]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - drivers/gpu/drm/drm_gem.c
Merge branch 'regmap-4.21' into regmap-5.0
[linux.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/file.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/shmem_fs.h>
38 #include <linux/dma-buf.h>
39 #include <linux/mem_encrypt.h>
40 #include <drm/drmP.h>
41 #include <drm/drm_vma_manager.h>
42 #include <drm/drm_gem.h>
43 #include <drm/drm_print.h>
44 #include "drm_internal.h"
45
46 /** @file drm_gem.c
47  *
48  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
49  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
50  *
51  * Because various devices have different requirements in terms of
52  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
53  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
54  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
55  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
56  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
57  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
58  *
59  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
60  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
61  * two major failings:
62  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
63  *   default.
64  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
65  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
66  *
67  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
68  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
69  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
70  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
71  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
72  */
73
74 /*
75  * We make up offsets for buffer objects so we can recognize them at
76  * mmap time.
77  */
78
79 /* pgoff in mmap is an unsigned long, so we need to make sure that
80  * the faked up offset will fit
81  */
82
83 #if BITS_PER_LONG == 64
84 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
85 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
86 #else
87 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
88 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
89 #endif
90
91 /**
92  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
93  * @dev: drm_devic structure to initialize
94  */
95 int
96 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
97 {
98         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
99
100         mutex_init(&dev->object_name_lock);
101         idr_init_base(&dev->object_name_idr, 1);
102
103         vma_offset_manager = kzalloc(sizeof(*vma_offset_manager), GFP_KERNEL);
104         if (!vma_offset_manager) {
105                 DRM_ERROR("out of memory\n");
106                 return -ENOMEM;
107         }
108
109         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
110         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
111                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
112                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
113
114         return 0;
115 }
116
117 void
118 drm_gem_destroy(struct drm_device *dev)
119 {
120
121         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
122         kfree(dev->vma_offset_manager);
123         dev->vma_offset_manager = NULL;
124 }
125
126 /**
127  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
128  * @dev: drm_device the object should be initialized for
129  * @obj: drm_gem_object to initialize
130  * @size: object size
131  *
132  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
133  * shmfs backing store.
134  */
135 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
136                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
137 {
138         struct file *filp;
139
140         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
141
142         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
143         if (IS_ERR(filp))
144                 return PTR_ERR(filp);
145
146         obj->filp = filp;
147
148         return 0;
149 }
150 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
151
152 /**
153  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
154  * @dev: drm_device the object should be initialized for
155  * @obj: drm_gem_object to initialize
156  * @size: object size
157  *
158  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
159  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
160  * backing the object and handling it.
161  */
162 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
163                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
164 {
165         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
166
167         obj->dev = dev;
168         obj->filp = NULL;
169
170         kref_init(&obj->refcount);
171         obj->handle_count = 0;
172         obj->size = size;
173         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
174 }
175 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
176
177 static void
178 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
179 {
180         /*
181          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
182          * handle reference in obj->handle_count.
183          */
184         mutex_lock(&filp->prime.lock);
185         if (obj->dma_buf) {
186                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
187                                                    obj->dma_buf);
188         }
189         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
190 }
191
192 /**
193  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
194  * @obj: GEM object to clean up.
195  *
196  * Called after the last handle to the object has been closed
197  *
198  * Removes any name for the object. Note that this must be
199  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
200  * freed memory
201  */
202 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
203 {
204         struct drm_device *dev = obj->dev;
205
206         /* Remove any name for this object */
207         if (obj->name) {
208                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
209                 obj->name = 0;
210         }
211 }
212
213 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
214 {
215         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
216         if (obj->dma_buf) {
217                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
218                 obj->dma_buf = NULL;
219         }
220 }
221
222 static void
223 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
224 {
225         struct drm_device *dev = obj->dev;
226         bool final = false;
227
228         if (WARN_ON(obj->handle_count == 0))
229                 return;
230
231         /*
232         * Must bump handle count first as this may be the last
233         * ref, in which case the object would disappear before we
234         * checked for a name
235         */
236
237         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
238         if (--obj->handle_count == 0) {
239                 drm_gem_object_handle_free(obj);
240                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
241                 final = true;
242         }
243         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
244
245         if (final)
246                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
247 }
248
249 /*
250  * Called at device or object close to release the file's
251  * handle references on objects.
