GNU Linux-libre 4.4.284-gnu1
[releases.git] / drivers / gpu / drm / drm_gem.c
1 /*
2  * Copyright © 2008 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/uaccess.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/file.h>
34 #include <linux/module.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/pagemap.h>
37 #include <linux/shmem_fs.h>
38 #include <linux/dma-buf.h>
39 #include <drm/drmP.h>
40 #include <drm/drm_vma_manager.h>
41 #include <drm/drm_gem.h>
42 #include "drm_internal.h"
43
44 /** @file drm_gem.c
45  *
46  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
47  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
48  *
49  * Because various devices have different requirements in terms of
50  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
51  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
52  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
53  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
54  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
55  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
56  *
57  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
58  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
59  * two major failings:
60  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
61  *   default.
62  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
63  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
64  *
65  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
66  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
67  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
68  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
69  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
70  */
71
72 /*
73  * We make up offsets for buffer objects so we can recognize them at
74  * mmap time.
75  */
76
77 /* pgoff in mmap is an unsigned long, so we need to make sure that
78  * the faked up offset will fit
79  */
80
81 #if BITS_PER_LONG == 64
82 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
83 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
84 #else
85 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) + 1)
86 #define DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE ((0xFFFFFFFUL >> PAGE_SHIFT) * 16)
87 #endif
88
89 /**
90  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
91  * @dev: drm_devic structure to initialize
92  */
93 int
94 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
95 {
96         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
97
98         mutex_init(&dev->object_name_lock);
99         idr_init(&dev->object_name_idr);
100
101         vma_offset_manager = kzalloc(sizeof(*vma_offset_manager), GFP_KERNEL);
102         if (!vma_offset_manager) {
103                 DRM_ERROR("out of memory\n");
104                 return -ENOMEM;
105         }
106
107         dev->vma_offset_manager = vma_offset_manager;
108         drm_vma_offset_manager_init(vma_offset_manager,
109                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_START,
110                                     DRM_FILE_PAGE_OFFSET_SIZE);
111
112         return 0;
113 }
114
115 void
116 drm_gem_destroy(struct drm_device *dev)
117 {
118
119         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
120         kfree(dev->vma_offset_manager);
121         dev->vma_offset_manager = NULL;
122 }
123
124 /**
125  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
126  * @dev: drm_device the object should be initialized for
127  * @obj: drm_gem_object to initialize
128  * @size: object size
129  *
130  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
131  * shmfs backing store.
132  */
133 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
134                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
135 {
136         struct file *filp;
137
138         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
139
140         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
141         if (IS_ERR(filp))
142                 return PTR_ERR(filp);
143
144         obj->filp = filp;
145
146         return 0;
147 }
148 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
149
150 /**
151  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
152  * @dev: drm_device the object should be initialized for
153  * @obj: drm_gem_object to initialize
154  * @size: object size
155  *
156  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
157  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
158  * backing the object and handling it.
159  */
160 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
161                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
162 {
163         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
164
165         obj->dev = dev;
166         obj->filp = NULL;
167
168         kref_init(&obj->refcount);
169         obj->handle_count = 0;
170         obj->size = size;
171         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
172 }
173 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
174
175 static void
176 drm_gem_remove_prime_handles(struct drm_gem_object *obj, struct drm_file *filp)
177 {
178         /*
179          * Note: obj->dma_buf can't disappear as long as we still hold a
180          * handle reference in obj->handle_count.
181          */
182         mutex_lock(&filp->prime.lock);
183         if (obj->dma_buf) {
184                 drm_prime_remove_buf_handle_locked(&filp->prime,
185                                                    obj->dma_buf);
186         }
187         mutex_unlock(&filp->prime.lock);
188 }
189
190 /**
191  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
192  * @obj: GEM object to clean up.
193  *
194  * Called after the last handle to the object has been closed
195  *
196  * Removes any name for the object. Note that this must be
197  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
198  * freed memory
199  */
200 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
201 {
202         struct drm_device *dev = obj->dev;
203
204         /* Remove any name for this object */
205         if (obj->name) {
206                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
207                 obj->name = 0;
208         }
209 }
210
211 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
212 {
213         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
214         if (obj->dma_buf) {
215                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
216                 obj->dma_buf = NULL;
217         }
218 }
219
220 static void
221 drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
222 {
223         if (WARN_ON(obj->handle_count == 0))
224                 return;
225
226         /*
227         * Must bump handle count first as this may be the last
228         * ref, in which case the object would disappear before we
229         * checked for a name
230         */
231
232         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
233         if (--obj->handle_count == 0) {
234                 drm_gem_object_handle_free(obj);
235                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
236         }
237         mutex_unlock(&obj->dev->object_name_lock);
238
239         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
240 }
241
242 /**
243  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
244  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
245  * @handle: userspace handle to delete
246  *
247  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table and if this is the last
248  * handle also cleans up linked resources like GEM names.
