drivers/accel/ivpu/ivpu_gem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2020-2023 Intel Corporation
   4  */
   5
   6 #include <linux/dma-buf.h>
   7 #include <linux/highmem.h>
   8 #include <linux/module.h>
   9 #include <linux/set_memory.h>
  10 #include <linux/xarray.h>
  11
  12 #include <drm/drm_cache.h>
  13 #include <drm/drm_debugfs.h>
  14 #include <drm/drm_file.h>
  15 #include <drm/drm_utils.h>
  16
  17 #include "ivpu_drv.h"
  18 #include "ivpu_gem.h"
  19 #include "ivpu_hw.h"
  20 #include "ivpu_mmu.h"
  21 #include "ivpu_mmu_context.h"
  22
  23 static const struct drm_gem_object_funcs ivpu_gem_funcs;
  24
  25 static inline void ivpu_dbg_bo(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_bo *bo, const char *action)
  26 {
  27         ivpu_dbg(vdev, BO,
  28                  "%6s: bo %8p vpu_addr %9llx size %8zu ctx %d has_pages %d dma_mapped %d mmu_mapped %d wc %d imported %d\n",
  29                  action, bo, bo->vpu_addr, ivpu_bo_size(bo), bo->ctx ? bo->ctx->id : 0,
  30                  (bool)bo->base.pages, (bool)bo->base.sgt, bo->mmu_mapped, bo->base.map_wc,
  31                  (bool)bo->base.base.import_attach);
  32 }
  33
  34 /*
  35  * ivpu_bo_pin() - pin the backing physical pages and map them to VPU.
  36  *
  37  * This function pins physical memory pages, then maps the physical pages
  38  * to IOMMU address space and finally updates the VPU MMU page tables
  39  * to allow the VPU to translate VPU address to IOMMU address.
  40  */
  41 int __must_check ivpu_bo_pin(struct ivpu_bo *bo)
  42 {
  43         struct ivpu_device *vdev = ivpu_bo_to_vdev(bo);
  44         int ret = 0;
  45
  46         mutex_lock(&bo->lock);
  47
  48         ivpu_dbg_bo(vdev, bo, "pin");
  49         drm_WARN_ON(&vdev->drm, !bo->ctx);
  50
  51         if (!bo->mmu_mapped) {
  52                 struct sg_table *sgt = drm_gem_shmem_get_pages_sgt(&bo->base);
  53
  54                 if (IS_ERR(sgt)) {
  55                         ret = PTR_ERR(sgt);
  56                         ivpu_err(vdev, "Failed to map BO in IOMMU: %d\n", ret);
  57                         goto unlock;
  58                 }
  59
  60                 ret = ivpu_mmu_context_map_sgt(vdev, bo->ctx, bo->vpu_addr, sgt,
  61                                                ivpu_bo_is_snooped(bo));
  62                 if (ret) {
  63                         ivpu_err(vdev, "Failed to map BO in MMU: %d\n", ret);
  64                         goto unlock;
  65                 }
  66                 bo->mmu_mapped = true;
  67         }
  68
  69 unlock:
  70         mutex_unlock(&bo->lock);
  71
  72         return ret;
  73 }
  74
  75 static int
  76 ivpu_bo_alloc_vpu_addr(struct ivpu_bo *bo, struct ivpu_mmu_context *ctx,
  77                        const struct ivpu_addr_range *range)
  78 {
  79         struct ivpu_device *vdev = ivpu_bo_to_vdev(bo);
  80         int idx, ret;
  81
  82         if (!drm_dev_enter(&vdev->drm, &idx))
  83                 return -ENODEV;
  84
  85         mutex_lock(&bo->lock);
  86
  87         ret = ivpu_mmu_context_insert_node(ctx, range, ivpu_bo_size(bo), &bo->mm_node);
  88         if (!ret) {
  89                 bo->ctx = ctx;
  90                 bo->vpu_addr = bo->mm_node.start;
  91         } else {
  92                 ivpu_err(vdev, "Failed to add BO to context %u: %d\n", ctx->id, ret);
  93         }
  94
  95         ivpu_dbg_bo(vdev, bo, "alloc");
  96
  97         mutex_unlock(&bo->lock);
  98
  99         drm_dev_exit(idx);
 100
 101         return ret;
 102 }
 103
 104 static void ivpu_bo_unbind_locked(struct ivpu_bo *bo)
 105 {
 106         struct ivpu_device *vdev = ivpu_bo_to_vdev(bo);
 107
 108         lockdep_assert(lockdep_is_held(&bo->lock) || !kref_read(&bo->base.base.refcount));
 109
 110         if (bo->mmu_mapped) {
 111                 drm_WARN_ON(&vdev->drm, !bo->ctx);
