drivers/gpu/drm/msm/msm_gem.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2013 Red Hat
   3  * Author: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
   7  * the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  10  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12  * more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  15  * this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16  */
  17
  18 #include <linux/spinlock.h>
  19 #include <linux/shmem_fs.h>
  20 #include <linux/dma-buf.h>
  21 #include <linux/pfn_t.h>
  22
  23 #include "msm_drv.h"
  24 #include "msm_fence.h"
  25 #include "msm_gem.h"
  26 #include "msm_gpu.h"
  27 #include "msm_mmu.h"
  28
  29 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj);
  30
  31
  32 static dma_addr_t physaddr(struct drm_gem_object *obj)
  33 {
  34         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  35         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  36         return (((dma_addr_t)msm_obj->vram_node->start) << PAGE_SHIFT) +
  37                         priv->vram.paddr;
  38 }
  39
  40 static bool use_pages(struct drm_gem_object *obj)
  41 {
  42         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  43         return !msm_obj->vram_node;
  44 }
  45
  46 /*
  47  * Cache sync.. this is a bit over-complicated, to fit dma-mapping
  48  * API.  Really GPU cache is out of scope here (handled on cmdstream)
  49  * and all we need to do is invalidate newly allocated pages before
  50  * mapping to CPU as uncached/writecombine.
  51  *
  52  * On top of this, we have the added headache, that depending on
  53  * display generation, the display's iommu may be wired up to either
  54  * the toplevel drm device (mdss), or to the mdp sub-node, meaning
  55  * that here we either have dma-direct or iommu ops.
  56  *
  57  * Let this be a cautionary tail of abstraction gone wrong.
  58  */
  59
  60 static void sync_for_device(struct msm_gem_object *msm_obj)
  61 {
  62         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  63
  64         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  65                 dma_sync_sg_for_device(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  66                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  67         } else {
  68                 dma_map_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  69                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  70         }
  71 }
  72
  73 static void sync_for_cpu(struct msm_gem_object *msm_obj)
  74 {
  75         struct device *dev = msm_obj->base.dev->dev;
  76
  77         if (get_dma_ops(dev) && IS_ENABLED(CONFIG_ARM64)) {
  78                 dma_sync_sg_for_cpu(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  79                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  80         } else {
  81                 dma_unmap_sg(dev, msm_obj->sgt->sgl,
  82                         msm_obj->sgt->nents, DMA_BIDIRECTIONAL);
  83         }
  84 }
  85
  86 /* allocate pages from VRAM carveout, used when no IOMMU: */
  87 static struct page **get_pages_vram(struct drm_gem_object *obj, int npages)
  88 {
  89         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
  90         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
  91         dma_addr_t paddr;
  92         struct page **p;
  93         int ret, i;
  94
  95         p = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
  96         if (!p)
  97                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
  98
  99         spin_lock(&priv->vram.lock);
 100         ret = drm_mm_insert_node(&priv->vram.mm, msm_obj->vram_node, npages);
 101         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 102         if (ret) {
 103                 kvfree(p);
 104                 return ERR_PTR(ret);
 105         }
 106
 107         paddr = physaddr(obj);
 108         for (i = 0; i < npages; i++) {
 109                 p[i] = phys_to_page(paddr);
 110                 paddr += PAGE_SIZE;
 111         }
 112
 113         return p;
 114 }
 115
 116 static struct page **get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 117 {
 118         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 119
 120         if (!msm_obj->pages) {
 121                 struct drm_device *dev = obj->dev;
 122                 struct page **p;
 123                 int npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
 124
 125                 if (use_pages(obj))
 126                         p = drm_gem_get_pages(obj);
 127                 else
 128                         p = get_pages_vram(obj, npages);
 129
 130                 if (IS_ERR(p)) {
 131                         dev_err(dev->dev, "could not get pages: %ld\n",
 132                                         PTR_ERR(p));
 133                         return p;
 134                 }
 135
 136                 msm_obj->pages = p;
 137
 138                 msm_obj->sgt = drm_prime_pages_to_sg(p, npages);
 139                 if (IS_ERR(msm_obj->sgt)) {
 140                         void *ptr = ERR_CAST(msm_obj->sgt);
 141
 142                         dev_err(dev->dev, "failed to allocate sgt\n");
 143                         msm_obj->sgt = NULL;
 144                         return ptr;
 145                 }
 146
 147                 /* For non-cached buffers, ensure the new pages are clean
 148                  * because display controller, GPU, etc. are not coherent:
 149                  */
 150                 if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 151                         sync_for_device(msm_obj);
 152         }
 153
 154         return msm_obj->pages;
