drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   3  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
   7  * the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12  * more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  15  * this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16  */
  17
  18 #include <linux/spinlock.h>
  19 #include <linux/shmem_fs.h>
  20 #include <linux/dma-buf.h>
  21 #include <linux/pfn_t.h>
  22
  23 #include "msm_drv.h"
  24 #include "msm_fence.h"
  25 #include "msm_gem.h"
  26 #include "msm_gpu.h"
  27 #include "msm_mmu.h"
  28
  29 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  30
  31
  32 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  33 {
  34         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  35         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  36         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  37                         priv->vram.paddr;
  38 }
  39
  40 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  41 {
  42         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  43         return !msm_obj->vram_node;
  44 }
  45
  46 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  47 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  48 {
  49         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  50         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  51         dma_addr_t paddr;
  52         struct page **p;
  53         int ret, i;
  54
  55         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  56         if (!p)
  57                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  58
  59         spin_lock(&priv->vram.lock);
  60         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  61         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  62         if (ret) {
  63                 kvfree(p);
  64                 return ERR_PTR(ret);
  65         }
  66
  67         paddr = physaddr(obj);
  68         for (i = 0; i < npages; i++) {
  69                 p[i] = phys_to_page(paddr);
  70                 paddr += PAGE_SIZE;
  71         }
  72
  73         return p;
  74 }
  75
  76 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
  77 {
  78         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  79
  80         if (!msm_obj->pages) {
  81                 struct drm_device *dev = obj->dev;
  82                 struct page **p;
  83                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
  84
  85                 if (use_pages(obj))
  86                         p = drm_gem_get_pages(obj);
  87                 else
  88                         p = get_pages_vram(obj, npages);
  89
  90                 if (IS_ERR(p)) {
  91                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
  92                                         PTR_ERR(p));
  93                         return p;
  94                 }
  95
  96                 msm_obj->pages = p;
  97
  98                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
  99                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 100                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 101
 102                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 103                         msm_obj->sgt = NULL;
 104                         return ptr;
 105                 }
 106
 107                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 108                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 109                  */
 110                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 111                         dma_map_sg(dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
 112                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
 113         }
 114
 115         return msm_obj->pages;
 116 }
 117
 118 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 119 {
 120         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 121         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 122
 123         spin_lock(&priv->vram.lock);
 124         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 125         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 126
 127         kvfree(msm_obj->pages);
 128 }
 129
 130 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 131 {
 132         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 133
 134         if (msm_obj->pages) {
 135                 if (msm_obj->sgt) {
 136                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 137                          * pages are clean because display controller,
 138                          * GPU, etc. are not coherent:
 139                          */
 140                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 141                                 dma_unmap_sg(obj->dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
 142                                              msm_obj->sgt->nents,
 143                                              DMA_BIDIRECTIONAL);
 144
 145                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 146                         kfree(msm_obj->sgt);
 147                 }
 148
 149                 if (use_pages(obj))
 150                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 151                 else
 152                         put_pages_vram(obj);
 153
 154                 msm_obj->pages = NULL;
 155         }
 156 }
 157
 158 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 159 {
 160         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 161         struct page **p;
 162
 163         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 164
 165         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 166                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 167                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 168         }
 169
 170         p = get_pages(obj);
 171         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 172         return p;
 173 }
 174
 175 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 176 {
 177         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 178 }
 179
 180 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 181                 struct vm_area_struct *vma)
 182 {
 183         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 184
 185         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 186         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 187
 188         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 189                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 190         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 191                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 192         } else {
 193                 /*
 194                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 195                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 196                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 197                  */
 198                 fput(vma->vm_file);
 199                 get_file(obj->filp);
 200                 vma->vm_pgoff = 0;
 201                 vma->vm_file  = obj->filp;
 202
 203                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 204         }
 205
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 210 {
 211         int ret;
 212
 213         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 214         if (ret) {
 215                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 216                 return ret;
 217         }
 218
 219         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 220 }
 221
 222 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 223 {
 224         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 225         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 226         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 227         struct page **pages;
 228         unsigned long pfn;
 229         pgoff_t pgoff;
 230         int err;
 231         vm_fault_t ret;
 232
 233         /*
 234          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 235          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 236          */
