drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   4  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/shmem_fs.h>
   9 #include <linux/dma-buf.h>
  10 #include <linux/pfn_t.h>
  11
  12 #include "msm_drv.h"
  13 #include "msm_fence.h"
  14 #include "msm_gem.h"
  15 #include "msm_gpu.h"
  16 #include "msm_mmu.h"
  17
  18 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  19
  20
  21 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  22 {
  23         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  24         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  25         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  26                         priv->vram.paddr;
  27 }
  28
  29 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  30 {
  31         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  32         return !msm_obj->vram_node;
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  37  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  38  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  39  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  40  *
  41  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  42  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  43  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  44  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  45  *
  46  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  47  */
  48
  49 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  50 {
  51         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  52
  53         if (get_dma_ops(dev)) {
  54                 dma_sync_sg_for_device(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  55                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  56         } else {
  57                 dma_map_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  58                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  59         }
  60 }
  61
  62 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  63 {
  64         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  65
  66         if (get_dma_ops(dev)) {
  67                 dma_sync_sg_for_cpu(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  68                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  69         } else {
  70                 dma_unmap_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  71                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  72         }
  73 }
  74
  75 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  76 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  77 {
  78         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  79         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  80         dma_addr_t paddr;
  81         struct page **p;
  82         int ret, i;
  83
  84         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  85         if (!p)
  86                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  87
  88         spin_lock(&priv->vram.lock);
  89         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
  90         spin_unlock(&priv->vram.lock);
  91         if (ret) {
  92                 kvfree(p);
  93                 return ERR_PTR(ret);
  94         }
  95
  96         paddr = physaddr(obj);
  97         for (i = 0; i < npages; i++) {
  98                 p[i] = phys_to_page(paddr);
  99                 paddr += PAGE_SIZE;
 100         }
 101
 102         return p;
 103 }
 104
 105 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 106 {
 107         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 108
 109         if (!msm_obj->pages) {
 110                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 111                 struct page **p;
 112                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 113
 114                 if (use_pages(obj))
 115                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 116                 else
 117                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 118
 119                 if (IS_ERR(p)) {
 120                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 121                                         PTR_ERR(p));
 122                         return p;
 123                 }
 124
 125                 msm_obj->pages = p;
 126
 127                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
 128                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 129                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 130
 131                         DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 132                         msm_obj->sgt = NULL;
 133                         return ptr;
 134                 }
 135
 136                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 137                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 138                  */
 139                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 140                         sync_for_device(msm_obj);
 141         }
 142
 143         return msm_obj->pages;
 144 }
 145
 146 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 147 {
 148         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 149         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 150
 151         spin_lock(&priv->vram.lock);
 152         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 153         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 154
 155         kvfree(msm_obj->pages);
 156 }
 157
 158 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 159 {
 160         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 161
 162         if (msm_obj->pages) {
 163                 if (msm_obj->sgt) {
 164                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 165                          * pages are clean because display controller,
 166                          * GPU, etc. are not coherent:
 167                          */
 168                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 169                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 170
 171                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 172                         kfree(msm_obj->sgt);
 173                 }
 174
 175                 if (use_pages(obj))
 176                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 177                 else
 178                         put_pages_vram(obj);
 179
 180                 msm_obj->pages = NULL;
 181         }
 182 }
 183
 184 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 185 {
 186         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 187         struct page **p;
 188
 189         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 190
 191         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 192                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 193                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 194         }
 195
 196         p = get_pages(obj);
 197         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 198         return p;
 199 }
 200
 201 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 202 {
 203         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 204 }
 205
 206 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 207                 struct vm_area_struct *vma)
 208 {
 209         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 210
 211         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 212         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 213
 214         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 215                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 216         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 217                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 218         } else {