249  */
250 int
251 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
252 {
253         struct drm_device *dev;
254         struct drm_gem_object *obj;
255
256         /* This is gross. The idr system doesn't let us try a delete and
257          * return an error code.  It just spews if you fail at deleting.
258          * So, we have to grab a lock around finding the object and then
259          * doing the delete on it and dropping the refcount, or the user
260          * could race us to double-decrement the refcount and cause a
261          * use-after-free later.  Given the frequency of our handle lookups,
262          * we may want to use ida for number allocation and a hash table
263          * for the pointers, anyway.
264          */
265         spin_lock(&filp->table_lock);
266
267         /* Check if we currently have a reference on the object */
268         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
269         if (obj == NULL) {
270                 spin_unlock(&filp->table_lock);
271                 return -EINVAL;
272         }
273         dev = obj->dev;
274
275         /* Release reference and decrement refcount. */
276         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
277         spin_unlock(&filp->table_lock);
278
279         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
280                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, filp);
281         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, filp->filp);
282
283         if (dev->driver->gem_close_object)
284                 dev->driver->gem_close_object(obj, filp);
285         drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(obj);
286
287         return 0;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
290
291 /**
292  * drm_gem_dumb_destroy - dumb fb callback helper for gem based drivers
293  * @file: drm file-private structure to remove the dumb handle from
294  * @dev: corresponding drm_device
295  * @handle: the dumb handle to remove
296  * 
297  * This implements the ->dumb_destroy kms driver callback for drivers which use
298  * gem to manage their backing storage.
299  */
300 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
301                          struct drm_device *dev,
302                          uint32_t handle)
303 {
304         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dumb_destroy);
307
308 /**
309  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
310  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
311  * @obj: object to register
312  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
313  * 
314  * This expects the dev->object_name_lock to be held already and will drop it
315  * before returning. Used to avoid races in establishing new handles when
316  * importing an object from either an flink name or a dma-buf.
317  */
318 int
319 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
320                            struct drm_gem_object *obj,
321                            u32 *handlep)
322 {
323         struct drm_device *dev = obj->dev;
324         int ret;
325
326         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
327
328         /*
329          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
330          * allocation under our spinlock.
331          */
332         idr_preload(GFP_KERNEL);
333         spin_lock(&file_priv->table_lock);
334
335         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
336         drm_gem_object_reference(obj);
337         obj->handle_count++;
338         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
339         idr_preload_end();
340         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
341         if (ret < 0)
342                 goto err_unref;
343
344         *handlep = ret;
345
346         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv->filp);
347         if (ret)
348                 goto err_remove;
349
350         if (dev->driver->gem_open_object) {
351                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
352                 if (ret)
353                         goto err_revoke;
354         }
355
356         return 0;
357
358 err_revoke:
359         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv->filp);
360 err_remove:
361         spin_lock(&file_priv->table_lock);
362         idr_remove(&file_priv->object_idr, *handlep);
363         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
364 err_unref:
365         drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(obj);
366         return ret;
367 }
368
369 /**
370  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
371  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
372  * @obj: object to register
373  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
374  *
375  * Create a handle for this object. This adds a handle reference
376  * to the object, which includes a regular reference count. Callers
377  * will likely want to dereference the object afterwards.
378  */
379 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
380                           struct drm_gem_object *obj,
381                           u32 *handlep)
382 {
383         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
384
385         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
386 }
387 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
388
389
390 /**
391  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
392  * @obj: obj in question
393  *
394  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
395  */
396 void
397 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
398 {
399         struct drm_device *dev = obj->dev;
400
401         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
402 }
403 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
404
405 /**
406  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
407  * @obj: obj in question
408  * @size: the virtual size
409  *
410  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
411  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
412  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
413  * structures.
414  *
415  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
416  * the virtual size differs from the physical size (ie. obj->size).  Otherwise
417  * just use drm_gem_create_mmap_offset().
