
957  * drm_gem_object_free - free a GEM object
958  * @kref: kref of the object to free
959  *
960  * Called after the last reference to the object has been lost.
961  *
962  * Frees the object
963  */
964 void
965 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
966 {
967         struct drm_gem_object *obj =
968                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
969
970         if (WARN_ON(!obj->funcs->free))
971                 return;
972
973         obj->funcs->free(obj);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
976
977 /**
978  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
979  * @vma: VM area structure
980  *
981  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
982  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
983  */
984 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
985 {
986         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
987
988         drm_gem_object_get(obj);
989 }
990 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
991
992 /**
993  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
994  * @vma: VM area structure
995  *
996  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
997  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
998  */
999 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
1000 {
1001         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
1002
1003         drm_gem_object_put(obj);
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
1006
1007 /**
1008  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
1009  * @obj: the GEM object to map
1010  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
1011  * @vma: VMA for the area to be mapped
1012  *
1013  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the GEM object's
1014  * vm_ops. Depending on their requirements, GEM objects can either
1015  * provide a fault handler in their vm_ops (in which case any accesses to
1016  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
1017  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
1018  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
1019  *
1020  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
1021  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
1022  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
1023  *
1024  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
1025  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
1026  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
1027  *
1028  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
1029  * size, or if no vm_ops are provided.
1030  */
1031 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
1032                      struct vm_area_struct *vma)
1033 {
1034         int ret;
1035
1036         /* Check for valid size. */
1037         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
1038                 return -EINVAL;
1039
1040         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
1041          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
1042          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
1043          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
1044          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
1045          */
1046         drm_gem_object_get(obj);
1047
1048         vma->vm_private_data = obj;
1049         vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
1050
1051         if (obj->funcs->mmap) {
1052                 ret = obj->funcs->mmap(obj, vma);
1053                 if (ret)
1054                         goto err_drm_gem_object_put;
1055                 WARN_ON(!(vma->vm_flags & VM_DONTEXPAND));
1056         } else {
1057                 if (!vma->vm_ops) {
1058                         ret = -EINVAL;
1059                         goto err_drm_gem_object_put;
1060                 }
1061
1062                 vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
1063                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
1064                 vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
1065         }
1066
1067         return 0;
1068
1069 err_drm_gem_object_put:
1070         drm_gem_object_put(obj);
1071         return ret;
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
1074
1075 /**
1076  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
1077  * @filp: DRM file pointer
1078  * @vma: VMA for the area to be mapped
1079  *
1080  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
1081  * descriptor will end up here.
1082  *
1083  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
1084  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
1085  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1086  *
1087  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1088  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1089  */
1090 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1091 {
1092         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1093         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1094         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1095         struct drm_vma_offset_node *node;
1096         int ret;
1097
1098         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1099                 return -ENODEV;
1100
1101         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1102         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1103                                                   vma->vm_pgoff,
1104                                                   vma_pages(vma));
1105         if (likely(node)) {
1106                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1107                 /*
1108                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1109                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1110                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1111                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1112                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1113                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1114                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1115                  * invalid.
1116                  */
1117                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1118                         obj = NULL;
1119         }
1120         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1121
1122         if (!obj)
1123                 return -EINVAL;
1124
1125         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1126                 drm_gem_object_put(obj);
1127                 return -EACCES;
1128         }
1129
1130         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1131                                vma);
1132
1133         drm_gem_object_put(obj);
1134
1135         return ret;
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);
1138
1139 void drm_gem_print_info(struct drm_printer *p, unsigned int indent,
1140                         const struct drm_gem_object *obj)
1141 {
1142         drm_printf_indent(p, indent, "name=%d\n", obj->name);
1143         drm_printf_indent(p, indent, "refcount=%u\n",
1144                           kref_read(&obj->refcount));
1145         drm_printf_indent(p, indent, "start=%08lx\n",
1146                           drm_vma_node_start(&obj->vma_node));
1147         drm_printf_indent(p, indent, "size=%zu\n", obj->size);
1148         drm_printf_indent(p, indent, "imported=%s\n",
1149                           str_yes_no(obj->import_attach));
1150
1151         if (obj->funcs->print_info)
1152                 obj->funcs->print_info(p, indent, obj);
1153 }
1154
1155 int drm_gem_pin(struct drm_gem_object *obj)
1156 {
1157         if (obj->funcs->pin)
1158                 return obj->funcs->pin(obj);
1159         else
1160                 return 0;
1161 }
1162
1163 void drm_gem_unpin(struct drm_gem_object *obj)
1164 {
1165         if (obj->funcs->unpin)
1166                 obj->funcs->unpin(obj);
1167 }
1168
1169 int drm_gem_vmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1170 {
1171         int ret;
1172
1173         if (!obj->funcs->vmap)
1174                 return -EOPNOTSUPP;
1175
1176         ret = obj->funcs->vmap(obj, map);
1177         if (ret)
1178                 return ret;
1179         else if (dma_buf_map_is_null(map))
1180                 return -ENOMEM;
1181
1182         return 0;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vmap);
1185
1186 void drm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1187 {
1188         if (dma_buf_map_is_null(map))
1189                 return;
1190
1191         if (obj->funcs->vunmap)
1192                 obj->funcs->vunmap(obj, map);
1193
1194         /* Always set the mapping to NULL. Callers may rely on this. */
1195         dma_buf_map_clear(map);
1196 }
1197 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vunmap);
1198
1199 /**
1200  * drm_gem_lock_reservations - Sets up the ww context and acquires
1201  * the lock on an array of GEM objects.
