Merge remote-tracking branch 'regulator/fix/rk808' into regulator-linus
[cascardo/linux.git] / 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
22 #include "msm_drv.h"
23 #include "msm_gem.h"
24 #include "msm_gpu.h"
25 #include "msm_mmu.h"
26
27 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
28 {
29         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
30         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
31         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
32                         priv->vram.paddr;
33 }
34
35 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
36 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj,
37                 int npages)
38 {
39         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
40         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
41         dma_addr_t paddr;
42         struct page **p;
43         int ret, i;
44
45         p = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
46         if (!p)
47                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
48
49         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node,
50                         npages, 0, DRM_MM_SEARCH_DEFAULT);
51         if (ret) {
52                 drm_free_large(p);
53                 return ERR_PTR(ret);
54         }
55
56         paddr = physaddr(obj);
57         for (i = 0; i < npages; i++) {
58                 p[i] = phys_to_page(paddr);
59                 paddr += PAGE_SIZE;
60         }
61
62         return p;
63 }
64
65 /* called with dev->struct_mutex held */
66 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
67 {
68         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
69
70         if (!msm_obj->pages) {
71                 struct drm_device *dev = obj->dev;
72                 struct page **p;
73                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
74
75                 if (iommu_present(&platform_bus_type))
76                         p = drm_gem_get_pages(obj);
77                 else
78                         p = get_pages_vram(obj, npages);
79
80                 if (IS_ERR(p)) {
81                         dev_err(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
82                                         PTR_ERR(p));
83                         return p;
84                 }
85
86                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
87                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
88                         dev_err(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
89                         return ERR_CAST(msm_obj->sgt);
90                 }
91
92                 msm_obj->pages = p;
93
94                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
95                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
96                  */
97                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
98                         dma_map_sg(dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
99                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
100         }
101
102         return msm_obj->pages;
103 }
104
105 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
106 {
107         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
108
109         if (msm_obj->pages) {
110                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
111                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
112                  */
113                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
114                         dma_unmap_sg(obj->dev->dev, msm_obj->sgt->sgl,
115                                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
116                 sg_free_table(msm_obj->sgt);
117                 kfree(msm_obj->sgt);
118
119                 if (iommu_present(&platform_bus_type))
120                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
121                 else {
122                         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
123                         drm_free_large(msm_obj->pages);
124                 }
125
126                 msm_obj->pages = NULL;
127         }
128 }
129
130 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
131 {
132         struct drm_device *dev = obj->dev;
133         struct page **p;
134         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
135         p = get_pages(obj);
136         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
137         return p;
138 }
139
140 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
141 {
142         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
143 }
144
145 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
146                 struct vm_area_struct *vma)
147 {
148         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
149
150         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
151         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
152
153         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
154                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
155         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
156                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
157         } else {
158                 /*
159                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
160                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
161                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
162                  */
163                 fput(vma->vm_file);
164                 get_file(obj->filp);
165                 vma->vm_pgoff = 0;
166                 vma->vm_file  = obj->filp;
167
168                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
169         }
170
171         return 0;
172 }
173
174 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
175 {
176         int ret;
177
178         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
179         if (ret) {
180                 DBG("mmap failed: %d", ret);
181                 return ret;
182         }
183
184         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
185 }
186
187 int msm_gem_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
188 {
189         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
190         struct drm_device *dev = obj->dev;
191         struct page **pages;
192         unsigned long pfn;
193         pgoff_t pgoff;
194         int ret;
195
196         /* Make sure we don't parallel update on a fault, nor move or remove
197          * something from beneath our feet
198          */
199         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
200         if (ret)
201                 goto out;
202
203         /* make sure we have pages attached now */
204         pages = get_pages(obj);
205         if (IS_ERR(pages)) {
206                 ret = PTR_ERR(pages);
207                 goto out_unlock;
208         }
209
210         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
211         pgoff = ((unsigned long)vmf->virtual_address -
212                         vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
213
214         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
215
216         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", vmf->virtual_address,
217                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
218
219         ret = vm_insert_mixed(vma, (unsigned long)vmf->virtual_address, pfn);
220
221 out_unlock:
222         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
223 out:
224         switch (ret) {
225         case -EAGAIN:
226         case 0:
227         case -ERESTARTSYS:
228         case -EINTR:
229         case -EBUSY:
230                 /*
231                  * EBUSY is ok: this just means that another thread
232                  * already did the job.
233                  */
234                 return VM_FAULT_NOPAGE;
235         case -ENOMEM:
236                 return VM_FAULT_OOM;
237         default:
238                 return VM_FAULT_SIGBUS;
239         }
240 }
241
242 /** get mmap offset */
243 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
244 {
245         struct drm_device *dev = obj->dev;
246         int ret;
247
248         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
249
250         /* Make it mmapable */
251         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
252
253         if (ret) {
254                 dev_err(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
255                 return 0;
256         }
257
258         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
259 }
260
261 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
262 {
263         uint64_t offset;
264         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
265         offset = mmap_offset(obj);
266         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
267         return offset;
268 }
269
270 /* should be called under struct_mutex.. although it can be called
271  * from atomic context without struct_mutex to acquire an extra
272  * iova ref if you know one is already held.