 155 }
 156
 157 static void put_pages_vram(struct drm_gem_object *obj)
 158 {
 159         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 160         struct msm_drm_private *priv = obj->dev->dev_private;
 161
 162         spin_lock(&priv->vram.lock);
 163         drm_mm_remove_node(msm_obj->vram_node);
 164         spin_unlock(&priv->vram.lock);
 165
 166         kvfree(msm_obj->pages);
 167 }
 168
 169 static void put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 170 {
 171         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 172
 173         if (msm_obj->pages) {
 174                 if (msm_obj->sgt) {
 175                         /* For non-cached buffers, ensure the new
 176                          * pages are clean because display controller,
 177                          * GPU, etc. are not coherent:
 178                          */
 179                         if (msm_obj->flags & (MSM_BO_WC|MSM_BO_UNCACHED))
 180                                 sync_for_cpu(msm_obj);
 181
 182                         sg_free_table(msm_obj->sgt);
 183                         kfree(msm_obj->sgt);
 184                 }
 185
 186                 if (use_pages(obj))
 187                         drm_gem_put_pages(obj, msm_obj->pages, true, false);
 188                 else
 189                         put_pages_vram(obj);
 190
 191                 msm_obj->pages = NULL;
 192         }
 193 }
 194
 195 struct page **msm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
 196 {
 197         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 198         struct page **p;
 199
 200         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 201
 202         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 203                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 204                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 205         }
 206
 207         p = get_pages(obj);
 208         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 209         return p;
 210 }
 211
 212 void msm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj)
 213 {
 214         /* when we start tracking the pin count, then do something here */
 215 }
 216
 217 int msm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj,
 218                 struct vm_area_struct *vma)
 219 {
 220         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 221
 222         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 223         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 224
 225         if (msm_obj->flags & MSM_BO_WC) {
 226                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 227         } else if (msm_obj->flags & MSM_BO_UNCACHED) {
 228                 vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
 229         } else {
 230                 /*
 231                  * Shunt off cached objs to shmem file so they have their own
 232                  * address_space (so unmap_mapping_range does what we want,
 233                  * in particular in the case of mmap'd dmabufs)
 234                  */
 235                 fput(vma->vm_file);
 236                 get_file(obj->filp);
 237                 vma->vm_pgoff = 0;
 238                 vma->vm_file  = obj->filp;
 239
 240                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
 241         }
 242
 243         return 0;
 244 }
 245
 246 int msm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 247 {
 248         int ret;
 249
 250         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 251         if (ret) {
 252                 DBG("mmap failed: %d", ret);
 253                 return ret;
 254         }
 255
 256         return msm_gem_mmap_obj(vma->vm_private_data, vma);
 257 }
 258
 259 int msm_gem_fault(struct vm_fault *vmf)
 260 {
 261         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 262         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 263         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 264         struct page **pages;
 265         unsigned long pfn;
 266         pgoff_t pgoff;
 267         int ret;
 268
 269         /*
 270          * vm_ops.open/drm_gem_mmap_obj and close get and put
 271          * a reference on obj. So, we dont need to hold one here.
 272          */
 273         ret = mutex_lock_interruptible(&msm_obj->lock);
 274         if (ret)
 275                 goto out;
 276
 277         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 278                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 279                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 280         }
 281
 282         /* make sure we have pages attached now */
 283         pages = get_pages(obj);
 284         if (IS_ERR(pages)) {
 285                 ret = PTR_ERR(pages);
 286                 goto out_unlock;
 287         }
 288
 289         /* We don't use vmf->pgoff since that has the fake offset: */
 290         pgoff = (vmf->address - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 291
 292         pfn = page_to_pfn(pages[pgoff]);
 293
 294         VERB("Inserting %p pfn %lx, pa %lx", (void *)vmf->address,
 295                         pfn, pfn << PAGE_SHIFT);
 296
 297         ret = vm_insert_mixed(vma, vmf->address, __pfn_to_pfn_t(pfn, PFN_DEV));
 298
 299 out_unlock:
 300         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 301 out:
 302         switch (ret) {
 303         case -EAGAIN:
 304         case 0:
 305         case -ERESTARTSYS:
 306         case -EINTR:
 307         case -EBUSY:
 308                 /*
 309                  * EBUSY is ok: this just means that another thread
 310                  * already did the job.
