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