418  */
419 int
420 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
421 {
422         struct drm_device *dev = obj->dev;
423
424         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
425                                   size / PAGE_SIZE);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
428
429 /**
430  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
431  * @obj: obj in question
432  *
433  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
434  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
435  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
436  * structures.
437  *
438  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
439  */
440 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
441 {
442         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
443 }
444 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
445
446 /**
447  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
448  * from shmem
449  * @obj: obj in question
450  *
451  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
452  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
453  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
454  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
455  *
456  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
457  *
458  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
459  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
460  *
461  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
462  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
463  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
464  * after drm_gem_init_object() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
465  * to keep pages in the required zone during swap-in.
466  */
467 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
468 {
469         struct address_space *mapping;
470         struct page *p, **pages;
471         int i, npages;
472
473         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
474         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
475
476         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
477          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
478          * driver author is doing something really wrong:
479          */
480         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
481
482         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
483
484         pages = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
485         if (pages == NULL)
486                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
487
488         for (i = 0; i < npages; i++) {
489                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
490                 if (IS_ERR(p))
491                         goto fail;
492                 pages[i] = p;
493
494                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
495                  * correct region during swapin. Note that this requires
496                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
497                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
498                  */
499                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
500                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
501         }
502
503         return pages;
504
505 fail:
506         while (i--)
507                 page_cache_release(pages[i]);
508
509         drm_free_large(pages);
510         return ERR_CAST(p);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
513
514 /**
515  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
516  * @obj: obj in question
517  * @pages: pages to free
518  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
519  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
520  */
521 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
522                 bool dirty, bool accessed)
523 {
524         int i, npages;
525
526         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
527          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
528          * driver author is doing something really wrong:
529          */
530         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
531
532         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
533
534         for (i = 0; i < npages; i++) {
535                 if (dirty)
536                         set_page_dirty(pages[i]);
537
538                 if (accessed)
539                         mark_page_accessed(pages[i]);
540
541                 /* Undo the reference we took when populating the table */
542                 page_cache_release(pages[i]);
543         }
544
545         drm_free_large(pages);
546 }
547 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
548
549 /** Returns a reference to the object named by the handle. */
550 struct drm_gem_object *
551 drm_gem_object_lookup(struct drm_device *dev, struct drm_file *filp,
552                       u32 handle)
553 {
554         struct drm_gem_object *obj;
555
556         spin_lock(&filp->table_lock);
557
558         /* Check if we currently have a reference on the object */
559         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
560         if (obj == NULL) {
561                 spin_unlock(&filp->table_lock);
562                 return NULL;
563         }
564
565         drm_gem_object_reference(obj);
566
567         spin_unlock(&filp->table_lock);
568
569         return obj;
570 }
571 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
572
573 /**
574  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
575  * @dev: drm_device
576  * @data: ioctl data
577  * @file_priv: drm file-private structure
578  *
579  * Releases the handle to an mm object.
580  */
581 int
582 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
583                     struct drm_file *file_priv)
584 {
585         struct drm_gem_close *args = data;
586         int ret;
587
588         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
589                 return -ENODEV;
590
591         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
592
593         return ret;
594 }
595
596 /**
597  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
598  * @dev: drm_device
599  * @data: ioctl data
600  * @file_priv: drm file-private structure
601  *
602  * Create a global name for an object, returning the name.
603  *
604  * Note that the name does not hold a reference; when the object
605  * is freed, the name goes away.
606  */
607 int
608 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
609                     struct drm_file *file_priv)
610 {
611         struct drm_gem_flink *args = data;
612         struct drm_gem_object *obj;
613         int ret;
614
615         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
616                 return -ENODEV;
617
618         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
619         if (obj == NULL)
620                 return -ENOENT;
621
622         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
623         idr_preload(GFP_KERNEL);
624         /* prevent races with concurrent gem_close. */
625         if (obj->handle_count == 0) {
626                 ret = -ENOENT;
627                 goto err;
628         }
629
630         if (!obj->name) {
631                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
632                 if (ret < 0)
633                         goto err;
634
635                 obj->name = ret;
636         }
637
638         args->name = (uint64_t) obj->name;
639         ret = 0;
640
641 err:
642         idr_preload_end();
643         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
644         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
645         return ret;
646 }
647
648 /**
649  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
650  * @dev: drm_device
651  * @data: ioctl data
652  * @file_priv: drm file-private structure
653  *
654  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
655  */
656 int
657 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
658                    struct drm_file *file_priv)
659 {
660         struct drm_gem_open *args = data;
661         struct drm_gem_object *obj;
662         int ret;
663         u32 handle;
664
665         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
666                 return -ENODEV;
667
668         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
669         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
670         if (obj) {
671                 drm_gem_object_reference(obj);
672         } else {
673                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
674                 return -ENOENT;
675         }
676
677         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
678         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
679         if (ret)
680                 goto err;
681
682         args->handle = handle;
683         args->size = obj->size;
684
685 err:
686         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
687         return ret;
688 }
689
690 /**
691  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
692  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
693  * @file_private: drm file-private structure to set up
694  *
695  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
696  * of mm objects.