 311                  */
 312                 return VM_FAULT_NOPAGE;
 313         case -ENOMEM:
 314                 return VM_FAULT_OOM;
 315         default:
 316                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 317         }
 318 }
 319
 320 /** get mmap offset */
 321 static uint64_t mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 322 {
 323         struct drm_device *dev = obj->dev;
 324         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 325         int ret;
 326
 327         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 328
 329         /* Make it mmapable */
 330         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 331
 332         if (ret) {
 333                 dev_err(dev->dev, "could not allocate mmap offset\n");
 334                 return 0;
 335         }
 336
 337         return drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 338 }
 339
 340 uint64_t msm_gem_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
 341 {
 342         uint64_t offset;
 343         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 344
 345         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 346         offset = mmap_offset(obj);
 347         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 348         return offset;
 349 }
 350
 351 static struct msm_gem_vma *add_vma(struct drm_gem_object *obj,
 352                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 353 {
 354         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 355         struct msm_gem_vma *vma;
 356
 357         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 358
 359         vma = kzalloc(sizeof(*vma), GFP_KERNEL);
 360         if (!vma)
 361                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 362
 363         vma->aspace = aspace;
 364
 365         list_add_tail(&vma->list, &msm_obj->vmas);
 366
 367         return vma;
 368 }
 369
 370 static struct msm_gem_vma *lookup_vma(struct drm_gem_object *obj,
 371                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 372 {
 373         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 374         struct msm_gem_vma *vma;
 375
 376         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 377
 378         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list) {
 379                 if (vma->aspace == aspace)
 380                         return vma;
 381         }
 382
 383         return NULL;
 384 }
 385
 386 static void del_vma(struct msm_gem_vma *vma)
 387 {
 388         if (!vma)
 389                 return;
 390
 391         list_del(&vma->list);
 392         kfree(vma);
 393 }
 394
 395 /* Called with msm_obj->lock locked */
 396 static void
 397 put_iova(struct drm_gem_object *obj)
 398 {
 399         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 400         struct msm_gem_vma *vma, *tmp;
 401
 402         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 403
 404         list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &msm_obj->vmas, list) {
 405                 msm_gem_unmap_vma(vma->aspace, vma, msm_obj->sgt);
 406                 del_vma(vma);
 407         }
 408 }
 409
 410 /* get iova, taking a reference.  Should have a matching put */
 411 int msm_gem_get_iova(struct drm_gem_object *obj,
 412                 struct msm_gem_address_space *aspace, uint64_t *iova)
 413 {
 414         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 415         struct msm_gem_vma *vma;
 416         int ret = 0;
 417
 418         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 419
 420         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 421                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 422                 return -EBUSY;
 423         }
 424
 425         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 426
 427         if (!vma) {
 428                 struct page **pages;
 429
 430                 vma = add_vma(obj, aspace);
 431                 if (IS_ERR(vma)) {
 432                         ret = PTR_ERR(vma);
 433                         goto unlock;
 434                 }
 435
 436                 pages = get_pages(obj);
 437                 if (IS_ERR(pages)) {
 438                         ret = PTR_ERR(pages);
 439                         goto fail;
 440                 }
 441
 442                 ret = msm_gem_map_vma(aspace, vma, msm_obj->sgt,
 443                                 obj->size >> PAGE_SHIFT);
 444                 if (ret)
 445                         goto fail;
 446         }
 447
 448         *iova = vma->iova;
 449
 450         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 451         return 0;
 452
 453 fail:
 454         del_vma(vma);
 455 unlock:
 456         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 457         return ret;
 458 }
 459
 460 /* get iova without taking a reference, used in places where you have
 461  * already done a 'msm_gem_get_iova()'.
