Merge branch 'x86-microcode-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/file.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/shmem_fs.h>
38 #include <linux/dma-buf.h>
39 #include <drm/drmP.h>
40 #include <drm/drm_vma_manager.h>
41 #include <drm/drm_gem.h>
42 #include "drm_internal.h"
43
44 /** @file drm_gem.c
45  *
46  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
47  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
48  *
49  * Because various devices have different requirements in terms of
50  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
51  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
52  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
53  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
54  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
55  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
56  *
57  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
58  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
59  * two major failings:
60  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
61  *   default.
62  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
63  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
64  *
65  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
66  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
67  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
68  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
69  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
70  */
71
72 /*
73  * We make up offsets for buffer objects so we can recognize them at
74  * mmap time.
75  */
76
77 /* pgoff in mmap is an unsigned long, so we need to make sure that
78  * the faked up offset will fit
79  */
80
81 #if BITS_PER_LONG == 64
82 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
83 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
84 #else
85 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
86 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
87 #endif
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(&dev->object_name_idr);
100
101         vma_offset_manager = kzalloc(sizeof(*vma_offset_manager), GFP_KERNEL);
102         if (!vma_offset_manager) {
103                 DRM_ERROR("out of memory\n");
104                 return -ENOMEM;
105         }
106
107         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
108         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
109                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
110                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
111
112         return 0;
113 }
114
115 void
116 drm_gem_destroy(struct drm_device *dev)
117 {
118
119         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
120         kfree(dev->vma_offset_manager);
121         dev->vma_offset_manager = NULL;
122 }
123
124 /**
125  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
126  * @dev: drm_device the object should be initialized for
127  * @obj: drm_gem_object to initialize
128  * @size: object size
129  *
130  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
131  * shmfs backing store.
132  */
133 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
134                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
135 {
136         struct file *filp;
137
138         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
139
140         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
141         if (IS_ERR(filp))
142                 return PTR_ERR(filp);
143
144         obj->filp = filp;
145
146         return 0;
147 }
148 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
149
150 /**
151  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
152  * @dev: drm_device the object should be initialized for
153  * @obj: drm_gem_object to initialize
154  * @size: object size
155  *
156  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
157  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
158  * backing the object and handling it.
159  */
160 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
161                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
162 {
163         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
164
165         obj->dev = dev;
166         obj->filp = NULL;
167
168         kref_init(&obj->refcount);
169         obj->handle_count = 0;
170         obj->size = size;
171         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
172 }
173 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
174
175 static void
176 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
177 {
178         /*
179          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
180          * handle reference in obj->handle_count.
181          */
182         mutex_lock(&filp->prime.lock);
183         if (obj->dma_buf) {
184                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
185                                                    obj->dma_buf);
186         }
187         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
188 }
189
190 /**
191  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
192  * @obj: GEM object to clean up.
193  *
194  * Called after the last handle to the object has been closed
195  *
196  * Removes any name for the object. Note that this must be
197  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
198  * freed memory
199  */
200 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
201 {
202         struct drm_device *dev = obj->dev;
203
204         /* Remove any name for this object */
205         if (obj->name) {
206                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
207                 obj->name = 0;
208         }
209 }
210
211 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
212 {
213         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
214         if (obj->dma_buf) {
215                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
216                 obj->dma_buf = NULL;
217         }
218 }
219
220 static void
221 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
222 {
223         struct drm_device *dev = obj->dev;
224         bool final = false;
225
226         if (WARN_ON(obj->handle_count == 0))
227                 return;
228
229         /*
230         * Must bump handle count first as this may be the last
231         * ref, in which case the object would disappear before we
232         * checked for a name
233         */
234
235         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
236         if (--obj->handle_count == 0) {
237                 drm_gem_object_handle_free(obj);
238                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
239                 final = true;
240         }
241         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
242
243         if (final)
244                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
245 }
246
247 /*
248  * Called at device or object close to release the file's
249  * handle references on objects.
250  */
251 static int
252 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
253 {
254         struct drm_file *file_priv = data;
255         struct drm_gem_object *obj = ptr;
256         struct drm_device *dev = obj->dev;
257
258         if (dev->driver->gem_close_object)
259                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
260
261         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
262                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
263         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
264
265         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
266
267         return 0;
268 }
269
270 /**
271  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
272  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
273  * @handle: userspace handle to delete
274  *
275  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
276  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
277  * resources like GEM names.
278  */
279 int
280 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
281 {
282         struct drm_gem_object *obj;
283
284         /* This is gross. The idr system doesn't let us try a delete and
285          * return an error code.  It just spews if you fail at deleting.