697  */
698 void
699 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
700 {
701         idr_init(&file_private->object_idr);
702         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
703 }
704
705 /*
706  * Called at device close to release the file's
707  * handle references on objects.
708  */
709 static int
710 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
711 {
712         struct drm_file *file_priv = data;
713         struct drm_gem_object *obj = ptr;
714         struct drm_device *dev = obj->dev;
715
716         if (dev->driver->gem_close_object)
717                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
718
719         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
720                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
721         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv->filp);
722
723         drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(obj);
724
725         return 0;
726 }
727
728 /**
729  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
730  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
731  * @file_private: drm file-private structure to clean up
732  *
733  * Called at close time when the filp is going away.
734  *
735  * Releases any remaining references on objects by this filp.
736  */
737 void
738 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
739 {
740         idr_for_each(&file_private->object_idr,
741                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
742         idr_destroy(&file_private->object_idr);
743 }
744
745 void
746 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
747 {
748         WARN_ON(obj->dma_buf);
749
750         if (obj->filp)
751                 fput(obj->filp);
752
753         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
754 }
755 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
756
757 /**
758  * drm_gem_object_free - free a GEM object
759  * @kref: kref of the object to free
760  *
761  * Called after the last reference to the object has been lost.
762  * Must be called holding struct_ mutex
763  *
764  * Frees the object
765  */
766 void
767 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
768 {
769         struct drm_gem_object *obj =
770                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
771         struct drm_device *dev = obj->dev;
772
773         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
774
775         if (dev->driver->gem_free_object != NULL)
776                 dev->driver->gem_free_object(obj);
777 }
778 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
779
780 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
781 {
782         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
783
784         drm_gem_object_reference(obj);
785 }
786 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
787
788 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
789 {
790         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
791
792         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
793 }
794 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
795
796 /**
797  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
798  * @obj: the GEM object to map
799  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
800  * @vma: VMA for the area to be mapped
801  *
802  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
803  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
804  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
805  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
806  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
807  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
808  *
809  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
810  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
811  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
812  *
813  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
814  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
815  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
816  *
817  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
818  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
819  */
820 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
821                      struct vm_area_struct *vma)
822 {
823         struct drm_device *dev = obj->dev;
824
825         /* Check for valid size. */
826         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
827                 return -EINVAL;
828
829         if (!dev->driver->gem_vm_ops)
830                 return -EINVAL;
831
832         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
833         vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
834         vma->vm_private_data = obj;
835         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
836
837         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
838          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
839          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
840          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
841          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
842          */
843         drm_gem_object_reference(obj);
844
845         return 0;
846 }
847 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
848
849 /**
850  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
851  * @filp: DRM file pointer
852  * @vma: VMA for the area to be mapped
853  *
854  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
855  * descriptor will end up here.
856  *
857  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
858  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
859  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
860  *
861  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
862  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
863  */
864 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
865 {
866         struct drm_file *priv = filp->private_data;
867         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
868         struct drm_gem_object *obj = NULL;
869         struct drm_vma_offset_node *node;
870         int ret;
871
872         if (drm_device_is_unplugged(dev))
873                 return -ENODEV;
874
875         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
876         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
877                                                   vma->vm_pgoff,
878                                                   vma_pages(vma));
879         if (likely(node)) {
880                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
881                 /*
882                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
883                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
884                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
885                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
886                  * that matches our range, we know it is in the process of being
887                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
888                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
889                  * invalid.
890                  */
891                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
892                         obj = NULL;
893         }
894         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
895
896         if (!obj)
897                 return -EINVAL;
898
899         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, filp)) {
900                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
901                 return -EACCES;
902         }
903
904         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
905                                vma);
906
907         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
908
909         return ret;
910 }
911 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);