 462  */
 463 uint64_t msm_gem_iova(struct drm_gem_object *obj,
 464                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 465 {
 466         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 467         struct msm_gem_vma *vma;
 468
 469         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 470         vma = lookup_vma(obj, aspace);
 471         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 472         WARN_ON(!vma);
 473
 474         return vma ? vma->iova : 0;
 475 }
 476
 477 void msm_gem_put_iova(struct drm_gem_object *obj,
 478                 struct msm_gem_address_space *aspace)
 479 {
 480         // XXX TODO ..
 481         // NOTE: probably don't need a _locked() version.. we wouldn't
 482         // normally unmap here, but instead just mark that it could be
 483         // unmapped (if the iova refcnt drops to zero), but then later
 484         // if another _get_iova_locked() fails we can start unmapping
 485         // things that are no longer needed..
 486 }
 487
 488 int msm_gem_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 489                 struct drm_mode_create_dumb *args)
 490 {
 491         args->pitch = align_pitch(args->width, args->bpp);
 492         args->size  = PAGE_ALIGN(args->pitch * args->height);
 493         return msm_gem_new_handle(dev, file, args->size,
 494                         MSM_BO_SCANOUT | MSM_BO_WC, &args->handle);
 495 }
 496
 497 int msm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
 498                 uint32_t handle, uint64_t *offset)
 499 {
 500         struct drm_gem_object *obj;
 501         int ret = 0;
 502
 503         /* GEM does all our handle to object mapping */
 504         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
 505         if (obj == NULL) {
 506                 ret = -ENOENT;
 507                 goto fail;
 508         }
 509
 510         *offset = msm_gem_mmap_offset(obj);
 511
 512         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 513
 514 fail:
 515         return ret;
 516 }
 517
 518 void *msm_gem_get_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 519 {
 520         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 521         int ret = 0;
 522
 523         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 524
 525         if (WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED)) {
 526                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 527                 return ERR_PTR(-EBUSY);
 528         }
 529
 530         /* increment vmap_count *before* vmap() call, so shrinker can
 531          * check vmap_count (is_vunmapable()) outside of msm_obj->lock.
 532          * This guarantees that we won't try to msm_gem_vunmap() this
 533          * same object from within the vmap() call (while we already
 534          * hold msm_obj->lock)
 535          */
 536         msm_obj->vmap_count++;
 537
 538         if (!msm_obj->vaddr) {
 539                 struct page **pages = get_pages(obj);
 540                 if (IS_ERR(pages)) {
 541                         ret = PTR_ERR(pages);
 542                         goto fail;
 543                 }
 544                 msm_obj->vaddr = vmap(pages, obj->size >> PAGE_SHIFT,
 545                                 VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
 546                 if (msm_obj->vaddr == NULL) {
 547                         ret = -ENOMEM;
 548                         goto fail;
 549                 }
 550         }
 551
 552         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 553         return msm_obj->vaddr;
 554
 555 fail:
 556         msm_obj->vmap_count--;
 557         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 558         return ERR_PTR(ret);
 559 }
 560
 561 void msm_gem_put_vaddr(struct drm_gem_object *obj)
 562 {
 563         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 564
 565         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 566         WARN_ON(msm_obj->vmap_count < 1);
 567         msm_obj->vmap_count--;
 568         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 569 }
 570
 571 /* Update madvise status, returns true if not purged, else
 572  * false or -errno.
 573  */
 574 int msm_gem_madvise(struct drm_gem_object *obj, unsigned madv)
 575 {
 576         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 577
 578         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 579
 580         WARN_ON(!mutex_is_locked(&obj->dev->struct_mutex));
 581
 582         if (msm_obj->madv != __MSM_MADV_PURGED)
 583                 msm_obj->madv = madv;
 584
 585         madv = msm_obj->madv;
 586
 587         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 588
 589         return (madv != __MSM_MADV_PURGED);
 590 }
 591
 592 void msm_gem_purge(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 593 {
 594         struct drm_device *dev = obj->dev;
 595         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 596
 597         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 598         WARN_ON(!is_purgeable(msm_obj));
 599         WARN_ON(obj->import_attach);
 600
 601         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 602
 603         put_iova(obj);
 604
 605         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 606
 607         put_pages(obj);
 608
 609         msm_obj->madv = __MSM_MADV_PURGED;
 610
 611         drm_vma_node_unmap(&obj->vma_node, dev->anon_inode->i_mapping);
 612         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 613
 614         /* Our goal here is to return as much of the memory as
 615          * is possible back to the system as we are called from OOM.