286          * So, we have to grab a lock around finding the object and then
287          * doing the delete on it and dropping the refcount, or the user
288          * could race us to double-decrement the refcount and cause a
289          * use-after-free later.  Given the frequency of our handle lookups,
290          * we may want to use ida for number allocation and a hash table
291          * for the pointers, anyway.
292          */
293         spin_lock(&filp->table_lock);
294
295         /* Check if we currently have a reference on the object */
296         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
297         spin_unlock(&filp->table_lock);
298         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
299                 return -EINVAL;
300
301         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
302         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
303
304         /* And finally make the handle available for future allocations. */
305         spin_lock(&filp->table_lock);
306         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
307         spin_unlock(&filp->table_lock);
308
309         return 0;
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
312
313 /**
314  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
315  * @file: drm file-private structure containing the gem object
316  * @dev: corresponding drm_device
317  * @handle: gem object handle
318  * @offset: return location for the fake mmap offset
319  *
320  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
321  * drivers which use gem to manage their backing storage.
322  *
323  * Returns:
324  * 0 on success or a negative error code on failure.
325  */
326 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
327                             u32 handle, u64 *offset)
328 {
329         struct drm_gem_object *obj;
330         int ret;
331
332         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
333         if (!obj)
334                 return -ENOENT;
335
336         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
337         if (ret)
338                 goto out;
339
340         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
341 out:
342         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
343
344         return ret;
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
347
348 /**
349  * drm_gem_dumb_destroy - dumb fb callback helper for gem based drivers
350  * @file: drm file-private structure to remove the dumb handle from
351  * @dev: corresponding drm_device
352  * @handle: the dumb handle to remove
353  * 
354  * This implements the &drm_driver.dumb_destroy kms driver callback for drivers
355  * which use gem to manage their backing storage.
356  */
357 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
358                          struct drm_device *dev,
359                          uint32_t handle)
360 {
361         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
362 }
363 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dumb_destroy);
364
365 /**
366  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
367  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
368  * @obj: object to register
369  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
370  * 
371  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
372  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
373  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
374  *
375  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
376  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
377  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
378  */
379 int
380 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
381                            struct drm_gem_object *obj,
382                            u32 *handlep)
383 {
384         struct drm_device *dev = obj->dev;
385         u32 handle;
386         int ret;
387
388         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
389         if (obj->handle_count++ == 0)
390                 drm_gem_object_get(obj);
391
392         /*
393          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
394          * allocation under our spinlock.
395          */
396         idr_preload(GFP_KERNEL);
397         spin_lock(&file_priv->table_lock);
398
399         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
400
401         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
402         idr_preload_end();
403
404         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
405         if (ret < 0)
406                 goto err_unref;
407
408         handle = ret;
409
410         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
411         if (ret)
412                 goto err_remove;
413
414         if (dev->driver->gem_open_object) {
415                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
416                 if (ret)
417                         goto err_revoke;
418         }
419
420         *handlep = handle;
421         return 0;
422
423 err_revoke:
424         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
425 err_remove:
426         spin_lock(&file_priv->table_lock);
427         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
428         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
429 err_unref:
430         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
431         return ret;
432 }
433
434 /**
435  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
436  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
437  * @obj: object to register
438  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
439  *
440  * Create a handle for this object. This adds a handle reference
441  * to the object, which includes a regular reference count. Callers
442  * will likely want to dereference the object afterwards.
443  */
444 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
445                           struct drm_gem_object *obj,
446                           u32 *handlep)
447 {
448         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
449
450         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
453
454
455 /**
456  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
457  * @obj: obj in question
458  *
459  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
460  *
461  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
462  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
463  * the GEM object.
464  */
465 void
466 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
467 {
468         struct drm_device *dev = obj->dev;
469
470         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
473
474 /**
475  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
476  * @obj: obj in question
477  * @size: the virtual size
478  *
479  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
480  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
481  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
482  * structures.
483  *
484  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
485  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
486  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
487  *
488  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
489  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
490  */
491 int
492 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
493 {
494         struct drm_device *dev = obj->dev;
495
496         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
497                                   size / PAGE_SIZE);
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
500
501 /**
502  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
503  * @obj: obj in question
504  *
505  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
506  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
507  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
508  * structures.
509  *
510  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
511  *
512  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
513  * the fake offset again.
514  */
515 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
516 {
517         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
520
521 /**
522  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
523  * from shmem
524  * @obj: obj in question
525  *
526  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
527  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
528  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
529  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
530  *
531  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
532  *
533  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
534  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
535  *
536  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
537  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
538  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
539  * after drm_gem_init_object() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
540  * to keep pages in the required zone during swap-in.