 237         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 238         if (err) {
 239                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 240                 goto out;
 241         }
 242
 243         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 244                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 245                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 246         }
 247
 248         /* make sure we have pages attached now */
 249         pages = get_pages(obj);
 250         if (IS_ERR(pages)) {
 251                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 252                 goto out_unlock;
 253         }
 254
 255         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 256         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 257
 258         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 259
 260         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 261                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 262
 263         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 264 out_unlock:
 265         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 266 out:
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 /** get mmap offset */
 271 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 272 {
 273         struct drm_device *dev = obj->dev;
 274         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 275         int ret;
 276
 277         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 278
 279         /* Make it mmapable */
 280         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 281
 282         if (ret) {
 283                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 284                 return 0;
 285         }
 286
 287         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 288 }
 289
 290 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 291 {
 292         uint64_t offset;
 293         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 294
 295         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 296         offset = mmap_offset(obj);
 297         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 298         return offset;
 299 }
 300
 301 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 302                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 303 {
 304         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 305         struct msm_gem_vma *vma;
 306
 307         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 308
 309         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 310         if (!vma)
 311                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 312
 313         vma->aspace = aspace;
 314
 315         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 316
 317         return vma;
 318 }
 319
 320 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 321                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 322 {
 323         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 324         struct msm_gem_vma *vma;
 325
 326         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 327
 328         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 329                 if (vma->aspace == aspace)
 330                         return vma;
 331         }
 332
 333         return NULL;
 334 }
 335
 336 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 337 {
 338         if (!vma)
 339                 return;
 340
 341         list_del(&vma->list);
 342         kfree(vma);
 343 }
 344
 345 /* Called with msm_obj->lock locked */
 346 static void
 347 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 348 {
 349         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 350         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 351
 352         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 353
 354         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 355                 msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 356                 msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 357                 del_vma(vma);
 358         }
 359 }
 360
 361 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 362                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 363 {
 364         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 365         struct msm_gem_vma *vma;
 366         int ret = 0;
 367
 368         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 369
 370         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 371
 372         if (!vma) {
 373                 vma = add_vma(obj, aspace);
 374                 if (IS_ERR(vma))
 375                         return PTR_ERR(vma);
 376
 377                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 378                 if (ret) {
 379                         del_vma(vma);
 380                         return ret;
 381                 }
 382         }
 383
 384         *iova = vma->iova;
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 389                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 390 {
 391         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 392         struct msm_gem_vma *vma;
 393         struct page **pages;
 394
 395         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 396
 397         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 398                 return -EBUSY;
 399
 400         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 401         if (WARN_ON(!vma))
 402                 return -EINVAL;
 403
 404         pages = get_pages(obj);
 405         if (IS_ERR(pages))
 406                 return PTR_ERR(pages);
 407
 408         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, msm_obj->sgt,
 409                         obj->size >> PAGE_SHIFT);
 410 }
 411
 412 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 413 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 414                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 415 {
 416         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 417         u64 local;
 418         int ret;
 419
 420         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 421
 422         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local);
 423
 424         if (!ret)
 425                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 426
 427         if (!ret)
 428                 *iova = local;
 429
 430         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 431         return ret;
 432 }
 433
 434 /*
 435  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 436  * valid for the life of the object
 437  */
 438 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 439                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 440 {
 441         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 442         int ret;
 443
 444         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 445         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova);
 446         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 447
 448         return ret;
 449 }
 450
 451 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 452  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 453  */
 454 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 455                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 456 {
 457         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 458         struct msm_gem_vma *vma;
 459
 460         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 461         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 462         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 463         WARN_ON(!vma);
 464
 465         return vma ? vma->iova : 0;
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 470  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 471  * to get rid of it
 472  */
 473 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 474                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 475 {
 476         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 477         struct msm_gem_vma *vma;
 478
 479         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 480         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 481