 616          * To do this we must instruct the shmfs to drop all of its
 617          * backing pages, *now*.
 618          */
 619         shmem_truncate_range(file_inode(obj->filp), 0, (loff_t)-1);
 620
 621         invalidate_mapping_pages(file_inode(obj->filp)->i_mapping,
 622                         0, (loff_t)-1);
 623
 624         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 625 }
 626
 627 static void msm_gem_vunmap_locked(struct drm_gem_object *obj)
 628 {
 629         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 630
 631         WARN_ON(!mutex_is_locked(&msm_obj->lock));
 632
 633         if (!msm_obj->vaddr || WARN_ON(!is_vunmapable(msm_obj)))
 634                 return;
 635
 636         vunmap(msm_obj->vaddr);
 637         msm_obj->vaddr = NULL;
 638 }
 639
 640 void msm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, enum msm_gem_lock subclass)
 641 {
 642         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 643
 644         mutex_lock_nested(&msm_obj->lock, subclass);
 645         msm_gem_vunmap_locked(obj);
 646         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 647 }
 648
 649 /* must be called before _move_to_active().. */
 650 int msm_gem_sync_object(struct drm_gem_object *obj,
 651                 struct msm_fence_context *fctx, bool exclusive)
 652 {
 653         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 654         struct reservation_object_list *fobj;
 655         struct dma_fence *fence;
 656         int i, ret;
 657
 658         fobj = reservation_object_get_list(msm_obj->resv);
 659         if (!fobj || (fobj->shared_count == 0)) {
 660                 fence = reservation_object_get_excl(msm_obj->resv);
 661                 /* don't need to wait on our own fences, since ring is fifo */
 662                 if (fence && (fence->context != fctx->context)) {
 663                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 664                         if (ret)
 665                                 return ret;
 666                 }
 667         }
 668
 669         if (!exclusive || !fobj)
 670                 return 0;
 671
 672         for (i = 0; i < fobj->shared_count; i++) {
 673                 fence = rcu_dereference_protected(fobj->shared[i],
 674                                                 reservation_object_held(msm_obj->resv));
 675                 if (fence->context != fctx->context) {
 676                         ret = dma_fence_wait(fence, true);
 677                         if (ret)
 678                                 return ret;
 679                 }
 680         }
 681
 682         return 0;
 683 }
 684
 685 void msm_gem_move_to_active(struct drm_gem_object *obj,
 686                 struct msm_gpu *gpu, bool exclusive, struct dma_fence *fence)
 687 {
 688         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 689         WARN_ON(msm_obj->madv != MSM_MADV_WILLNEED);
 690         msm_obj->gpu = gpu;
 691         if (exclusive)
 692                 reservation_object_add_excl_fence(msm_obj->resv, fence);
 693         else
 694                 reservation_object_add_shared_fence(msm_obj->resv, fence);
 695         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 696         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &gpu->active_list);
 697 }
 698
 699 void msm_gem_move_to_inactive(struct drm_gem_object *obj)
 700 {
 701         struct drm_device *dev = obj->dev;
 702         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 703         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 704
 705         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 706
 707         msm_obj->gpu = NULL;
 708         list_del_init(&msm_obj->mm_list);
 709         list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 710 }
 711
 712 int msm_gem_cpu_prep(struct drm_gem_object *obj, uint32_t op, ktime_t *timeout)
 713 {
 714         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 715         bool write = !!(op & MSM_PREP_WRITE);
 716         unsigned long remain =
 717                 op & MSM_PREP_NOSYNC ? 0 : timeout_to_jiffies(timeout);
 718         long ret;
 719
 720         ret = reservation_object_wait_timeout_rcu(msm_obj->resv, write,
 721                                                   true,  remain);
 722         if (ret == 0)
 723                 return remain == 0 ? -EBUSY : -ETIMEDOUT;
 724         else if (ret < 0)
 725                 return ret;
 726
 727         /* TODO cache maintenance */
 728
