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                         dev_err(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                         dev_err(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 int 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 ret;
 231
 232         /*
 233          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 234          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 235          */
 236         ret = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 237         if (ret)
 238                 goto out;
 239
 240         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 241                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 242                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 243         }
 244
 245         /* make sure we have pages attached now */
 246         pages = get_pages(obj);
 247         if (IS_ERR(pages)) {
 248                 ret = PTR_ERR(pages);
 249                 goto out_unlock;
 250         }
 251
 252         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 253         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 254
 255         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 256
 257         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 258                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 259
 260         ret = vm_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 261
 262 out_unlock:
 263         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 264 out:
 265         switch (ret) {
 266         case -EAGAIN:
 267         case 0:
 268         case -ERESTARTSYS:
 269         case -EINTR:
 270         case -EBUSY:
 271                 /*
 272                  * EBUSY is ok: this just means that another thread
 273                  * already did the job.
 274                  */
 275                 return VM_FAULT_NOPAGE;
 276         case -ENOMEM:
 277                 return VM_FAULT_OOM;
 278         default:
 279                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 280         }
 281 }
 282
 283 /** get mmap offset */
 284 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 285 {
 286         struct drm_device *dev = obj->dev;
 287         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 288         int ret;
 289
 290         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 291
 292         /* Make it mmapable */
 293         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 294
 295         if (ret) {
 296                 dev_err(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 297                 return 0;
 298         }
 299
 300         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 301 }
 302
 303 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 304 {
 305         uint64_t offset;
 306         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 307
 308         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 309         offset = mmap_offset(obj);
 310         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 311         return offset;
 312 }
 313
 314 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 315                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 316 {
 317         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 318         struct msm_gem_vma *vma;
 319
 320         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 321
 322         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 323         if (!vma)
 324                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 325
 326         vma->aspace = aspace;
 327
 328         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 329
 330         return vma;
 331 }
 332
 333 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 334                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 335 {
 336         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 337         struct msm_gem_vma *vma;
 338
 339         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 340
 341         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 342                 if (vma->aspace == aspace)
 343                         return vma;
 344         }
 345
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 350 {
 351         if (!vma)
 352                 return;
 353
 354         list_del(&vma->list);
 355         kfree(vma);
 356 }
 357
 358 /* Called with msm_obj->lock locked */
 359 static void
 360 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 361 {
 362         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 363         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 364
 365         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 366
 367         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 368                 msm_gem_unmap_vma(vma->aspace, vma, msm_obj->sgt);
 369                 del_vma(vma);
 370         }
 371 }
 372
 373 /* get iova, taking a reference.  Should have a matching put */
 374 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 375                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 376 {
 377         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 378         struct msm_gem_vma *vma;
 379         int ret = 0;
 380
 381         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 382
 383         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 384                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 385                 return -EBUSY;
 386         }
 387
 388         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 389
 390         if (!vma) {
 391                 struct page **pages;
 392
 393                 vma = add_vma(obj, aspace);
 394                 if (IS_ERR(vma)) {
 395                         ret = PTR_ERR(vma);
 396                         goto unlock;
 397                 }
 398
 399                 pages = get_pages(obj);
 400                 if (IS_ERR(pages)) {
 401                         ret = PTR_ERR(pages);
 402                         goto fail;
 403                 }
 404
 405                 ret = msm_gem_map_vma(aspace, vma, msm_obj->sgt,
 406                                 obj->size >> PAGE_SHIFT);
 407                 if (ret)
 408                         goto fail;
 409         }
 410
 411         *iova = vma->iova;
 412
 413         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 414         return 0;
 415
 416 fail:
 417         del_vma(vma);
 418 unlock:
 419         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 420         return ret;
 421 }
 422
 423 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 424  * already done a 'msm_gem_get_iova()'.
 425  */
 426 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 427                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 428 {
 429         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 430         struct msm_gem_vma *vma;
 431
 432         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 433         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 434         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 435         WARN_ON(!vma);
 436
 437         return vma ? vma->iova : 0;
 438 }
 439
 440 void msm_gem_put_iova(struct drm_gem_object *obj,
 441                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 442 {
 443         // XXX TODO ..
 444         // NOTE: probably don't need a _locked() version.. we wouldn't
 445         // normally unmap here, but instead just mark that it could be
 446         // unmapped (if the iova refcnt drops to zero), but then later
 447         // if another _get_iova_locked() fails we can start unmapping
 448         // things that are no longer needed..