 112                 drm_WARN_ON(&vdev->drm, !bo->vpu_addr);
 113                 drm_WARN_ON(&vdev->drm, !bo->base.sgt);
 114                 ivpu_mmu_context_unmap_sgt(vdev, bo->ctx, bo->vpu_addr, bo->base.sgt);
 115                 bo->mmu_mapped = false;
 116         }
 117
 118         if (bo->ctx) {
 119                 ivpu_mmu_context_remove_node(bo->ctx, &bo->mm_node);
 120                 bo->ctx = NULL;
 121         }
 122
 123         if (bo->base.base.import_attach)
 124                 return;
 125
 126         dma_resv_lock(bo->base.base.resv, NULL);
 127         if (bo->base.sgt) {
 128                 dma_unmap_sgtable(vdev->drm.dev, bo->base.sgt, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
 129                 sg_free_table(bo->base.sgt);
 130                 kfree(bo->base.sgt);
 131                 bo->base.sgt = NULL;
 132         }
 133         dma_resv_unlock(bo->base.base.resv);
 134 }
 135
 136 void ivpu_bo_unbind_all_bos_from_context(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx)
 137 {
 138         struct ivpu_bo *bo;
 139
 140         if (drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx))
 141                 return;
 142
 143         mutex_lock(&vdev->bo_list_lock);
 144         list_for_each_entry(bo, &vdev->bo_list, bo_list_node) {
 145                 mutex_lock(&bo->lock);
 146                 if (bo->ctx == ctx) {
 147                         ivpu_dbg_bo(vdev, bo, "unbind");
 148                         ivpu_bo_unbind_locked(bo);
 149                 }
 150                 mutex_unlock(&bo->lock);
 151         }
 152         mutex_unlock(&vdev->bo_list_lock);
 153 }
 154
 155 struct drm_gem_object *ivpu_gem_create_object(struct drm_device *dev, size_t size)
 156 {
 157         struct ivpu_bo *bo;
 158
 159         if (size == 0 || !PAGE_ALIGNED(size))
 160                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 161
 162         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 163         if (!bo)
 164                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 165
 166         bo->base.base.funcs = &ivpu_gem_funcs;
 167         bo->base.pages_mark_dirty_on_put = true; /* VPU can dirty a BO anytime */
 168
 169         INIT_LIST_HEAD(&bo->bo_list_node);
 170         mutex_init(&bo->lock);
 171
 172         return &bo->base.base;
 173 }
 174
 175 static struct ivpu_bo *
 176 ivpu_bo_create(struct ivpu_device *vdev, u64 size, u32 flags)
 177 {
 178         struct drm_gem_shmem_object *shmem;
 179         struct ivpu_bo *bo;
 180
 181         switch (flags & DRM_IVPU_BO_CACHE_MASK) {
 182         case DRM_IVPU_BO_CACHED:
 183         case DRM_IVPU_BO_WC:
 184                 break;
 185         default:
 186                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 187         }
 188
 189         shmem = drm_gem_shmem_create(&vdev->drm, size);
 190         if (IS_ERR(shmem))
 191                 return ERR_CAST(shmem);
 192
 193         bo = to_ivpu_bo(&shmem->base);
 194         bo->base.map_wc = flags & DRM_IVPU_BO_WC;
 195         bo->flags = flags;
 196
 197         mutex_lock(&vdev->bo_list_lock);
 198         list_add_tail(&bo->bo_list_node, &vdev->bo_list);
 199         mutex_unlock(&vdev->bo_list_lock);
 200
 201         return bo;
 202 }
 203
 204 static int ivpu_bo_open(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *file)
 205 {
 206         struct ivpu_file_priv *file_priv = file->driver_priv;
 207         struct ivpu_device *vdev = file_priv->vdev;
 208         struct ivpu_bo *bo = to_ivpu_bo(obj);
 209         struct ivpu_addr_range *range;
 210
 211         if (bo->ctx) {
 212                 ivpu_warn(vdev, "Can't add BO to ctx %u: already in ctx %u\n",
 213                           file_priv->ctx.id, bo->ctx->id);
 214                 return -EALREADY;