273  *
274  * That means when I do eventually need to add support for unpinning
275  * the refcnt counter needs to be atomic_t.
276  */
277 int msm_gem_get_iova_locked(struct drm_gem_object *obj, int id,
278                 uint32_t *iova)
279 {
280         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
281         int ret = 0;
282
283         if (!msm_obj->domain[id].iova) {
284                 struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
285                 struct page **pages = get_pages(obj);
286
287                 if (IS_ERR(pages))
288                         return PTR_ERR(pages);
289
290                 if (iommu_present(&platform_bus_type)) {
291                         struct msm_mmu *mmu = priv->mmus[id];
292                         uint32_t offset;
293
294                         if (WARN_ON(!mmu))
295                                 return -EINVAL;
296
297                         offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
298                         ret = mmu->funcs->map(mmu, offset, msm_obj->sgt,
299                                         obj->size, IOMMU_READ | IOMMU_WRITE);
300                         msm_obj->domain[id].iova = offset;
301                 } else {
302                         msm_obj->domain[id].iova = physaddr(obj);
303                 }
304         }
305
306         if (!ret)
307                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
308
309         return ret;
310 }
311
312 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj, int id, uint32_t *iova)
313 {
314         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
315         int ret;
316
317         /* this is safe right now because we don't unmap until the
318          * bo is deleted:
319          */
320         if (msm_obj->domain[id].iova) {
321                 *iova = msm_obj->domain[id].iova;
322                 return 0;
323         }
324
325         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
326         ret = msm_gem_get_iova_locked(obj, id, iova);
327         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
328         return ret;
329 }
330
331 void msm_gem_put_iova(struct drm_gem_object *obj, int id)
332 {
333         // XXX TODO ..
334         // NOTE: probably don't need a _locked() version.. we wouldn't
335         // normally unmap here, but instead just mark that it could be
336         // unmapped (if the iova refcnt drops to zero), but then later
337         // if another _get_iova_locked() fails we can start unmapping
338         // things that are no longer needed..
339 }
340
341 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
342                 struct drm_mode_create_dumb *args)
343 {
344         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
345         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
346         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
347                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle);
348 }
349
350 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
351                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
352 {
353         struct drm_gem_object *obj;
354         int ret = 0;
355
356         /* GEM does all our handle to object mapping */
357         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file, handle);
358         if (obj == NULL) {
359                 ret = -ENOENT;
360                 goto fail;
361         }
362
363         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
364
365         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
366
367 fail:
368         return ret;
369 }
370
371 void *msm_gem_vaddr_locked(struct drm_gem_object *obj)
372 {
373         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
374         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
375         if (!msm_obj->vaddr) {
376                 struct page **pages = get_pages(obj);
377                 if (IS_ERR(pages))
378                         return ERR_CAST(pages);
379                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
380                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
381         }
382         return msm_obj->vaddr;
383 }
384
385 void *msm_gem_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
386 {
387         void *ret;
388         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
389         ret = msm_gem_vaddr_locked(obj);
390         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
391         return ret;
392 }
393
394 /* setup callback for when bo is no longer busy..
395  * TODO probably want to differentiate read vs write..
396  */
397 int msm_gem_queue_inactive_cb(struct drm_gem_object *obj,
398                 struct msm_fence_cb *cb)
399 {
400         struct drm_device *dev = obj->dev;
401         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
402         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
403         int ret = 0;
404
405         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
406         if (!list_empty(&cb->work.entry)) {
407                 ret = -EINVAL;
408         } else if (is_active(msm_obj)) {
409                 cb->fence = max(msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence);
410                 list_add_tail(&cb->work.entry, &priv->fence_cbs);
411         } else {
412                 queue_work(priv->wq, &cb->work);
413         }
414         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
415
416         return ret;
417 }
418
419 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
420                 struct msm_gpu *gpu, bool write, uint32_t fence)
421 {
422         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
423         msm_obj->gpu = gpu;
424         if (write)
425                 msm_obj->write_fence = fence;
426         else
427                 msm_obj->read_fence = fence;
428         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
429         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
430 }
431
432 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
433 {
434         struct drm_device *dev = obj->dev;
435         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
436         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
437
438         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
439
440         msm_obj->gpu = NULL;
441         msm_obj->read_fence = 0;
442         msm_obj->write_fence = 0;
443         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
444         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
445 }
446
447 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op,
448                 struct timespec *timeout)
449 {
450         struct drm_device *dev = obj->dev;
451         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
452         int ret = 0;
453
454         if (is_active(msm_obj)) {
455                 uint32_t fence = 0;
456
457                 if (op & MSM_PREP_READ)
458                         fence = msm_obj->write_fence;
459                 if (op & MSM_PREP_WRITE)
460                         fence = max(fence, msm_obj->read_fence);
461                 if (op & MSM_PREP_NOSYNC)
462                         timeout = NULL;
463
464                 ret = msm_wait_fence_interruptable(dev, fence, timeout);
465         }
466
467         /* TODO cache maintenance */
468
469         return ret;
470 }
471
472 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
473 {
474         /* TODO cache maintenance */
475         return 0;
476 }
477