 449 }
 450
 451 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 452                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 453 {
 454         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 455         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 456         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 457                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle);
 458 }
 459
 460 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 461                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 462 {
 463         struct drm_gem_object *obj;
 464         int ret = 0;
 465
 466         /* GEM does all our handle to object mapping */
 467         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 468         if (obj == NULL) {
 469                 ret = -ENOENT;
 470                 goto fail;
 471         }
 472
 473         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 474
 475         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 476
 477 fail:
 478         return ret;
 479 }
 480
 481 static void *get_vaddr(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 482 {
 483         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 484         int ret = 0;
 485
 486         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 487
 488         if (WARN_ON(msm_obj->madv > madv)) {
 489                 dev_err(obj->dev->dev, "Invalid madv state: %u vs %u\n",
 490                         msm_obj->madv, madv);
 491                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 492                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 493         }
 494
 495         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 496          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 497          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 498          * same object from within the vmap() call (while we already
 499          * hold msm_obj->lock)
 500          */
 501         msm_obj->vmap_count++;
 502
 503         if (!msm_obj->vaddr) {
 504                 struct page **pages = get_pages(obj);
 505                 if (IS_ERR(pages)) {
 506                         ret = PTR_ERR(pages);
 507                         goto fail;
 508                 }
 509                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 510                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 511                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 512                         ret = -ENOMEM;
 513                         goto fail;
 514                 }
 515         }
 516
 517         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 518         return msm_obj->vaddr;
 519
 520 fail:
 521         msm_obj->vmap_count--;
 522         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 523         return ERR_PTR(ret);
 524 }
 525
 526 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 527 {
 528         return get_vaddr(obj, MSM_MADV_WILLNEED);
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Don't use this!  It is for the very special case of dumping
 533  * submits from GPU hangs or faults, were the bo may already
 534  * be MSM_MADV_DONTNEED, but we know the buffer is still on the
 535  * active list.
 536  */
 537 void *msm_gem_get_vaddr_active(struct drm_gem_object *obj)
 538 {
 539         return get_vaddr(obj, __MSM_MADV_PURGED);
 540 }
 541
 542 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 543 {
 544         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 545
 546         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 547         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 548         msm_obj->vmap_count--;
 549         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 550 }
 551
 552 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 553  * false or -errno.
 554  */
 555 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 556 {
 557         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 558
 559         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 560
 561         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 562
 563         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 564                 msm_obj->madv = madv;
 565
 566         madv = msm_obj->madv;
 567
 568         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 569
 570         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 571 }
 572
 573 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 574 {
 575         struct drm_device *dev = obj->dev;
 576         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 577
 578         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 579         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 580         WARN_ON(obj->import_attach);
 581
 582         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 583
 584         put_iova(obj);
 585
 586         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 587
 588         put_pages(obj);
 589
 590         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 591
 592         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 593         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 594
 595         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 596          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 597          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 598          * backing pages, *now*.