 215         }
 216
 217         if (bo->flags & DRM_IVPU_BO_SHAVE_MEM)
 218                 range = &vdev->hw->ranges.shave;
 219         else if (bo->flags & DRM_IVPU_BO_DMA_MEM)
 220                 range = &vdev->hw->ranges.dma;
 221         else
 222                 range = &vdev->hw->ranges.user;
 223
 224         return ivpu_bo_alloc_vpu_addr(bo, &file_priv->ctx, range);
 225 }
 226
 227 static void ivpu_bo_free(struct drm_gem_object *obj)
 228 {
 229         struct ivpu_device *vdev = to_ivpu_device(obj->dev);
 230         struct ivpu_bo *bo = to_ivpu_bo(obj);
 231
 232         ivpu_dbg_bo(vdev, bo, "free");
 233
 234         mutex_lock(&vdev->bo_list_lock);
 235         list_del(&bo->bo_list_node);
 236         mutex_unlock(&vdev->bo_list_lock);
 237
 238         drm_WARN_ON(&vdev->drm, !dma_resv_test_signaled(obj->resv, DMA_RESV_USAGE_READ));
 239
 240         ivpu_bo_unbind_locked(bo);
 241         mutex_destroy(&bo->lock);
 242
 243         drm_WARN_ON(obj->dev, bo->base.pages_use_count > 1);
 244         drm_gem_shmem_free(&bo->base);
 245 }
 246
 247 static const struct drm_gem_object_funcs ivpu_gem_funcs = {
 248         .free = ivpu_bo_free,
 249         .open = ivpu_bo_open,
 250         .print_info = drm_gem_shmem_object_print_info,
 251         .pin = drm_gem_shmem_object_pin,
 252         .unpin = drm_gem_shmem_object_unpin,
 253         .get_sg_table = drm_gem_shmem_object_get_sg_table,
 254         .vmap = drm_gem_shmem_object_vmap,
 255         .vunmap = drm_gem_shmem_object_vunmap,
 256         .mmap = drm_gem_shmem_object_mmap,
 257         .vm_ops = &drm_gem_shmem_vm_ops,
 258 };
 259
 260 int ivpu_bo_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *file)
 261 {
 262         struct ivpu_file_priv *file_priv = file->driver_priv;
 263         struct ivpu_device *vdev = file_priv->vdev;
 264         struct drm_ivpu_bo_create *args = data;
 265         u64 size = PAGE_ALIGN(args->size);
 266         struct ivpu_bo *bo;
 267         int ret;
 268
 269         if (args->flags & ~DRM_IVPU_BO_FLAGS)
 270                 return -EINVAL;
 271
 272         if (size == 0)
 273                 return -EINVAL;
 274
 275         bo = ivpu_bo_create(vdev, size, args->flags);
 276         if (IS_ERR(bo)) {
 277                 ivpu_err(vdev, "Failed to create BO: %pe (ctx %u size %llu flags 0x%x)",
 278                          bo, file_priv->ctx.id, args->size, args->flags);
 279                 return PTR_ERR(bo);
 280         }
 281
 282         ret = drm_gem_handle_create(file, &bo->base.base, &args->handle);
 283         if (!ret)
 284                 args->vpu_addr = bo->vpu_addr;
 285
 286         drm_gem_object_put(&bo->base.base);
 287
 288         return ret;
 289 }
 290
 291 struct ivpu_bo *
 292 ivpu_bo_alloc_internal(struct ivpu_device *vdev, u64 vpu_addr, u64 size, u32 flags)
 293 {
 294         const struct ivpu_addr_range *range;
 295         struct ivpu_addr_range fixed_range;
 296         struct iosys_map map;
 297         struct ivpu_bo *bo;
 298         int ret;
 299
 300         drm_WARN_ON(&vdev->drm, !PAGE_ALIGNED(vpu_addr));
 301         drm_WARN_ON(&vdev->drm, !PAGE_ALIGNED(size));
 302
 303         if (vpu_addr) {
 304                 fixed_range.start = vpu_addr;
 305                 fixed_range.end = vpu_addr + size;
 306                 range = &fixed_range;
 307         } else {
 308                 range = &vdev->hw->ranges.global;
 309         }
 310
 311         bo = ivpu_bo_create(vdev, size, flags);
 312         if (IS_ERR(bo)) {
 313                 ivpu_err(vdev, "Failed to create BO: %pe (vpu_addr 0x%llx size %llu flags 0x%x)",
 314                          bo, vpu_addr, size, flags);
 315                 return NULL;
 316         }
 317
 318         ret = ivpu_bo_alloc_vpu_addr(bo, &vdev->gctx, range);
 319         if (ret)
 320                 goto err_put;