541  */
542 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
543 {
544         struct address_space *mapping;
545         struct page *p, **pages;
546         int i, npages;
547
548         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
549         mapping = obj->filp->f_mapping;
550
551         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
552          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
553          * driver author is doing something really wrong:
554          */
555         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
556
557         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
558
559         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
560         if (pages == NULL)
561                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
562
563         for (i = 0; i < npages; i++) {
564                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
565                 if (IS_ERR(p))
566                         goto fail;
567                 pages[i] = p;
568
569                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
570                  * correct region during swapin. Note that this requires
571                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
572                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
573                  */
574                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
575                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
576         }
577
578         return pages;
579
580 fail:
581         while (i--)
582                 put_page(pages[i]);
583
584         kvfree(pages);
585         return ERR_CAST(p);
586 }
587 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
588
589 /**
590  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
591  * @obj: obj in question
592  * @pages: pages to free
593  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
594  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
595  */
596 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
597                 bool dirty, bool accessed)
598 {
599         int i, npages;
600
601         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
602          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
603          * driver author is doing something really wrong:
604          */
605         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
606
607         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
608
609         for (i = 0; i < npages; i++) {
610                 if (dirty)
611                         set_page_dirty(pages[i]);
612
613                 if (accessed)
614                         mark_page_accessed(pages[i]);
615
616                 /* Undo the reference we took when populating the table */
617                 put_page(pages[i]);
618         }
619
620         kvfree(pages);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
623
624 /**
625  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from it's handle
626  * @filp: DRM file private date
627  * @handle: userspace handle
628  *
629  * Returns:
630  *
631  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
632  * otherwise.
633  */
634 struct drm_gem_object *
635 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
636 {
637         struct drm_gem_object *obj;
638
639         spin_lock(&filp->table_lock);
640
641         /* Check if we currently have a reference on the object */
642         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
643         if (obj)
644                 drm_gem_object_get(obj);
645
646         spin_unlock(&filp->table_lock);
647
648         return obj;
649 }
650 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
651
652 /**
653  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
654  * @dev: drm_device
655  * @data: ioctl data
656  * @file_priv: drm file-private structure
657  *
658  * Releases the handle to an mm object.
659  */
660 int
661 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
662                     struct drm_file *file_priv)
663 {
664         struct drm_gem_close *args = data;
665         int ret;
666
667         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
668                 return -ENODEV;
669
670         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
671
672         return ret;
673 }
674
675 /**
676  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
677  * @dev: drm_device
678  * @data: ioctl data
679  * @file_priv: drm file-private structure
680  *
681  * Create a global name for an object, returning the name.
682  *
683  * Note that the name does not hold a reference; when the object
684  * is freed, the name goes away.
685  */
686 int
687 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
688                     struct drm_file *file_priv)
689 {
690         struct drm_gem_flink *args = data;
691         struct drm_gem_object *obj;
692         int ret;
693
694         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
695                 return -ENODEV;
696
697         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
698         if (obj == NULL)
699                 return -ENOENT;
700
701         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
702         /* prevent races with concurrent gem_close. */
703         if (obj->handle_count == 0) {
704                 ret = -ENOENT;
705                 goto err;
706         }
707
708         if (!obj->name) {
709                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
710                 if (ret < 0)
711                         goto err;
712
713                 obj->name = ret;
714         }
715
716         args->name = (uint64_t) obj->name;
717         ret = 0;
718
719 err:
720         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
721         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
722         return ret;
723 }
724
725 /**
726  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
727  * @dev: drm_device
728  * @data: ioctl data
729  * @file_priv: drm file-private structure
730  *
731  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
732  *
733  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
734  * will not go away until the handle is deleted.
735  */
736 int
737 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
738                    struct drm_file *file_priv)
739 {
740         struct drm_gem_open *args = data;
741         struct drm_gem_object *obj;
742         int ret;
743         u32 handle;
744
745         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
746                 return -ENODEV;
747
748         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
749         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
750         if (obj) {
751                 drm_gem_object_get(obj);
752         } else {
753                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
754                 return -ENOENT;
755         }
756
757         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
758         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
759         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
760         if (ret)
761                 return ret;
762
763         args->handle = handle;
764         args->size = obj->size;
765
766         return 0;
767 }
768
769 /**
770  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
771  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
772  * @file_private: drm file-private structure to set up
773  *
774  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
775  * of mm objects.
776  */
777 void
778 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
779 {
780         idr_init(&file_private->object_idr);
781         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
782 }
783
784 /**
785  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
786  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
787  * @file_private: drm file-private structure to clean up
788  *
789  * Called at close time when the filp is going away.
790  *
791  * Releases any remaining references on objects by this filp.