 219                 /*
 220                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 221                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 222                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 223                  */
 224                 fput(vma->vm_file);
 225                 get_file(obj->filp);
 226                 vma->vm_pgoff = 0;
 227                 vma->vm_file  = obj->filp;
 228
 229                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 230         }
 231
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 236 {
 237         int ret;
 238
 239         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 240         if (ret) {
 241                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 242                 return ret;
 243         }
 244
 245         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 246 }
 247
 248 vm_fault_t msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 249 {
 250         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 251         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 252         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 253         struct page **pages;
 254         unsigned long pfn;
 255         pgoff_t pgoff;
 256         int err;
 257         vm_fault_t ret;
 258
 259         /*
 260          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 261          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 262          */
 263         err = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 264         if (err) {
 265                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
 266                 goto out;
 267         }
 268
 269         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 270                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 271                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 272         }
 273
 274         /* make sure we have pages attached now */
 275         pages = get_pages(obj);
 276         if (IS_ERR(pages)) {
 277                 ret = vmf_error(PTR_ERR(pages));
 278                 goto out_unlock;
 279         }
 280
 281         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 282         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 283
 284         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 285
 286         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 287                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 288
 289         ret = vmf_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 290 out_unlock:
 291         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 292 out:
 293         return ret;
 294 }
 295
 296 /** get mmap offset */
 297 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 298 {
 299         struct drm_device *dev = obj->dev;
 300         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 301         int ret;
 302
 303         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 304
 305         /* Make it mmapable */
 306         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 307
 308         if (ret) {
 309                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 310                 return 0;
 311         }
 312
 313         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 314 }
 315
 316 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 317 {
 318         uint64_t offset;
 319         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 320
 321         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 322         offset = mmap_offset(obj);
 323         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 324         return offset;
 325 }
 326
 327 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 328                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 329 {
 330         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 331         struct msm_gem_vma *vma;
 332
 333         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 334
 335         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 336         if (!vma)
 337                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 338
 339         vma->aspace = aspace;
 340
 341         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 342
 343         return vma;
 344 }
 345
 346 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 347                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 348 {
 349         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 350         struct msm_gem_vma *vma;
 351
 352         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 353
 354         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 355                 if (vma->aspace == aspace)
 356                         return vma;
 357         }
 358
 359         return NULL;
 360 }
 361
 362 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 363 {
 364         if (!vma)
 365                 return;
 366
 367         list_del(&vma->list);
 368         kfree(vma);
 369 }
 370
 371 /* Called with msm_obj->lock locked */
 372 static void
 373 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 374 {
 375         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 376         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 377
 378         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 379
 380         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 381                 if (vma->aspace) {
 382                         msm_gem_purge_vma(vma->aspace, vma);
 383                         msm_gem_close_vma(vma->aspace, vma);
 384                 }
 385                 del_vma(vma);
 386         }
 387 }
 388
 389 static int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj,
 390                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 391 {
 392         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 393         struct msm_gem_vma *vma;
 394         int ret = 0;
 395
 396         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 397
 398         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 399
 400         if (!vma) {
 401                 vma = add_vma(obj, aspace);
 402                 if (IS_ERR(vma))
 403                         return PTR_ERR(vma);
 404
 405                 ret = msm_gem_init_vma(aspace, vma, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 406                 if (ret) {
 407                         del_vma(vma);
 408                         return ret;
 409                 }
 410         }
 411
 412         *iova = vma->iova;
 413         return 0;
 414 }
 415
 416 static int msm_gem_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 417                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 418 {
 419         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 420         struct msm_gem_vma *vma;
 421         struct page **pages;
 422         int prot = IOMMU_READ;
 423
 424         if (!(msm_obj->flags & MSM_BO_GPU_READONLY))
 425                 prot |= IOMMU_WRITE;
 426
 427         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 428
 429         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED))
 430                 return -EBUSY;
 431
 432         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 433         if (WARN_ON(!vma))
 434                 return -EINVAL;
 435
 436         pages = get_pages(obj);
 437         if (IS_ERR(pages))
 438                 return PTR_ERR(pages);
 439
 440         return msm_gem_map_vma(aspace, vma, prot,
 441                         msm_obj->sgt, obj->size >> PAGE_SHIFT);
 442 }
 443
 444 /* get iova and pin it. Should have a matching put */
 445 int msm_gem_get_and_pin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 446                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 447 {
 448         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 449         u64 local;