1202  *
1203  * Once you've locked your reservations, you'll want to set up space
1204  * for your shared fences (if applicable), submit your job, then
1205  * drm_gem_unlock_reservations().
1206  *
1207  * @objs: drm_gem_objects to lock
1208  * @count: Number of objects in @objs
1209  * @acquire_ctx: struct ww_acquire_ctx that will be initialized as
1210  * part of tracking this set of locked reservations.
1211  */
1212 int
1213 drm_gem_lock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1214                           struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1215 {
1216         int contended = -1;
1217         int i, ret;
1218
1219         ww_acquire_init(acquire_ctx, &reservation_ww_class);
1220
1221 retry:
1222         if (contended != -1) {
1223                 struct drm_gem_object *obj = objs[contended];
1224
1225                 ret = dma_resv_lock_slow_interruptible(obj->resv,
1226                                                                  acquire_ctx);
1227                 if (ret) {
1228                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1229                         return ret;
1230                 }
1231         }
1232
1233         for (i = 0; i < count; i++) {
1234                 if (i == contended)
1235                         continue;
1236
1237                 ret = dma_resv_lock_interruptible(objs[i]->resv,
1238                                                             acquire_ctx);
1239                 if (ret) {
1240                         int j;
1241
1242                         for (j = 0; j < i; j++)
1243                                 dma_resv_unlock(objs[j]->resv);
1244
1245                         if (contended != -1 && contended >= i)
1246                                 dma_resv_unlock(objs[contended]->resv);
1247
1248                         if (ret == -EDEADLK) {
1249                                 contended = i;
1250                                 goto retry;
1251                         }
1252
1253                         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1254                         return ret;
1255                 }
1256         }
1257
1258         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1259
1260         return 0;
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_lock_reservations);
1263
1264 void
1265 drm_gem_unlock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1266                             struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1267 {
1268         int i;
1269
1270         for (i = 0; i < count; i++)
1271                 dma_resv_unlock(objs[i]->resv);
1272
1273         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unlock_reservations);
1276
1277 /**
1278  * drm_gem_fence_array_add - Adds the fence to an array of fences to be
1279  * waited on, deduplicating fences from the same context.
1280  *
1281  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1282  * @fence: the dma_fence to add to the list of dependencies.
1283  *
1284  * This functions consumes the reference for @fence both on success and error
1285  * cases.
1286  *
1287  * Returns:
1288  * 0 on success, or an error on failing to expand the array.
1289  */
1290 int drm_gem_fence_array_add(struct xarray *fence_array,
1291                             struct dma_fence *fence)
1292 {
1293         struct dma_fence *entry;
1294         unsigned long index;
1295         u32 id = 0;
1296         int ret;
1297
1298         if (!fence)
1299                 return 0;
1300
1301         /* Deduplicate if we already depend on a fence from the same context.
1302          * This lets the size of the array of deps scale with the number of
1303          * engines involved, rather than the number of BOs.
1304          */
1305         xa_for_each(fence_array, index, entry) {
1306                 if (entry->context != fence->context)
1307                         continue;
1308
1309                 if (dma_fence_is_later(fence, entry)) {
1310                         dma_fence_put(entry);
1311                         xa_store(fence_array, index, fence, GFP_KERNEL);
1312                 } else {
1313                         dma_fence_put(fence);
1314                 }
1315                 return 0;
1316         }
1317
1318         ret = xa_alloc(fence_array, &id, fence, xa_limit_32b, GFP_KERNEL);
1319         if (ret != 0)
1320                 dma_fence_put(fence);
1321
1322         return ret;
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add);
1325
1326 /**
1327  * drm_gem_fence_array_add_implicit - Adds the implicit dependencies tracked
1328  * in the GEM object's reservation object to an array of dma_fences for use in
1329  * scheduling a rendering job.
1330  *
1331  * This should be called after drm_gem_lock_reservations() on your array of
1332  * GEM objects used in the job but before updating the reservations with your
1333  * own fences.
1334  *
1335  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1336  * @obj: the gem object to add new dependencies from.
1337  * @write: whether the job might write the object (so we need to depend on
1338  * shared fences in the reservation object).
1339  */
1340 int drm_gem_fence_array_add_implicit(struct xarray *fence_array,
1341                                      struct drm_gem_object *obj,
1342                                      bool write)
1343 {
1344         struct dma_resv_iter cursor;
1345         struct dma_fence *fence;
1346         int ret = 0;
1347
1348         dma_resv_for_each_fence(&cursor, obj->resv, write, fence) {
1349                 ret = drm_gem_fence_array_add(fence_array, fence);
1350                 if (ret)
1351                         break;
1352         }
1353         return ret;
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add_implicit);