 729         return 0;
 730 }
 731
 732 int msm_gem_cpu_fini(struct drm_gem_object *obj)
 733 {
 734         /* TODO cache maintenance */
 735         return 0;
 736 }
 737
 738 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 739 static void describe_fence(struct dma_fence *fence, const char *type,
 740                 struct seq_file *m)
 741 {
 742         if (!dma_fence_is_signaled(fence))
 743                 seq_printf(m, "\t%9s: %s %s seq %u\n", type,
 744                                 fence->ops->get_driver_name(fence),
 745                                 fence->ops->get_timeline_name(fence),
 746                                 fence->seqno);
 747 }
 748
 749 void msm_gem_describe(struct drm_gem_object *obj, struct seq_file *m)
 750 {
 751         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 752         struct reservation_object *robj = msm_obj->resv;
 753         struct reservation_object_list *fobj;
 754         struct dma_fence *fence;
 755         struct msm_gem_vma *vma;
 756         uint64_t off = drm_vma_node_start(&obj->vma_node);
 757         const char *madv;
 758
 759         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 760
 761         switch (msm_obj->madv) {
 762         case __MSM_MADV_PURGED:
 763                 madv = " purged";
 764                 break;
 765         case MSM_MADV_DONTNEED:
 766                 madv = " purgeable";
 767                 break;
 768         case MSM_MADV_WILLNEED:
 769         default:
 770                 madv = "";
 771                 break;
 772         }
 773
 774         seq_printf(m, "%08x: %c %2d (%2d) %08llx %p\t",
 775                         msm_obj->flags, is_active(msm_obj) ? 'A' : 'I',
 776                         obj->name, kref_read(&obj->refcount),
 777                         off, msm_obj->vaddr);
 778
 779         /* FIXME: we need to print the address space here too */
 780         list_for_each_entry(vma, &msm_obj->vmas, list)
 781                 seq_printf(m, " %08llx", vma->iova);
 782
 783         seq_printf(m, " %zu%s\n", obj->size, madv);
 784
 785         rcu_read_lock();
 786         fobj = rcu_dereference(robj->fence);
 787         if (fobj) {
 788                 unsigned int i, shared_count = fobj->shared_count;
 789
 790                 for (i = 0; i < shared_count; i++) {
 791                         fence = rcu_dereference(fobj->shared[i]);
 792                         describe_fence(fence, "Shared", m);
 793                 }
 794         }
 795
 796         fence = rcu_dereference(robj->fence_excl);
 797         if (fence)
 798                 describe_fence(fence, "Exclusive", m);
 799         rcu_read_unlock();
 800
 801         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 802 }
 803
 804 void msm_gem_describe_objects(struct list_head *list, struct seq_file *m)
 805 {
 806         struct msm_gem_object *msm_obj;
 807         int count = 0;
 808         size_t size = 0;
 809
 810         list_for_each_entry(msm_obj, list, mm_list) {
 811                 struct drm_gem_object *obj = &msm_obj->base;
 812                 seq_printf(m, "   ");
 813                 msm_gem_describe(obj, m);
 814                 count++;
 815                 size += obj->size;
 816         }
 817
 818         seq_printf(m, "Total %d objects, %zu bytes\n", count, size);
 819 }
 820 #endif
 821
 822 void msm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 823 {
 824         struct drm_device *dev = obj->dev;
 825         struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 826
 827         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 828
 829         /* object should not be on active list: */
 830         WARN_ON(is_active(msm_obj));
 831
 832         list_del(&msm_obj->mm_list);
 833
 834         mutex_lock(&msm_obj->lock);
 835
 836         put_iova(obj);
 837
 838         if (obj->import_attach) {
 839                 if (msm_obj->vaddr)
 840                         dma_buf_vunmap(obj->import_attach->dmabuf, msm_obj->vaddr);
 841
 842                 /* Don't drop the pages for imported dmabuf, as they are not
 843                  * ours, just free the array we allocated:
 844                  */
 845                 if (msm_obj->pages)
 846                         kvfree(msm_obj->pages);
 847
 848                 drm_prime_gem_destroy(obj, msm_obj->sgt);
 849         } else {
 850                 msm_gem_vunmap_locked(obj);
 851                 put_pages(obj);
 852         }
 853
 854         if (msm_obj->resv == &msm_obj->_resv)