252  */
253 static int
254 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
255 {
256         struct drm_file *file_priv = data;
257         struct drm_gem_object *obj = ptr;
258         struct drm_device *dev = obj->dev;
259
260         if (obj->funcs && obj->funcs->close)
261                 obj->funcs->close(obj, file_priv);
262         else if (dev->driver->gem_close_object)
263                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
264
265         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
266                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
267         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
268
269         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
270
271         return 0;
272 }
273
274 /**
275  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
276  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
277  * @handle: userspace handle to delete
278  *
279  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
280  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
281  * resources like GEM names.
282  */
283 int
284 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
285 {
286         struct drm_gem_object *obj;
287
288         spin_lock(&filp->table_lock);
289
290         /* Check if we currently have a reference on the object */
291         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
292         spin_unlock(&filp->table_lock);
293         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
294                 return -EINVAL;
295
296         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
297         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
298
299         /* And finally make the handle available for future allocations. */
300         spin_lock(&filp->table_lock);
301         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
302         spin_unlock(&filp->table_lock);
303
304         return 0;
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
307
308 /**
309  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
310  * @file: drm file-private structure containing the gem object
311  * @dev: corresponding drm_device
312  * @handle: gem object handle
313  * @offset: return location for the fake mmap offset
314  *
315  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
316  * drivers which use gem to manage their backing storage.
317  *
318  * Returns:
319  * 0 on success or a negative error code on failure.
320  */
321 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
322                             u32 handle, u64 *offset)
323 {
324         struct drm_gem_object *obj;
325         int ret;
326
327         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
328         if (!obj)
329                 return -ENOENT;
330
331         /* Don't allow imported objects to be mapped */
332         if (obj->import_attach) {
333                 ret = -EINVAL;
334                 goto out;
335         }
336
337         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
338         if (ret)
339                 goto out;
340
341         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
342 out:
343         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
344
345         return ret;
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
348
349 /**
350  * drm_gem_dumb_destroy - dumb fb callback helper for gem based drivers
351  * @file: drm file-private structure to remove the dumb handle from
352  * @dev: corresponding drm_device
353  * @handle: the dumb handle to remove
354  *
355  * This implements the &drm_driver.dumb_destroy kms driver callback for drivers
356  * which use gem to manage their backing storage.
357  */
358 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
359                          struct drm_device *dev,
360                          uint32_t handle)
361 {
362         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dumb_destroy);
365
366 /**
367  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
368  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
369  * @obj: object to register
370  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
371  *
372  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
373  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
374  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
375  *
376  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
377  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
378  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
379  */
380 int
381 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
382                            struct drm_gem_object *obj,
383                            u32 *handlep)
384 {
385         struct drm_device *dev = obj->dev;
386         u32 handle;
387         int ret;
388
389         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
390         if (obj->handle_count++ == 0)
391                 drm_gem_object_get(obj);
392
393         /*
394          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
395          * allocation under our spinlock.
396          */
397         idr_preload(GFP_KERNEL);
398         spin_lock(&file_priv->table_lock);
399
400         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
401
402         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
403         idr_preload_end();
404
405         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
406         if (ret < 0)
407                 goto err_unref;
408
409         handle = ret;
410
411         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
412         if (ret)
413                 goto err_remove;
414
415         if (obj->funcs && obj->funcs->open) {
416                 ret = obj->funcs->open(obj, file_priv);
417                 if (ret)
418                         goto err_revoke;
419         } else if (dev->driver->gem_open_object) {
420                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
421                 if (ret)
422                         goto err_revoke;
423         }
424
425         *handlep = handle;
426         return 0;
427
428 err_revoke:
429         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
430 err_remove:
431         spin_lock(&file_priv->table_lock);
432         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
433         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
434 err_unref:
435         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
436         return ret;
437 }
438
439 /**
440  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
441  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
442  * @obj: object to register
443  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
444  *
445  * Create a handle for this object. This adds a handle reference to the object,
446  * which includes a regular reference count. Callers will likely want to
447  * dereference the object afterwards.