 482         if (!WARN_ON(!vma))
 483                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 484
 485         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 486 }
 487
 488 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 489                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 490 {
 491         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 492         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 493         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 494                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 495 }
 496
 497 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 498                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 499 {
 500         struct drm_gem_object *obj;
 501         int ret = 0;
 502
 503         /* GEM does all our handle to object mapping */
 504         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 505         if (obj == NULL) {
 506                 ret = -ENOENT;
 507                 goto fail;
 508         }
 509
 510         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 511
 512         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 513
 514 fail:
 515         return ret;
 516 }
 517
 518 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 519 {
 520         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 521         int ret = 0;
 522
 523         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 524
 525         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 526                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 527                         msm_obj->madv, madv);
 528                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 529                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 530         }
 531
 532         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 533          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 534          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 535          * same object from within the vmap() call (while we already
 536          * hold msm_obj->lock)
 537          */
 538         msm_obj->vmap_count++;
 539
 540         if (!msm_obj->vaddr) {
 541                 struct page **pages = get_pages(obj);
 542                 if (IS_ERR(pages)) {
 543                         ret = PTR_ERR(pages);
 544                         goto fail;
 545                 }
 546                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 547                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 548                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 549                         ret = -ENOMEM;
 550                         goto fail;
 551                 }
 552         }
 553
 554         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 555         return msm_obj->vaddr;
 556
 557 fail:
 558         msm_obj->vmap_count--;
 559         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 560         return ERR_PTR(ret);
 561 }
 562
 563 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 564 {
 565         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 570  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 571  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 572  * active list.
 573  */
 574 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 575 {
 576         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 577 }
 578
 579 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 580 {
 581         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 582
 583         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 584         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 585         msm_obj->vmap_count--;
 586         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 587 }
 588
 589 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 590  * false or -errno.
 591  */
 592 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 593 {
 594         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 595
 596         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 597
 598         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 599
 600         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 601                 msm_obj->madv = madv;
 602
 603         madv = msm_obj->madv;
 604
 605         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 606
 607         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 608 }
 609
 610 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 611 {
 612         struct drm_device *dev = obj->dev;
 613         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 614
 615         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 616         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 617         WARN_ON(obj->import_attach);
 618
 619         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 620
 621         put_iova(obj);
 622
 623         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 624
 625         put_pages(obj);
 626
 627         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 628
 629         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 630         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 631
 632         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 633          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 634          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 635          * backing pages, *now*.
 636          */
 637         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 638
 639         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 640                         0, (loff_t)-1);
 641
 642         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 643 }
 644
 645 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 646 {
 647         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 648
 649         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 650
 651         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 652                 return;
 653
 654         vunmap(msm_obj->vaddr);
 655         msm_obj->vaddr = NULL;
 656 }
 657
 658 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 659 {
 660         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 661
 662         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 663         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 664         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 665 }
 666
 667 /* must be called before _move_to_active().. */
 668 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 669                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 670 {
 671         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 672         struct reservation_object_list *fobj;
 673         struct dma_fence *fence;
 674         int i, ret;
 675
 676         fobj = reservation_object_get_list(msm_obj->resv);
 677         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 678                 fence = reservation_object_get_excl(msm_obj->resv);
 679                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 680                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 681                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 682                         if (ret)
 683                                 return ret;
 684                 }
 685         }
 686
 687         if (!exclusive || !fobj)
 688                 return 0;
 689
 690         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 691                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 692                                                 reservation_object_held(msm_obj->resv));
 693                 if (fence->context != fctx->context) {
 694                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 695                         if (ret)
 696                                 return ret;
 697                 }
 698         }
 699
 700         return 0;
 701 }
 702
 703 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 704                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 705 {
 706         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 707         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 708         msm_obj->gpu = gpu;