 321
 322         ret = ivpu_bo_pin(bo);
 323         if (ret)
 324                 goto err_put;
 325
 326         dma_resv_lock(bo->base.base.resv, NULL);
 327         ret = drm_gem_shmem_vmap(&bo->base, &map);
 328         dma_resv_unlock(bo->base.base.resv);
 329         if (ret)
 330                 goto err_put;
 331
 332         return bo;
 333
 334 err_put:
 335         drm_gem_object_put(&bo->base.base);
 336         return NULL;
 337 }
 338
 339 void ivpu_bo_free_internal(struct ivpu_bo *bo)
 340 {
 341         struct iosys_map map = IOSYS_MAP_INIT_VADDR(bo->base.vaddr);
 342
 343         dma_resv_lock(bo->base.base.resv, NULL);
 344         drm_gem_shmem_vunmap(&bo->base, &map);
 345         dma_resv_unlock(bo->base.base.resv);
 346
 347         drm_gem_object_put(&bo->base.base);
 348 }
 349
 350 int ivpu_bo_info_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *file)
 351 {
 352         struct drm_ivpu_bo_info *args = data;
 353         struct drm_gem_object *obj;
 354         struct ivpu_bo *bo;
 355         int ret = 0;
 356
 357         obj = drm_gem_object_lookup(file, args->handle);
 358         if (!obj)
 359                 return -ENOENT;
 360
 361         bo = to_ivpu_bo(obj);
 362
 363         mutex_lock(&bo->lock);
 364         args->flags = bo->flags;
 365         args->mmap_offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 366         args->vpu_addr = bo->vpu_addr;
 367         args->size = obj->size;
 368         mutex_unlock(&bo->lock);
 369
 370         drm_gem_object_put(obj);
 371         return ret;
 372 }
 373
 374 int ivpu_bo_wait_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *file)
 375 {
 376         struct drm_ivpu_bo_wait *args = data;
 377         struct drm_gem_object *obj;
 378         unsigned long timeout;
 379         long ret;
 380
 381         timeout = drm_timeout_abs_to_jiffies(args->timeout_ns);
 382
 383         obj = drm_gem_object_lookup(file, args->handle);
 384         if (!obj)
 385                 return -EINVAL;
 386
 387         ret = dma_resv_wait_timeout(obj->resv, DMA_RESV_USAGE_READ, true, timeout);
 388         if (ret == 0) {
 389                 ret = -ETIMEDOUT;
 390         } else if (ret > 0) {
 391                 ret = 0;
 392                 args->job_status = to_ivpu_bo(obj)->job_status;
 393         }
 394
 395         drm_gem_object_put(obj);
 396
 397         return ret;
 398 }
 399
 400 static void ivpu_bo_print_info(struct ivpu_bo *bo, struct drm_printer *p)
 401 {
 402         mutex_lock(&bo->lock);
 403
 404         drm_printf(p, "%-9p %-3u 0x%-12llx %-10lu 0x%-8x %-4u",
 405                    bo, bo->ctx->id, bo->vpu_addr, bo->base.base.size,
 406                    bo->flags, kref_read(&bo->base.base.refcount));
 407
 408         if (bo->base.pages)
 409                 drm_printf(p, " has_pages");
 410
 411         if (bo->mmu_mapped)
 412                 drm_printf(p, " mmu_mapped");
 413
 414         if (bo->base.base.import_attach)
 415                 drm_printf(p, " imported");
 416
 417         drm_printf(p, "\n");
 418
 419         mutex_unlock(&bo->lock);
 420 }
 421
 422 void ivpu_bo_list(struct drm_device *dev, struct drm_printer *p)
 423 {
 424         struct ivpu_device *vdev = to_ivpu_device(dev);
 425         struct ivpu_bo *bo;
 426
 427         drm_printf(p, "%-9s %-3s %-14s %-10s %-10s %-4s %s\n",
 428                    "bo", "ctx", "vpu_addr", "size", "flags", "refs", "attribs");
 429
 430         mutex_lock(&vdev->bo_list_lock);
 431         list_for_each_entry(bo, &vdev->bo_list, bo_list_node)
 432                 ivpu_bo_print_info(bo, p);
 433         mutex_unlock(&vdev->bo_list_lock);
 434 }
 435
 436 void ivpu_bo_list_print(struct drm_device *dev)
 437 {
 438         struct drm_printer p = drm_info_printer(dev->dev);
 439
 440         ivpu_bo_list(dev, &p);
 441 }