448  *
449  * Since this publishes @obj to userspace it must be fully set up by this point,
450  * drivers must call this last in their buffer object creation callbacks.
451  */
452 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
453                           struct drm_gem_object *obj,
454                           u32 *handlep)
455 {
456         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
457
458         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
459 }
460 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
461
462
463 /**
464  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
465  * @obj: obj in question
466  *
467  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
468  *
469  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
470  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
471  * the GEM object.
472  */
473 void
474 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
475 {
476         struct drm_device *dev = obj->dev;
477
478         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
479 }
480 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
481
482 /**
483  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
484  * @obj: obj in question
485  * @size: the virtual size
486  *
487  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
488  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
489  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
490  * structures.
491  *
492  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
493  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
494  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
495  *
496  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
497  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
498  */
499 int
500 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
501 {
502         struct drm_device *dev = obj->dev;
503
504         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
505                                   size / PAGE_SIZE);
506 }
507 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
508
509 /**
510  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
511  * @obj: obj in question
512  *
513  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
514  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
515  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
516  * structures.
517  *
518  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
519  *
520  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
521  * the fake offset again.
522  */
523 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
524 {
525         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
528
529 /**
530  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
531  * from shmem
532  * @obj: obj in question
533  *
534  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
535  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
536  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
537  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
538  *
539  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
540  *
541  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
542  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
543  *
544  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
545  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
546  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
547  * after drm_gem_object_init() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
548  * to keep pages in the required zone during swap-in.
549  */
550 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
551 {
552         struct address_space *mapping;
553         struct page *p, **pages;
554         int i, npages;
555
556         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
557         mapping = obj->filp->f_mapping;
558
559         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
560          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
561          * driver author is doing something really wrong:
562          */
563         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
564
565         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
566
567         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
568         if (pages == NULL)
569                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
570
571         for (i = 0; i < npages; i++) {
572                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
573                 if (IS_ERR(p))
574                         goto fail;
575                 pages[i] = p;
576
577                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
578                  * correct region during swapin. Note that this requires
579                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
580                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
581                  */
582                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
583                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
584         }
585
586         return pages;
587
588 fail:
589         while (i--)
590                 put_page(pages[i]);
591
592         kvfree(pages);
593         return ERR_CAST(p);
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
596
597 /**
598  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
599  * @obj: obj in question
600  * @pages: pages to free
601  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
602  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
603  */
604 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
605                 bool dirty, bool accessed)
606 {
607         int i, npages;
608
609         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
610          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
611          * driver author is doing something really wrong:
612          */
613         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
614
615         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
616
617         for (i = 0; i < npages; i++) {
618                 if (dirty)
619                         set_page_dirty(pages[i]);
620
621                 if (accessed)
622                         mark_page_accessed(pages[i]);
623
624                 /* Undo the reference we took when populating the table */
625                 put_page(pages[i]);
626         }
627
628         kvfree(pages);
629 }
630 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
631
632 /**
633  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from it's handle
634  * @filp: DRM file private date
635  * @handle: userspace handle
636  *
637  * Returns:
638  *
639  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
640  * otherwise.
641  */
642 struct drm_gem_object *
643 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
644 {
645         struct drm_gem_object *obj;
646
647         spin_lock(&filp->table_lock);
648
649         /* Check if we currently have a reference on the object */
650         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
651         if (obj)
652                 drm_gem_object_get(obj);
653
654         spin_unlock(&filp->table_lock);
655
656         return obj;
657 }
658 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
659
660 /**
661  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
662  * @dev: drm_device
663  * @data: ioctl data
664  * @file_priv: drm file-private structure
665  *
666  * Releases the handle to an mm object.