 450         int ret;
 451
 452         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 453
 454         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, &local);
 455
 456         if (!ret)
 457                 ret = msm_gem_pin_iova(obj, aspace);
 458
 459         if (!ret)
 460                 *iova = local;
 461
 462         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 463         return ret;
 464 }
 465
 466 /*
 467  * Get an iova but don't pin it. Doesn't need a put because iovas are currently
 468  * valid for the life of the object
 469  */
 470 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 471                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 472 {
 473         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 474         int ret;
 475
 476         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 477         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, aspace, iova);
 478         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 479
 480         return ret;
 481 }
 482
 483 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 484  * already done a 'msm_gem_get_and_pin_iova' or 'msm_gem_get_iova'
 485  */
 486 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 487                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 488 {
 489         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 490         struct msm_gem_vma *vma;
 491
 492         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 493         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 494         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 495         WARN_ON(!vma);
 496
 497         return vma ? vma->iova : 0;
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Unpin a iova by updating the reference counts. The memory isn't actually
 502  * purged until something else (shrinker, mm_notifier, destroy, etc) decides
 503  * to get rid of it
 504  */
 505 void msm_gem_unpin_iova(struct drm_gem_object *obj,
 506                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 507 {
 508         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 509         struct msm_gem_vma *vma;
 510
 511         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 512         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 513
 514         if (!WARN_ON(!vma))
 515                 msm_gem_unmap_vma(aspace, vma);
 516
 517         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 518 }
 519
 520 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 521                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 522 {
 523         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 524         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 525         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 526                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle, "dumb");
 527 }
 528
 529 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 530                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 531 {
 532         struct drm_gem_object *obj;
 533         int ret = 0;
 534
 535         /* GEM does all our handle to object mapping */
 536         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 537         if (obj == NULL) {
 538                 ret = -ENOENT;
 539                 goto fail;
 540         }
 541
 542         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 543
 544         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 545
 546 fail:
 547         return ret;
 548 }
 549
 550 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 551 {
 552         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 553         int ret = 0;
 554
 555         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 556
 557         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 558                 DRM_DEV_ERROR(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 559                         msm_obj->madv, madv);
 560                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 561                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 562         }
 563
 564         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 565          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 566          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 567          * same object from within the vmap() call (while we already
 568          * hold msm_obj->lock)
 569          */
 570         msm_obj->vmap_count++;
 571
 572         if (!msm_obj->vaddr) {
 573                 struct page **pages = get_pages(obj);
 574                 if (IS_ERR(pages)) {
 575                         ret = PTR_ERR(pages);
 576                         goto fail;
 577                 }
 578                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 579                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 580                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 581                         ret = -ENOMEM;
 582                         goto fail;
 583                 }
 584         }
 585
 586         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 587         return msm_obj->vaddr;
 588
 589 fail:
 590         msm_obj->vmap_count--;
 591         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 592         return ERR_PTR(ret);
 593 }
 594
 595 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 596 {
 597         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 598 }
 599
 600 /*
 601  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 602  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 603  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 604  * active list.
 605  */
 606 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 607 {
 608         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 609 }
 610
 611 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 612 {
 613         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 614
 615         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 616         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 617         msm_obj->vmap_count--;
 618         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 619 }
 620
 621 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 622  * false or -errno.
 623  */
 624 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 625 {
 626         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 627
 628         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 629
 630         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 631
 632         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 633                 msm_obj->madv = madv;
 634
 635         madv = msm_obj->madv;
 636
 637         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 638
 639         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 640 }
 641
 642 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 643 {
 644         struct drm_device *dev = obj->dev;
 645         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 646
 647         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 648         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 649         WARN_ON(obj->import_attach);
 650
 651         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 652
 653         put_iova(obj);
 654
 655         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 656
 657         put_pages(obj);
 658
 659         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 660
 661         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 662         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 663
 664         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 665          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 666          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 667          * backing pages, *now*.