 709         if (exclusive)
 710                 reservation_object_add_excl_fence(msm_obj->resv, fence);
 711         else
 712                 reservation_object_add_shared_fence(msm_obj->resv, fence);
 713         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 714         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 715 }
 716
 717 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 718 {
 719         struct drm_device *dev = obj->dev;
 720         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 721         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 722
 723         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 724
 725         msm_obj->gpu = NULL;
 726         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 727         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 728 }
 729
 730 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 731 {
 732         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 733         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 734         unsigned long remain =
 735                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 736         long ret;
 737
 738         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(msm_obj->resv, write,
 739                                                   true,  remain);
 740         if (ret == 0)
 741                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 742         else if (ret < 0)
 743                 return ret;
 744
 745         /* TODO cache maintenance */
 746
 747         return 0;
 748 }
 749
 750 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 751 {
 752         /* TODO cache maintenance */
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 757 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 758                 struct seq_file *m)
 759 {
 760         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 761                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %u\n", type,
 762                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 763                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 764                                 fence->seqno);
 765 }
 766
 767 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 768 {
 769         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 770         struct reservation_object *robj = msm_obj->resv;
 771         struct reservation_object_list *fobj;
 772         struct dma_fence *fence;
 773         struct msm_gem_vma *vma;
 774         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 775         const char *madv;
 776
 777         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 778
 779         switch (msm_obj->madv) {
 780         case __MSM_MADV_PURGED:
 781                 madv = " purged";
 782                 break;
 783         case MSM_MADV_DONTNEED:
 784                 madv = " purgeable";
 785                 break;
 786         case MSM_MADV_WILLNEED:
 787         default:
 788                 madv = "";
 789                 break;
 790         }
 791
 792         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 793                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 794                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 795                         off, msm_obj->vaddr);
 796
 797         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 798
 799         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 800
 801                 seq_puts(m, "      vmas:");
 802
 803                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 804                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]", vma->aspace->name,
 805                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 806                                 vma->inuse);
 807
 808                 seq_puts(m, "\n");
 809         }
 810
 811         rcu_read_lock();
 812         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 813         if (fobj) {
 814                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 815
 816                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 817                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 818                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 819                 }
 820         }
 821
 822         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 823         if (fence)
 824                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 825         rcu_read_unlock();
 826
 827         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 828 }
 829
 830 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 831 {
 832         struct msm_gem_object *msm_obj;
 833         int count = 0;
 834         size_t size = 0;
 835
 836         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 837         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 838                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 839                 seq_puts(m, "   ");
 840                 msm_gem_describe(obj, m);
 841                 count++;
 842                 size += obj->size;
 843         }
 844
 845         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 846 }
 847 #endif
 848
 849 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put() and friends */
 850 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 851 {
 852         struct drm_device *dev = obj->dev;
 853         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 854
 855         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 856
 857         /* object should not be on active list: */
 858         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 859
 860         list_del(&msm_obj->mm_list);
 861
 862         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 863
 864         put_iova(obj);
 865
 866         if (obj->import_attach) {
 867                 if (msm_obj->vaddr)
 868                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 869
 870                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 871                  * ours, just free the array we allocated:
 872                  */
 873                 if (msm_obj->pages)
 874                         kvfree(msm_obj->pages);
 875
 876                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 877         } else {
 878                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 879                 put_pages(obj);
 880         }
 881
 882         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
 883                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
 884
 885         drm_gem_object_release(obj);
 886
 887         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 888         kfree(msm_obj);
 889 }
 890
 891 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 892 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 893                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 894                 char *name)
 895 {
 896         struct drm_gem_object *obj;
 897         int ret;
 898
 899         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 900
 901         if (IS_ERR(obj))
 902                 return PTR_ERR(obj);
 903
 904         if (name)
 905                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 906
 907         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 908
 909         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 910         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 911
 912         return ret;
 913 }
 914
 915 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 916                 uint32_t size, uint32_t flags,
 917                 struct reservation_object *resv,
 918                 struct drm_gem_object **obj,
 919                 bool struct_mutex_locked)
 920 {
 921         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 922         struct msm_gem_object *msm_obj;
 923
 924         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
 925         case MSM_BO_UNCACHED:
 926         case MSM_BO_CACHED:
 927         case MSM_BO_WC:
 928                 break;
 929         default:
 930                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
 931                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