 599          */
 600         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 601
 602         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 603                         0, (loff_t)-1);
 604
 605         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 606 }
 607
 608 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 609 {
 610         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 611
 612         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 613
 614         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 615                 return;
 616
 617         vunmap(msm_obj->vaddr);
 618         msm_obj->vaddr = NULL;
 619 }
 620
 621 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 622 {
 623         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 624
 625         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 626         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 627         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 628 }
 629
 630 /* must be called before _move_to_active().. */
 631 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 632                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 633 {
 634         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 635         struct reservation_object_list *fobj;
 636         struct dma_fence *fence;
 637         int i, ret;
 638
 639         fobj = reservation_object_get_list(msm_obj->resv);
 640         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 641                 fence = reservation_object_get_excl(msm_obj->resv);
 642                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 643                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 644                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 645                         if (ret)
 646                                 return ret;
 647                 }
 648         }
 649
 650         if (!exclusive || !fobj)
 651                 return 0;
 652
 653         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 654                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 655                                                 reservation_object_held(msm_obj->resv));
 656                 if (fence->context != fctx->context) {
 657                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 658                         if (ret)
 659                                 return ret;
 660                 }
 661         }
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 667                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 668 {
 669         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 670         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 671         msm_obj->gpu = gpu;
 672         if (exclusive)
 673                 reservation_object_add_excl_fence(msm_obj->resv, fence);
 674         else
 675                 reservation_object_add_shared_fence(msm_obj->resv, fence);
 676         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 677         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 678 }
 679
 680 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 681 {
 682         struct drm_device *dev = obj->dev;
 683         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 684         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 685
 686         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 687
 688         msm_obj->gpu = NULL;
 689         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 690         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 691 }
 692
 693 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 694 {
 695         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 696         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 697         unsigned long remain =
 698                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 699         long ret;
 700
 701         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(msm_obj->resv, write,
 702                                                   true,  remain);
 703         if (ret == 0)
 704                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 705         else if (ret < 0)
 706                 return ret;
 707
 708         /* TODO cache maintenance */
 709
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 714 {
 715         /* TODO cache maintenance */
 716         return 0;
 717 }
 718
 719 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 720 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 721                 struct seq_file *m)
 722 {
 723         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 724                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %u\n", type,
 725                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 726                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 727                                 fence->seqno);
 728 }
 729
 730 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 731 {
 732         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 733         struct reservation_object *robj = msm_obj->resv;
 734         struct reservation_object_list *fobj;
 735         struct dma_fence *fence;
 736         struct msm_gem_vma *vma;
 737         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 738         const char *madv;
 739
 740         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 741
 742         switch (msm_obj->madv) {
 743         case __MSM_MADV_PURGED:
 744                 madv = " purged";
 745                 break;
 746         case MSM_MADV_DONTNEED:
 747                 madv = " purgeable";
 748                 break;
 749         case MSM_MADV_WILLNEED:
 750         default:
 751                 madv = "";
 752                 break;
 753         }
 754
 755         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p\t",
 756                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 757                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 758                         off, msm_obj->vaddr);
 759
 760         /* FIXME: we need to print the address space here too */
 761         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 762                 seq_printf(m, " %08llx", vma->iova);
 763
 764         seq_printf(m, " %zu%s\n", obj->size, madv);
 765
 766         rcu_read_lock();
 767         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 768         if (fobj) {
 769                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 770
 771                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 772                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 773                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 774                 }
 775         }
 776
 777         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 778         if (fence)
 779                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 780         rcu_read_unlock();
 781
 782         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 783 }
 784
 785 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 786 {
 787         struct msm_gem_object *msm_obj;
 788         int count = 0;
 789         size_t size = 0;
 790
 791         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 792                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 793                 seq_printf(m, "   ");
 794                 msm_gem_describe(obj, m);
 795                 count++;
 796                 size += obj->size;
 797         }
 798
 799         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 800 }
 801 #endif
 802
 803 /* don't call directly!  Use drm_gem_object_put() and friends */
 804 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 805 {
 806         struct drm_device *dev = obj->dev;
 807         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 808
 809         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 810
 811         /* object should not be on active list: */
 812         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 813
 814         list_del(&msm_obj->mm_list);
 815
 816         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 817
 818         put_iova(obj);
 819
 820         if (obj->import_attach) {
 821                 if (msm_obj->vaddr)
 822                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 823
 824                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 825                  * ours, just free the array we allocated:
 826                  */
 827                 if (msm_obj->pages)
 828                         kvfree(msm_obj->pages);
 829
 830                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 831         } else {
 832                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 833                 put_pages(obj);
 834         }
 835
 836         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