 668          */
 669         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 670
 671         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 672                         0, (loff_t)-1);
 673
 674         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 675 }
 676
 677 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 678 {
 679         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 680
 681         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 682
 683         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 684                 return;
 685
 686         vunmap(msm_obj->vaddr);
 687         msm_obj->vaddr = NULL;
 688 }
 689
 690 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 691 {
 692         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 693
 694         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 695         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 696         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 697 }
 698
 699 /* must be called before _move_to_active().. */
 700 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 701                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 702 {
 703         struct reservation_object_list *fobj;
 704         struct dma_fence *fence;
 705         int i, ret;
 706
 707         fobj = reservation_object_get_list(obj->resv);
 708         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 709                 fence = reservation_object_get_excl(obj->resv);
 710                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 711                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 712                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 713                         if (ret)
 714                                 return ret;
 715                 }
 716         }
 717
 718         if (!exclusive || !fobj)
 719                 return 0;
 720
 721         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 722                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 723                                                 reservation_object_held(obj->resv));
 724                 if (fence->context != fctx->context) {
 725                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 726                         if (ret)
 727                                 return ret;
 728                 }
 729         }
 730
 731         return 0;
 732 }
 733
 734 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 735                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 736 {
 737         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 738         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 739         msm_obj->gpu = gpu;
 740         if (exclusive)
 741                 reservation_object_add_excl_fence(obj->resv, fence);
 742         else
 743                 reservation_object_add_shared_fence(obj->resv, fence);
 744         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 745         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 746 }
 747
 748 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 749 {
 750         struct drm_device *dev = obj->dev;
 751         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 752         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 753
 754         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 755
 756         msm_obj->gpu = NULL;
 757         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 758         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 759 }
 760
 761 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 762 {
 763         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 764         unsigned long remain =
 765                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 766         long ret;
 767
 768         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(obj->resv, write,
 769                                                   true,  remain);
 770         if (ret == 0)
 771                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 772         else if (ret < 0)
 773                 return ret;
 774
 775         /* TODO cache maintenance */
 776
 777         return 0;
 778 }
 779
 780 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 781 {
 782         /* TODO cache maintenance */
 783         return 0;
 784 }
 785
 786 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 787 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 788                 struct seq_file *m)
 789 {
 790         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 791                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %llu\n", type,
 792                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 793                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 794                                 fence->seqno);
 795 }
 796
 797 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 798 {
 799         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 800         struct reservation_object *robj = obj->resv;
 801         struct reservation_object_list *fobj;
 802         struct dma_fence *fence;
 803         struct msm_gem_vma *vma;
 804         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 805         const char *madv;
 806
 807         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 808
 809         switch (msm_obj->madv) {
 810         case __MSM_MADV_PURGED:
 811                 madv = " purged";
 812                 break;
 813         case MSM_MADV_DONTNEED:
 814                 madv = " purgeable";
 815                 break;
 816         case MSM_MADV_WILLNEED:
 817         default:
 818                 madv = "";
 819                 break;
 820         }
 821
 822         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p",
 823                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 824                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 825                         off, msm_obj->vaddr);
 826
 827         seq_printf(m, " %08zu %9s %-32s\n", obj->size, madv, msm_obj->name);
 828
 829         if (!list_empty(&msm_obj->vmas)) {
 830
 831                 seq_puts(m, "      vmas:");
 832
 833                 list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 834                         seq_printf(m, " [%s: %08llx,%s,inuse=%d]",
 835                                 vma->aspace != NULL ? vma->aspace->name : NULL,
 836                                 vma->iova, vma->mapped ? "mapped" : "unmapped",
 837                                 vma->inuse);
 838
 839                 seq_puts(m, "\n");
 840         }
 841
 842         rcu_read_lock();
 843         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 844         if (fobj) {
 845                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 846
 847                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 848                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 849                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 850                 }
 851         }
 852
 853         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 854         if (fence)
 855                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 856         rcu_read_unlock();
 857
 858         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 859 }
 860
 861 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 862 {
 863         struct msm_gem_object *msm_obj;
 864         int count = 0;
 865         size_t size = 0;
 866
 867         seq_puts(m, "   flags       id ref  offset   kaddr            size     madv      name\n");
 868         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 869                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 870                 seq_puts(m, "   ");