667  */
668 int
669 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
670                     struct drm_file *file_priv)
671 {
672         struct drm_gem_close *args = data;
673         int ret;
674
675         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
676                 return -EOPNOTSUPP;
677
678         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
679
680         return ret;
681 }
682
683 /**
684  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
685  * @dev: drm_device
686  * @data: ioctl data
687  * @file_priv: drm file-private structure
688  *
689  * Create a global name for an object, returning the name.
690  *
691  * Note that the name does not hold a reference; when the object
692  * is freed, the name goes away.
693  */
694 int
695 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
696                     struct drm_file *file_priv)
697 {
698         struct drm_gem_flink *args = data;
699         struct drm_gem_object *obj;
700         int ret;
701
702         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
703                 return -EOPNOTSUPP;
704
705         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
706         if (obj == NULL)
707                 return -ENOENT;
708
709         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
710         /* prevent races with concurrent gem_close. */
711         if (obj->handle_count == 0) {
712                 ret = -ENOENT;
713                 goto err;
714         }
715
716         if (!obj->name) {
717                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
718                 if (ret < 0)
719                         goto err;
720
721                 obj->name = ret;
722         }
723
724         args->name = (uint64_t) obj->name;
725         ret = 0;
726
727 err:
728         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
729         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
730         return ret;
731 }
732
733 /**
734  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
735  * @dev: drm_device
736  * @data: ioctl data
737  * @file_priv: drm file-private structure
738  *
739  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
740  *
741  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
742  * will not go away until the handle is deleted.
743  */
744 int
745 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
746                    struct drm_file *file_priv)
747 {
748         struct drm_gem_open *args = data;
749         struct drm_gem_object *obj;
750         int ret;
751         u32 handle;
752
753         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
754                 return -EOPNOTSUPP;
755
756         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
757         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
758         if (obj) {
759                 drm_gem_object_get(obj);
760         } else {
761                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
762                 return -ENOENT;
763         }
764
765         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
766         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
767         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
768         if (ret)
769                 return ret;
770
771         args->handle = handle;
772         args->size = obj->size;
773
774         return 0;
775 }
776
777 /**
778  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
779  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
780  * @file_private: drm file-private structure to set up
781  *
782  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
783  * of mm objects.
784  */
785 void
786 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
787 {
788         idr_init_base(&file_private->object_idr, 1);
789         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
790 }
791
792 /**
793  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
794  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
795  * @file_private: drm file-private structure to clean up
796  *
797  * Called at close time when the filp is going away.
798  *
799  * Releases any remaining references on objects by this filp.
800  */
801 void
802 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
803 {
804         idr_for_each(&file_private->object_idr,
805                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
806         idr_destroy(&file_private->object_idr);
807 }
808
809 /**
810  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
811  * @obj: GEM buffer object
812  *
813  * This releases any structures and resources used by @obj and is the invers of
814  * drm_gem_object_init().
815  */
816 void
817 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
818 {
819         WARN_ON(obj->dma_buf);
820
821         if (obj->filp)
822                 fput(obj->filp);
823
824         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
825 }
826 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
827
828 /**
829  * drm_gem_object_free - free a GEM object
830  * @kref: kref of the object to free
831  *
832  * Called after the last reference to the object has been lost.
833  * Must be called holding &drm_device.struct_mutex.
834  *
835  * Frees the object
836  */
837 void
838 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
839 {
840         struct drm_gem_object *obj =
841                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
842         struct drm_device *dev = obj->dev;
843
844         if (obj->funcs) {
845                 obj->funcs->free(obj);
846         } else if (dev->driver->gem_free_object_unlocked) {
847                 dev->driver->gem_free_object_unlocked(obj);
848         } else if (dev->driver->gem_free_object) {
849                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
850
851                 dev->driver->gem_free_object(obj);
852         }
853 }
854 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
855
856 /**
857  * drm_gem_object_put_unlocked - drop a GEM buffer object reference
858  * @obj: GEM buffer object
859  *
860  * This releases a reference to @obj. Callers must not hold the
861  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function.