 837                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
 838
 839         drm_gem_object_release(obj);
 840
 841         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 842         kfree(msm_obj);
 843 }
 844
 845 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 846 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 847                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle)
 848 {
 849         struct drm_gem_object *obj;
 850         int ret;
 851
 852         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 853
 854         if (IS_ERR(obj))
 855                 return PTR_ERR(obj);
 856
 857         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 858
 859         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 860         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 861
 862         return ret;
 863 }
 864
 865 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 866                 uint32_t size, uint32_t flags,
 867                 struct reservation_object *resv,
 868                 struct drm_gem_object **obj,
 869                 bool struct_mutex_locked)
 870 {
 871         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 872         struct msm_gem_object *msm_obj;
 873
 874         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
 875         case MSM_BO_UNCACHED:
 876         case MSM_BO_CACHED:
 877         case MSM_BO_WC:
 878                 break;
 879         default:
 880                 dev_err(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
 881                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
 882                 return -EINVAL;
 883         }
 884
 885         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
 886         if (!msm_obj)
 887                 return -ENOMEM;
 888
 889         mutex_init(&msm_obj->lock);
 890
 891         msm_obj->flags = flags;
 892         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
 893
 894         if (resv) {
 895                 msm_obj->resv = resv;
 896         } else {
 897                 msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
 898                 reservation_object_init(msm_obj->resv);
 899         }
 900
 901         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
 902         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
 903
 904         if (struct_mutex_locked) {
 905                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 906                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 907         } else {
 908                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 909                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 910                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 911         }
 912
 913         *obj = &msm_obj->base;
 914
 915         return 0;
 916 }
 917
 918 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 919                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
 920 {
 921         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 922         struct drm_gem_object *obj = NULL;
 923         bool use_vram = false;
 924         int ret;
 925
 926         size = PAGE_ALIGN(size);
 927
 928         if (!iommu_present(&platform_bus_type))
 929                 use_vram = true;
 930         else if ((flags & MSM_BO_STOLEN) && priv->vram.size)
 931                 use_vram = true;
 932
 933         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
 934                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 935
 936         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
 937          * infrastructure grumpy
 938          */
 939         if (size == 0)
 940                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 941
 942         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, NULL, &obj, struct_mutex_locked);
 943         if (ret)
 944                 goto fail;
 945
 946         if (use_vram) {
 947                 struct msm_gem_vma *vma;
 948                 struct page **pages;
 949                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 950
 951                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
 952
 953                 vma = add_vma(obj, NULL);
 954                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 955                 if (IS_ERR(vma)) {
 956                         ret = PTR_ERR(vma);
 957                         goto fail;
 958                 }
 959
 960                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
 961
 962                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
 963
 964                 pages = get_pages(obj);
 965                 if (IS_ERR(pages)) {
 966                         ret = PTR_ERR(pages);
 967                         goto fail;
 968                 }
 969
 970                 vma->iova = physaddr(obj);
 971         } else {
 972                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
 973                 if (ret)
 974                         goto fail;
 975         }
 976
 977         return obj;
 978
 979 fail:
 980         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
 981         return ERR_PTR(ret);
 982 }
 983
 984 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
 985                 uint32_t size, uint32_t flags)
 986 {
 987         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
 988 }
 989
 990 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 991                 uint32_t size, uint32_t flags)
 992 {
 993         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
 994 }
 995
 996 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
 997                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
 998 {
 999         struct msm_gem_object *msm_obj;
1000         struct drm_gem_object *obj;
1001         uint32_t size;
1002         int ret, npages;
1003
1004         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1005         if (!iommu_present(&platform_bus_type)) {
1006                 dev_err(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1007                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1008         }
1009
1010         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1011
1012         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, dmabuf->resv, &obj, false);
1013         if (ret)
1014                 goto fail;
1015
1016         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1017
1018         npages = size / PAGE_SIZE;
1019
1020         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1021         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1022         msm_obj->sgt = sgt;
1023         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1024         if (!msm_obj->pages) {
1025                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1026                 ret = -ENOMEM;
1027                 goto fail;
1028         }
1029
1030         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1031         if (ret) {
1032                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1033                 goto fail;
1034         }
1035
1036         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1037         return obj;
1038
1039 fail:
1040         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1041         return ERR_PTR(ret);
1042 }
1043
1044 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1045                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1046                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1047 {
1048         void *vaddr;
1049         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1050         int ret;
1051
1052         if (IS_ERR(obj))
1053                 return ERR_CAST(obj);
1054
1055         if (iova) {
1056                 ret = msm_gem_get_iova(obj, aspace, iova);
1057                 if (ret) {
1058                         drm_gem_object_put(obj);
1059                         return ERR_PTR(ret);
1060                 }
1061         }
1062
1063         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1064         if (IS_ERR(vaddr)) {
1065                 msm_gem_put_iova(obj, aspace);
1066                 drm_gem_object_put(obj);
1067                 return ERR_CAST(vaddr);
1068         }
1069
1070         if (bo)
1071                 *bo = obj;
1072
1073         return vaddr;
1074 }
1075
1076 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1077                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1078                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1079 {
1080         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1081 }
1082
1083 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1084                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1085                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1086 {
1087         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1088 }