 932                 return -EINVAL;
 933         }
 934
 935         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
 936         if (!msm_obj)
 937                 return -ENOMEM;
 938
 939         mutex_init(&msm_obj->lock);
 940
 941         msm_obj->flags = flags;
 942         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
 943
 944         if (resv) {
 945                 msm_obj->resv = resv;
 946         } else {
 947                 msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
 948                 reservation_object_init(msm_obj->resv);
 949         }
 950
 951         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
 952         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
 953
 954         if (struct_mutex_locked) {
 955                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 956                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 957         } else {
 958                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 959                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 960                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 961         }
 962
 963         *obj = &msm_obj->base;
 964
 965         return 0;
 966 }
 967
 968 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 969                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
 970 {
 971         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 972         struct drm_gem_object *obj = NULL;
 973         bool use_vram = false;
 974         int ret;
 975
 976         size = PAGE_ALIGN(size);
 977
 978         if (!msm_use_mmu(dev))
 979                 use_vram = true;
 980         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
 981                 use_vram = true;
 982
 983         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
 984                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 985
 986         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
 987          * infrastructure grumpy
 988          */
 989         if (size == 0)
 990                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 991
 992         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, NULL, &obj, struct_mutex_locked);
 993         if (ret)
 994                 goto fail;
 995
 996         if (use_vram) {
 997                 struct msm_gem_vma *vma;
 998                 struct page **pages;
 999                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
1000
1001                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1002
1003                 vma = add_vma(obj, NULL);
1004                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1005                 if (IS_ERR(vma)) {
1006                         ret = PTR_ERR(vma);
1007                         goto fail;
1008                 }
1009
1010                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1011
1012                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1013
1014                 pages = get_pages(obj);
1015                 if (IS_ERR(pages)) {
1016                         ret = PTR_ERR(pages);
1017                         goto fail;
1018                 }
1019
1020                 vma->iova = physaddr(obj);
1021         } else {
1022                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1023                 if (ret)
1024                         goto fail;
1025         }
1026
1027         return obj;
1028
1029 fail:
1030         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1031         return ERR_PTR(ret);
1032 }
1033
1034 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1035                 uint32_t size, uint32_t flags)
1036 {
1037         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1038 }
1039
1040 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1041                 uint32_t size, uint32_t flags)
1042 {
1043         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1044 }
1045
1046 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1047                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1048 {
1049         struct msm_gem_object *msm_obj;
1050         struct drm_gem_object *obj;
1051         uint32_t size;
1052         int ret, npages;
1053
1054         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1055         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1056                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1057                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1058         }
1059
1060         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1061
1062         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, dmabuf->resv, &obj, false);
1063         if (ret)
1064                 goto fail;
1065
1066         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1067
1068         npages = size / PAGE_SIZE;
1069
1070         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1071         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1072         msm_obj->sgt = sgt;
1073         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1074         if (!msm_obj->pages) {
1075                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1076                 ret = -ENOMEM;
1077                 goto fail;
1078         }
1079
1080         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1081         if (ret) {
1082                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1083                 goto fail;
1084         }
1085
1086         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1087         return obj;
1088
1089 fail:
1090         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1091         return ERR_PTR(ret);
1092 }
1093
1094 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1095                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1096                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1097 {
1098         void *vaddr;
1099         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1100         int ret;
1101
1102         if (IS_ERR(obj))
1103                 return ERR_CAST(obj);
1104
1105         if (iova) {
1106                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1107                 if (ret)
1108                         goto err;
1109         }
1110
1111         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1112         if (IS_ERR(vaddr)) {
1113                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1114                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1115                 goto err;
1116         }
1117
1118         if (bo)
1119                 *bo = obj;
1120
1121         return vaddr;
1122 err:
1123         if (locked)
1124                 drm_gem_object_put(obj);
1125         else
1126                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1127
1128         return ERR_PTR(ret);
1129
1130 }
1131
1132 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1133                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1134                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1135 {
1136         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1137 }
1138
1139 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1140                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1141                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1142 {
1143         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1144 }
1145
1146 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1147                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1148 {
1149         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1150                 return;
1151
1152         msm_gem_put_vaddr(bo);
1153         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1154
1155         if (locked)
1156                 drm_gem_object_put(bo);
1157         else
1158                 drm_gem_object_put_unlocked(bo);
1159 }
1160
1161 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1162 {
1163         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1164         va_list ap;
1165
1166         if (!fmt)
1167                 return;
1168
1169         va_start(ap, fmt);
1170         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1171         va_end(ap);
1172 }