478 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
479 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
480 {
481         struct drm_device *dev = obj->dev;
482         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
483         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
484
485         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
486         seq_printf(m, "%08x: %c(r=%u,w=%u) %2d (%2d) %08llx %p %d\n",
487                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
488                         msm_obj->read_fence, msm_obj->write_fence,
489                         obj->name, obj->refcount.refcount.counter,
490                         off, msm_obj->vaddr, obj->size);
491 }
492
493 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
494 {
495         struct msm_gem_object *msm_obj;
496         int count = 0;
497         size_t size = 0;
498
499         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
500                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
501                 seq_printf(m, "   ");
502                 msm_gem_describe(obj, m);
503                 count++;
504                 size += obj->size;
505         }
506
507         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
508 }
509 #endif
510
511 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
512 {
513         struct drm_device *dev = obj->dev;
514         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
515         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
516         int id;
517
518         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
519
520         /* object should not be on active list: */
521         WARN_ON(is_active(msm_obj));
522
523         list_del(&msm_obj->mm_list);
524
525         for (id = 0; id < ARRAY_SIZE(msm_obj->domain); id++) {
526                 struct msm_mmu *mmu = priv->mmus[id];
527                 if (mmu && msm_obj->domain[id].iova) {
528                         uint32_t offset = (uint32_t)mmap_offset(obj);
529                         mmu->funcs->unmap(mmu, offset, msm_obj->sgt, obj->size);
530                 }
531         }
532
533         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
534
535         if (obj->import_attach) {
536                 if (msm_obj->vaddr)
537                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
538
539                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
540                  * ours, just free the array we allocated:
541                  */
542                 if (msm_obj->pages)
543                         drm_free_large(msm_obj->pages);
544
545         } else {
546                 if (msm_obj->vaddr)
547                         vunmap(msm_obj->vaddr);
548                 put_pages(obj);
549         }
550
551         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
552                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
553
554         drm_gem_object_release(obj);
555
556         kfree(msm_obj);
557 }
558
559 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
560 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
561                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle)
562 {
563         struct drm_gem_object *obj;
564         int ret;
565
566         ret = mutex_lock_interruptible(&dev->struct_mutex);
567         if (ret)
568                 return ret;
569
570         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
571
572         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
573
574         if (IS_ERR(obj))
575                 return PTR_ERR(obj);
576
577         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
578
579         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
580         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
581
582         return ret;
583 }
584
585 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
586                 uint32_t size, uint32_t flags,
587                 struct drm_gem_object **obj)
588 {
589         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
590         struct msm_gem_object *msm_obj;
591         unsigned sz;
592
593         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
594         case MSM_BO_UNCACHED:
595         case MSM_BO_CACHED:
596         case MSM_BO_WC:
597                 break;
598         default:
599                 dev_err(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
600                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
601                 return -EINVAL;
602         }
603
604         sz = sizeof(*msm_obj);
605         if (!iommu_present(&platform_bus_type))
606                 sz += sizeof(struct drm_mm_node);
607
608         msm_obj = kzalloc(sz, GFP_KERNEL);
609         if (!msm_obj)
610                 return -ENOMEM;
611
612         if (!iommu_present(&platform_bus_type))
613                 msm_obj->vram_node = (void *)&msm_obj[1];
614
615         msm_obj->flags = flags;
616
617         msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
618         reservation_object_init(msm_obj->resv);
619
620         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
621         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
622
623         *obj = &msm_obj->base;
624
625         return 0;
626 }
627
628 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
629                 uint32_t size, uint32_t flags)
630 {
631         struct drm_gem_object *obj = NULL;
632         int ret;
633
634         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
635
636         size = PAGE_ALIGN(size);
637
638         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, &obj);
639         if (ret)
640                 goto fail;
641
642         if (iommu_present(&platform_bus_type)) {
643                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
644                 if (ret)
645                         goto fail;
646         } else {
647                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
648         }
649
650         return obj;
651
652 fail:
653         if (obj)
654                 drm_gem_object_unreference(obj);
655
656         return ERR_PTR(ret);
657 }
658
659 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
660                 uint32_t size, struct sg_table *sgt)
661 {
662         struct msm_gem_object *msm_obj;
663         struct drm_gem_object *obj;
664         int ret, npages;
665
666         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
667         if (!iommu_present(&platform_bus_type)) {
668                 dev_err(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
669                 return ERR_PTR(-EINVAL);
670         }
671
672         size = PAGE_ALIGN(size);
673
674         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, &obj);
675         if (ret)
676                 goto fail;
677
678         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
679
680         npages = size / PAGE_SIZE;
681
682         msm_obj = to_msm_bo(obj);
683         msm_obj->sgt = sgt;
684         msm_obj->pages = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
685         if (!msm_obj->pages) {
686                 ret = -ENOMEM;
687                 goto fail;
688         }
689
690         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
691         if (ret)
692                 goto fail;
693
694         return obj;
695
696 fail:
697         if (obj)
698                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
699
700         return ERR_PTR(ret);
701 }