 871                 msm_gem_describe(obj, m);
 872                 count++;
 873                 size += obj->size;
 874         }
 875
 876         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 877 }
 878 #endif
 879
 880 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put() and friends */
 881 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 882 {
 883         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 884         struct drm_device *dev = obj->dev;
 885         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 886
 887         if (llist_add(&msm_obj->freed, &priv->free_list))
 888                 queue_work(priv->wq, &priv->free_work);
 889 }
 890
 891 static void free_object(struct msm_gem_object *msm_obj)
 892 {
 893         struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 894         struct drm_device *dev = obj->dev;
 895
 896         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 897
 898         /* object should not be on active list: */
 899         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 900
 901         list_del(&msm_obj->mm_list);
 902
 903         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 904
 905         put_iova(obj);
 906
 907         if (obj->import_attach) {
 908                 if (msm_obj->vaddr)
 909                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 910
 911                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 912                  * ours, just free the array we allocated:
 913                  */
 914                 if (msm_obj->pages)
 915                         kvfree(msm_obj->pages);
 916
 917                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 918         } else {
 919                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 920                 put_pages(obj);
 921         }
 922
 923         drm_gem_object_release(obj);
 924
 925         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 926         kfree(msm_obj);
 927 }
 928
 929 void msm_gem_free_work(struct work_struct *work)
 930 {
 931         struct msm_drm_private *priv =
 932                 container_of(work, struct msm_drm_private, free_work);
 933         struct drm_device *dev = priv->dev;
 934         struct llist_node *freed;
 935         struct msm_gem_object *msm_obj, *next;
 936
 937         while ((freed = llist_del_all(&priv->free_list))) {
 938
 939                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 940
 941                 llist_for_each_entry_safe(msm_obj, next,
 942                                           freed, freed)
 943                         free_object(msm_obj);
 944
 945                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 946
 947                 if (need_resched())
 948                         break;
 949         }
 950 }
 951
 952 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 953 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 954                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle,
 955                 char *name)
 956 {
 957         struct drm_gem_object *obj;
 958         int ret;
 959
 960         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 961
 962         if (IS_ERR(obj))
 963                 return PTR_ERR(obj);
 964
 965         if (name)
 966                 msm_gem_object_set_name(obj, "%s", name);
 967
 968         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 969
 970         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 971         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 972
 973         return ret;
 974 }
 975
 976 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 977                 uint32_t size, uint32_t flags,
 978                 struct reservation_object *resv,
 979                 struct drm_gem_object **obj,
 980                 bool struct_mutex_locked)
 981 {
 982         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 983         struct msm_gem_object *msm_obj;
 984
 985         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
 986         case MSM_BO_UNCACHED:
 987         case MSM_BO_CACHED:
 988         case MSM_BO_WC:
 989                 break;
 990         default:
 991                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
 992                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
 993                 return -EINVAL;
 994         }
 995
 996         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
 997         if (!msm_obj)
 998                 return -ENOMEM;
 999
1000         mutex_init(&msm_obj->lock);
1001
1002         msm_obj->flags = flags;
1003         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
1004
1005         if (resv)
1006                 msm_obj->base.resv = resv;
1007
1008         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
1009         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
1010
1011         if (struct_mutex_locked) {
1012                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
1013                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1014         } else {
1015                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
1016                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
1017                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
1018         }
1019
1020         *obj = &msm_obj->base;
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1026                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
1027 {
1028         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
1029         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1030         bool use_vram = false;
1031         int ret;
1032
1033         size = PAGE_ALIGN(size);
1034
1035         if (!msm_use_mmu(dev))
1036                 use_vram = true;
1037         else if ((flags & (MSM_BO_STOLEN | MSM_BO_SCANOUT)) && priv->vram.size)
1038                 use_vram = true;
1039
1040         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
1041                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1042
1043         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
1044          * infrastructure grumpy
1045          */
1046         if (size == 0)
1047                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1048
1049         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, NULL, &obj, struct_mutex_locked);
1050         if (ret)
1051                 goto fail;
1052
1053         if (use_vram) {
1054                 struct msm_gem_vma *vma;
1055                 struct page **pages;
1056                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
1057
1058                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
1059
1060                 vma = add_vma(obj, NULL);
1061                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1062                 if (IS_ERR(vma)) {
1063                         ret = PTR_ERR(vma);
1064                         goto fail;
1065                 }
1066
1067                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
1068
1069                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1070
1071                 pages = get_pages(obj);
1072                 if (IS_ERR(pages)) {
1073                         ret = PTR_ERR(pages);
1074                         goto fail;
1075                 }
1076
1077                 vma->iova = physaddr(obj);
1078         } else {
1079                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
1080                 if (ret)
1081                         goto fail;
1082                 /*
1083                  * Our buffers are kept pinned, so allocating them from the
1084                  * MOVABLE zone is a really bad idea, and conflicts with CMA.
