drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

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