 855                 reservation_object_fini(msm_obj->resv);
 856
 857         drm_gem_object_release(obj);
 858
 859         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 860         kfree(msm_obj);
 861 }
 862
 863 /* convenience method to construct a GEM buffer object, and userspace handle */
 864 int msm_gem_new_handle(struct drm_device *dev, struct drm_file *file,
 865                 uint32_t size, uint32_t flags, uint32_t *handle)
 866 {
 867         struct drm_gem_object *obj;
 868         int ret;
 869
 870         obj = msm_gem_new(dev, size, flags);
 871
 872         if (IS_ERR(obj))
 873                 return PTR_ERR(obj);
 874
 875         ret = drm_gem_handle_create(file, obj, handle);
 876
 877         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 878         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 879
 880         return ret;
 881 }
 882
 883 static int msm_gem_new_impl(struct drm_device *dev,
 884                 uint32_t size, uint32_t flags,
 885                 struct reservation_object *resv,
 886                 struct drm_gem_object **obj,
 887                 bool struct_mutex_locked)
 888 {
 889         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 890         struct msm_gem_object *msm_obj;
 891
 892         switch (flags & MSM_BO_CACHE_MASK) {
 893         case MSM_BO_UNCACHED:
 894         case MSM_BO_CACHED:
 895         case MSM_BO_WC:
 896                 break;
 897         default:
 898                 dev_err(dev->dev, "invalid cache flag: %x\n",
 899                                 (flags & MSM_BO_CACHE_MASK));
 900                 return -EINVAL;
 901         }
 902
 903         msm_obj = kzalloc(sizeof(*msm_obj), GFP_KERNEL);
 904         if (!msm_obj)
 905                 return -ENOMEM;
 906
 907         mutex_init(&msm_obj->lock);
 908
 909         msm_obj->flags = flags;
 910         msm_obj->madv = MSM_MADV_WILLNEED;
 911
 912         if (resv) {
 913                 msm_obj->resv = resv;
 914         } else {
 915                 msm_obj->resv = &msm_obj->_resv;
 916                 reservation_object_init(msm_obj->resv);
 917         }
 918
 919         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->submit_entry);
 920         INIT_LIST_HEAD(&msm_obj->vmas);
 921
 922         if (struct_mutex_locked) {
 923                 WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
 924                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 925         } else {
 926                 mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 927                 list_add_tail(&msm_obj->mm_list, &priv->inactive_list);
 928                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 929         }
 930
 931         *obj = &msm_obj->base;
 932
 933         return 0;
 934 }
 935
 936 static struct drm_gem_object *_msm_gem_new(struct drm_device *dev,
 937                 uint32_t size, uint32_t flags, bool struct_mutex_locked)
 938 {
 939         struct msm_drm_private *priv = dev->dev_private;
 940         struct drm_gem_object *obj = NULL;
 941         bool use_vram = false;
 942         int ret;
 943
 944         size = PAGE_ALIGN(size);
 945
 946         if (!iommu_present(&platform_bus_type))
 947                 use_vram = true;
 948         else if ((flags & MSM_BO_STOLEN) && priv->vram.size)
 949                 use_vram = true;
 950
 951         if (WARN_ON(use_vram && !priv->vram.size))
 952                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 953
 954         /* Disallow zero sized objects as they make the underlying
 955          * infrastructure grumpy
 956          */
 957         if (size == 0)
 958                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 959
 960         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, flags, NULL, &obj, struct_mutex_locked);
 961         if (ret)
 962                 return ERR_PTR(ret);
 963
 964         if (use_vram) {
 965                 struct msm_gem_vma *vma;
 966                 struct page **pages;
 967                 struct msm_gem_object *msm_obj = to_msm_bo(obj);
 968
 969                 mutex_lock(&msm_obj->lock);
 970
 971                 vma = add_vma(obj, NULL);
 972                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
 973                 if (IS_ERR(vma)) {
 974                         ret = PTR_ERR(vma);
 975                         goto fail;
 976                 }
 977
 978                 to_msm_bo(obj)->vram_node = &vma->node;