1085                  * See comments above new_inode() why this is required _and_
1086                  * expected if you're going to pin these pages.
1087                  */
1088                 mapping_set_gfp_mask(obj->filp->f_mapping, GFP_HIGHUSER);
1089         }
1090
1091         return obj;
1092
1093 fail:
1094         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1095         return ERR_PTR(ret);
1096 }
1097
1098 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1099                 uint32_t size, uint32_t flags)
1100 {
1101         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1102 }
1103
1104 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1105                 uint32_t size, uint32_t flags)
1106 {
1107         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1108 }
1109
1110 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1111                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1112 {
1113         struct msm_gem_object *msm_obj;
1114         struct drm_gem_object *obj;
1115         uint32_t size;
1116         int ret, npages;
1117
1118         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1119         if (!msm_use_mmu(dev)) {
1120                 DRM_DEV_ERROR(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1121                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1122         }
1123
1124         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1125
1126         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, dmabuf->resv, &obj, false);
1127         if (ret)
1128                 goto fail;
1129
1130         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1131
1132         npages = size / PAGE_SIZE;
1133
1134         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1135         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1136         msm_obj->sgt = sgt;
1137         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1138         if (!msm_obj->pages) {
1139                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1140                 ret = -ENOMEM;
1141                 goto fail;
1142         }
1143
1144         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1145         if (ret) {
1146                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1147                 goto fail;
1148         }
1149
1150         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1151         return obj;
1152
1153 fail:
1154         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1155         return ERR_PTR(ret);
1156 }
1157
1158 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1159                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1160                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1161 {
1162         void *vaddr;
1163         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1164         int ret;
1165
1166         if (IS_ERR(obj))
1167                 return ERR_CAST(obj);
1168
1169         if (iova) {
1170                 ret = msm_gem_get_and_pin_iova(obj, aspace, iova);
1171                 if (ret)
1172                         goto err;
1173         }
1174
1175         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1176         if (IS_ERR(vaddr)) {
1177                 msm_gem_unpin_iova(obj, aspace);
1178                 ret = PTR_ERR(vaddr);
1179                 goto err;
1180         }
1181
1182         if (bo)
1183                 *bo = obj;
1184
1185         return vaddr;
1186 err:
1187         if (locked)
1188                 drm_gem_object_put(obj);
1189         else
1190                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1191
1192         return ERR_PTR(ret);
1193
1194 }
1195
1196 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1197                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1198                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1199 {
1200         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1201 }
1202
1203 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1204                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1205                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1206 {
1207         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1208 }
1209
1210 void msm_gem_kernel_put(struct drm_gem_object *bo,
1211                 struct msm_gem_address_space *aspace, bool locked)
1212 {
1213         if (IS_ERR_OR_NULL(bo))
1214                 return;
1215
1216         msm_gem_put_vaddr(bo);
1217         msm_gem_unpin_iova(bo, aspace);
1218
1219         if (locked)
1220                 drm_gem_object_put(bo);
1221         else
1222                 drm_gem_object_put_unlocked(bo);
1223 }
1224
1225 void msm_gem_object_set_name(struct drm_gem_object *bo, const char *fmt, ...)
1226 {
1227         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(bo);
1228         va_list ap;
1229
1230         if (!fmt)
1231                 return;
1232
1233         va_start(ap, fmt);
1234         vsnprintf(msm_obj->name, sizeof(msm_obj->name), fmt, ap);
1235         va_end(ap);
1236 }