792  */
793 void
794 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
795 {
796         idr_for_each(&file_private->object_idr,
797                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
798         idr_destroy(&file_private->object_idr);
799 }
800
801 /**
802  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
803  * @obj: GEM buffer object
804  *
805  * This releases any structures and resources used by @obj and is the invers of
806  * drm_gem_object_init().
807  */
808 void
809 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
810 {
811         WARN_ON(obj->dma_buf);
812
813         if (obj->filp)
814                 fput(obj->filp);
815
816         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
817 }
818 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
819
820 /**
821  * drm_gem_object_free - free a GEM object
822  * @kref: kref of the object to free
823  *
824  * Called after the last reference to the object has been lost.
825  * Must be called holding &drm_device.struct_mutex.
826  *
827  * Frees the object
828  */
829 void
830 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
831 {
832         struct drm_gem_object *obj =
833                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
834         struct drm_device *dev = obj->dev;
835
836         if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
837                 dev->driver->gem_free_object_unlocked(obj);
838         } else if (dev->driver->gem_free_object) {
839                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
840
841                 dev->driver->gem_free_object(obj);
842         }
843 }
844 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
845
846 /**
847  * drm_gem_object_put_unlocked - drop a GEM buffer object reference
848  * @obj: GEM buffer object
849  *
850  * This releases a reference to @obj. Callers must not hold the
851  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function.
852  *
853  * See also __drm_gem_object_put().
854  */
855 void
856 drm_gem_object_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
857 {
858         struct drm_device *dev;
859
860         if (!obj)
861                 return;
862
863         dev = obj->dev;
864
865         if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
866                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
867         } else {
868                 might_lock(&dev->struct_mutex);
869                 if (kref_put_mutex(&obj->refcount, drm_gem_object_free,
870                                 &dev->struct_mutex))
871                         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
872         }
873 }
874 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put_unlocked);
875
876 /**
877  * drm_gem_object_put - release a GEM buffer object reference
878  * @obj: GEM buffer object
879  *
880  * This releases a reference to @obj. Callers must hold the
881  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function, even when the
882  * driver doesn't use &drm_device.struct_mutex for anything.
883  *
884  * For drivers not encumbered with legacy locking use
885  * drm_gem_object_put_unlocked() instead.
886  */
887 void
888 drm_gem_object_put(struct drm_gem_object *obj)
889 {
890         if (obj) {
891                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
892
893                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
894         }
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put);
897
898 /**
899  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
900  * @vma: VM area structure
901  *
902  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
903  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
904  */
905 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
906 {
907         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
908
909         drm_gem_object_get(obj);
910 }
911 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
912
913 /**
914  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
915  * @vma: VM area structure
916  *
917  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
918  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
919  */
920 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
921 {
922         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
923
924         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
925 }
926 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
927
928 /**
929  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
930  * @obj: the GEM object to map
931  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
932  * @vma: VMA for the area to be mapped
933  *
934  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
935  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
936  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
937  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
938  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
939  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
940  *
941  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
942  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
943  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
944  *
945  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
946  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
947  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
948  *
949  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
950  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
951  */
952 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
953                      struct vm_area_struct *vma)
954 {
955         struct drm_device *dev = obj->dev;
956
957         /* Check for valid size. */
958         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
959                 return -EINVAL;
960
961         if (!dev->driver->gem_vm_ops)
962                 return -EINVAL;
963
964         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
965         vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
966         vma->vm_private_data = obj;
967         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
968
969         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
970          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
971          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
972          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
973          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
974          */
975         drm_gem_object_get(obj);
976
977         return 0;
978 }
979 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
980
981 /**
982  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
983  * @filp: DRM file pointer
984  * @vma: VMA for the area to be mapped
985  *
986  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
987  * descriptor will end up here.
988  *
989  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
990  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
991  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
992  *
993  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
994  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
995  */
996 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
997 {
998         struct drm_file *priv = filp->private_data;
999         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1000         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1001         struct drm_vma_offset_node *node;
1002         int ret;
1003
1004         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1005                 return -ENODEV;
1006
1007         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1008         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1009                                                   vma->vm_pgoff,
1010                                                   vma_pages(vma));
1011         if (likely(node)) {
1012                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1013                 /*
1014                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1015                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1016                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1017                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1018                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1019                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1020                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1021                  * invalid.
1022                  */
1023                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1024                         obj = NULL;
1025         }
1026         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1027
1028         if (!obj)
1029                 return -EINVAL;
1030
1031         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1032                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1033                 return -EACCES;
1034         }
1035
1036         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1037                                vma);
1038
1039         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1040
1041         return ret;
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);