862  *
863  * See also __drm_gem_object_put().
864  */
865 void
866 drm_gem_object_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
867 {
868         struct drm_device *dev;
869
870         if (!obj)
871                 return;
872
873         dev = obj->dev;
874
875         if (dev->driver->gem_free_object) {
876                 might_lock(&dev->struct_mutex);
877                 if (kref_put_mutex(&obj->refcount, drm_gem_object_free,
878                                 &dev->struct_mutex))
879                         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
880         } else {
881                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
882         }
883 }
884 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put_unlocked);
885
886 /**
887  * drm_gem_object_put - release a GEM buffer object reference
888  * @obj: GEM buffer object
889  *
890  * This releases a reference to @obj. Callers must hold the
891  * &drm_device.struct_mutex lock when calling this function, even when the
892  * driver doesn't use &drm_device.struct_mutex for anything.
893  *
894  * For drivers not encumbered with legacy locking use
895  * drm_gem_object_put_unlocked() instead.
896  */
897 void
898 drm_gem_object_put(struct drm_gem_object *obj)
899 {
900         if (obj) {
901                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
902
903                 kref_put(&obj->refcount, drm_gem_object_free);
904         }
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_put);
907
908 /**
909  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
910  * @vma: VM area structure
911  *
912  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
913  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
914  */
915 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
916 {
917         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
918
919         drm_gem_object_get(obj);
920 }
921 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
922
923 /**
924  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
925  * @vma: VM area structure
926  *
927  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
928  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
929  */
930 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
931 {
932         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
933
934         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
935 }
936 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
937
938 /**
939  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
940  * @obj: the GEM object to map
941  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
942  * @vma: VMA for the area to be mapped
943  *
944  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
945  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
946  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
947  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
948  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
949  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
950  *
951  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
952  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
953  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
954  *
955  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
956  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
957  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
958  *
959  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
960  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
961  */
962 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
963                      struct vm_area_struct *vma)
964 {
965         struct drm_device *dev = obj->dev;
966
967         /* Check for valid size. */
968         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
969                 return -EINVAL;
970
971         if (obj->funcs && obj->funcs->vm_ops)
972                 vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
973         else if (dev->driver->gem_vm_ops)
974                 vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
975         else
976                 return -EINVAL;
977
978         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
979         vma->vm_private_data = obj;
980         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
981         vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
982
983         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
984          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
985          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
986          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
987          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
988          */
989         drm_gem_object_get(obj);
990
991         return 0;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
994
995 /**
996  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
997  * @filp: DRM file pointer
998  * @vma: VMA for the area to be mapped
999  *
1000  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
1001  * descriptor will end up here.
1002  *
1003  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
1004  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
1005  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1006  *
1007  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1008  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1009  */
1010 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1011 {
1012         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1013         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1014         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1015         struct drm_vma_offset_node *node;
1016         int ret;
1017
1018         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1019                 return -ENODEV;
1020
1021         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1022         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1023                                                   vma->vm_pgoff,
1024                                                   vma_pages(vma));
1025         if (likely(node)) {
1026                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1027                 /*
1028                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1029                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1030                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1031                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1032                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1033                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1034                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1035                  * invalid.