 979
 980                 drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
 981
 982                 pages = get_pages(obj);
 983                 if (IS_ERR(pages)) {
 984                         ret = PTR_ERR(pages);
 985                         goto fail;
 986                 }
 987
 988                 vma->iova = physaddr(obj);
 989         } else {
 990                 ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
 991                 if (ret)
 992                         goto fail;
 993         }
 994
 995         return obj;
 996
 997 fail:
 998         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 999         return ERR_PTR(ret);
1000 }
1001
1002 struct drm_gem_object *msm_gem_new_locked(struct drm_device *dev,
1003                 uint32_t size, uint32_t flags)
1004 {
1005         return _msm_gem_new(dev, size, flags, true);
1006 }
1007
1008 struct drm_gem_object *msm_gem_new(struct drm_device *dev,
1009                 uint32_t size, uint32_t flags)
1010 {
1011         return _msm_gem_new(dev, size, flags, false);
1012 }
1013
1014 struct drm_gem_object *msm_gem_import(struct drm_device *dev,
1015                 struct dma_buf *dmabuf, struct sg_table *sgt)
1016 {
1017         struct msm_gem_object *msm_obj;
1018         struct drm_gem_object *obj;
1019         uint32_t size;
1020         int ret, npages;
1021
1022         /* if we don't have IOMMU, don't bother pretending we can import: */
1023         if (!iommu_present(&platform_bus_type)) {
1024                 dev_err(dev->dev, "cannot import without IOMMU\n");
1025                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1026         }
1027
1028         size = PAGE_ALIGN(dmabuf->size);
1029
1030         ret = msm_gem_new_impl(dev, size, MSM_BO_WC, dmabuf->resv, &obj, false);
1031         if (ret)
1032                 return ERR_PTR(ret);
1033
1034         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
1035
1036         npages = size / PAGE_SIZE;
1037
1038         msm_obj = to_msm_bo(obj);
1039         mutex_lock(&msm_obj->lock);
1040         msm_obj->sgt = sgt;
1041         msm_obj->pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1042         if (!msm_obj->pages) {
1043                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1044                 ret = -ENOMEM;
1045                 goto fail;
1046         }
1047
1048         ret = drm_prime_sg_to_page_addr_arrays(sgt, msm_obj->pages, NULL, npages);
1049         if (ret) {
1050                 mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1051                 goto fail;
1052         }
1053
1054         mutex_unlock(&msm_obj->lock);
1055         return obj;
1056
1057 fail:
1058         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
1059         return ERR_PTR(ret);
1060 }
1061
1062 static void *_msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1063                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1064                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova, bool locked)
1065 {
1066         void *vaddr;
1067         struct drm_gem_object *obj = _msm_gem_new(dev, size, flags, locked);
1068         int ret;
1069
1070         if (IS_ERR(obj))
1071                 return ERR_CAST(obj);
1072
1073         if (iova) {
1074                 ret = msm_gem_get_iova(obj, aspace, iova);
1075                 if (ret) {
1076                         drm_gem_object_unreference(obj);
1077                         return ERR_PTR(ret);
1078                 }
1079         }
1080
1081         vaddr = msm_gem_get_vaddr(obj);
1082         if (IS_ERR(vaddr)) {
1083                 msm_gem_put_iova(obj, aspace);
1084                 drm_gem_object_unreference(obj);
1085                 return ERR_CAST(vaddr);
1086         }
1087
1088         if (bo)
1089                 *bo = obj;
1090
1091         return vaddr;
1092 }
1093
1094 void *msm_gem_kernel_new(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1095                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1096                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1097 {
1098         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, false);
1099 }
1100
1101 void *msm_gem_kernel_new_locked(struct drm_device *dev, uint32_t size,
1102                 uint32_t flags, struct msm_gem_address_space *aspace,
1103                 struct drm_gem_object **bo, uint64_t *iova)
1104 {
1105         return _msm_gem_kernel_new(dev, size, flags, aspace, bo, iova, true);
1106 }