1036                  */
1037                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1038                         obj = NULL;
1039         }
1040         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1041
1042         if (!obj)
1043                 return -EINVAL;
1044
1045         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1046                 drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1047                 return -EACCES;
1048         }
1049
1050         if (node->readonly) {
1051                 if (vma->vm_flags & VM_WRITE) {
1052                         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1053                         return -EINVAL;
1054                 }
1055
1056                 vma->vm_flags &= ~VM_MAYWRITE;
1057         }
1058
1059         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1060                                vma);
1061
1062         drm_gem_object_put_unlocked(obj);
1063
1064         return ret;
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);
1067
1068 void drm_gem_print_info(struct drm_printer *p, unsigned int indent,
1069                         const struct drm_gem_object *obj)
1070 {
1071         drm_printf_indent(p, indent, "name=%d\n", obj->name);
1072         drm_printf_indent(p, indent, "refcount=%u\n",
1073                           kref_read(&obj->refcount));
1074         drm_printf_indent(p, indent, "start=%08lx\n",
1075                           drm_vma_node_start(&obj->vma_node));
1076         drm_printf_indent(p, indent, "size=%zu\n", obj->size);
1077         drm_printf_indent(p, indent, "imported=%s\n",
1078                           obj->import_attach ? "yes" : "no");
1079
1080         if (obj->funcs && obj->funcs->print_info)
1081                 obj->funcs->print_info(p, indent, obj);
1082         else if (obj->dev->driver->gem_print_info)
1083                 obj->dev->driver->gem_print_info(p, indent, obj);
1084 }
1085
1086 /**
1087  * drm_gem_pin - Pin backing buffer in memory
1088  * @obj: GEM object
1089  *
1090  * Make sure the backing buffer is pinned in memory.
1091  *
1092  * Returns:
1093  * 0 on success or a negative error code on failure.
1094  */
1095 int drm_gem_pin(struct drm_gem_object *obj)
1096 {
1097         if (obj->funcs && obj->funcs->pin)
1098                 return obj->funcs->pin(obj);
1099         else if (obj->dev->driver->gem_prime_pin)
1100                 return obj->dev->driver->gem_prime_pin(obj);
1101         else
1102                 return 0;
1103 }
1104 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_pin);
1105
1106 /**
1107  * drm_gem_unpin - Unpin backing buffer from memory
1108  * @obj: GEM object
1109  *
1110  * Relax the requirement that the backing buffer is pinned in memory.
1111  */
1112 void drm_gem_unpin(struct drm_gem_object *obj)
1113 {
1114         if (obj->funcs && obj->funcs->unpin)
1115                 obj->funcs->unpin(obj);
1116         else if (obj->dev->driver->gem_prime_unpin)
1117                 obj->dev->driver->gem_prime_unpin(obj);
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unpin);
1120
1121 /**
1122  * drm_gem_vmap - Map buffer into kernel virtual address space
1123  * @obj: GEM object
1124  *
1125  * Returns:
1126  * A virtual pointer to a newly created GEM object or an ERR_PTR-encoded negative
1127  * error code on failure.
1128  */
1129 void *drm_gem_vmap(struct drm_gem_object *obj)
1130 {
1131         void *vaddr;
1132
1133         if (obj->funcs && obj->funcs->vmap)
1134                 vaddr = obj->funcs->vmap(obj);
1135         else if (obj->dev->driver->gem_prime_vmap)
1136                 vaddr = obj->dev->driver->gem_prime_vmap(obj);
1137         else
1138                 vaddr = ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
1139
1140         if (!vaddr)
1141                 vaddr = ERR_PTR(-ENOMEM);
1142
1143         return vaddr;
1144 }
1145 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vmap);
1146
1147 /**
1148  * drm_gem_vunmap - Remove buffer mapping from kernel virtual address space
1149  * @obj: GEM object
1150  * @vaddr: Virtual address (can be NULL)
1151  */
1152 void drm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
1153 {
1154         if (!vaddr)
1155                 return;
1156
1157         if (obj->funcs && obj->funcs->vunmap)
1158                 obj->funcs->vunmap(obj, vaddr);
1159         else if (obj->dev->driver->gem_prime_vunmap)
1160                 obj->dev->driver->gem_prime_vunmap(obj, vaddr);
1161 }
1162 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vunmap);