Mention branches and keyring.
[releases.git] / gpu / drm / i915 / i915_gem_userptr.c
1 /*
2  * Copyright © 2012-2014 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  */
24
25 #include <drm/drmP.h>
26 #include <drm/i915_drm.h>
27 #include "i915_drv.h"
28 #include "i915_trace.h"
29 #include "intel_drv.h"
30 #include <linux/mmu_context.h>
31 #include <linux/mmu_notifier.h>
32 #include <linux/mempolicy.h>
33 #include <linux/swap.h>
34 #include <linux/sched/mm.h>
35
36 struct i915_mm_struct {
37         struct mm_struct *mm;
38         struct drm_i915_private *i915;
39         struct i915_mmu_notifier *mn;
40         struct hlist_node node;
41         struct kref kref;
42         struct work_struct work;
43 };
44
45 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER)
46 #include <linux/interval_tree.h>
47
48 struct i915_mmu_notifier {
49         spinlock_t lock;
50         struct hlist_node node;
51         struct mmu_notifier mn;
52         struct rb_root_cached objects;
53         struct workqueue_struct *wq;
54 };
55
56 struct i915_mmu_object {
57         struct i915_mmu_notifier *mn;
58         struct drm_i915_gem_object *obj;
59         struct interval_tree_node it;
60         struct list_head link;
61         struct work_struct work;
62         bool attached;
63 };
64
65 static void cancel_userptr(struct work_struct *work)
66 {
67         struct i915_mmu_object *mo = container_of(work, typeof(*mo), work);
68         struct drm_i915_gem_object *obj = mo->obj;
69         struct work_struct *active;
70
71         /* Cancel any active worker and force us to re-evaluate gup */
72         mutex_lock(&obj->mm.lock);
73         active = fetch_and_zero(&obj->userptr.work);
74         mutex_unlock(&obj->mm.lock);
75         if (active)
76                 goto out;
77
78         i915_gem_object_wait(obj, I915_WAIT_ALL, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, NULL);
79
80         mutex_lock(&obj->base.dev->struct_mutex);
81
82         /* We are inside a kthread context and can't be interrupted */
83         if (i915_gem_object_unbind(obj) == 0)
84                 __i915_gem_object_put_pages(obj, I915_MM_NORMAL);
85         WARN_ONCE(i915_gem_object_has_pages(obj),
86                   "Failed to release pages: bind_count=%d, pages_pin_count=%d, pin_global=%d\n",
87                   obj->bind_count,
88                   atomic_read(&obj->mm.pages_pin_count),
89                   obj->pin_global);
90
91         mutex_unlock(&obj->base.dev->struct_mutex);
92
93 out:
94         i915_gem_object_put(obj);
95 }
96
97 static void add_object(struct i915_mmu_object *mo)
98 {
99         if (mo->attached)
100                 return;
101
102         interval_tree_insert(&mo->it, &mo->mn->objects);
103         mo->attached = true;
104 }
105
106 static void del_object(struct i915_mmu_object *mo)
107 {
108         if (!mo->attached)
109                 return;
110
111         interval_tree_remove(&mo->it, &mo->mn->objects);
112         mo->attached = false;
113 }
114
115 static int i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *_mn,
116                                                        struct mm_struct *mm,
117                                                        unsigned long start,
118                                                        unsigned long end,
119                                                        bool blockable)
120 {
121         struct i915_mmu_notifier *mn =
122                 container_of(_mn, struct i915_mmu_notifier, mn);
123         struct i915_mmu_object *mo;
124         struct interval_tree_node *it;
125         LIST_HEAD(cancelled);
126
127         if (RB_EMPTY_ROOT(&mn->objects.rb_root))
128                 return 0;
129
130         /* interval ranges are inclusive, but invalidate range is exclusive */
131         end--;
132
133         spin_lock(&mn->lock);
134         it = interval_tree_iter_first(&mn->objects, start, end);
135         while (it) {
136                 if (!blockable) {
137                         spin_unlock(&mn->lock);
138                         return -EAGAIN;
139                 }
140                 /* The mmu_object is released late when destroying the
141                  * GEM object so it is entirely possible to gain a
142                  * reference on an object in the process of being freed
143                  * since our serialisation is via the spinlock and not
144                  * the struct_mutex - and consequently use it after it
145                  * is freed and then double free it. To prevent that
146                  * use-after-free we only acquire a reference on the
147                  * object if it is not in the process of being destroyed.
148                  */
149                 mo = container_of(it, struct i915_mmu_object, it);
150                 if (kref_get_unless_zero(&mo->obj->base.refcount))
151                         queue_work(mn->wq, &mo->work);
152
153                 list_add(&mo->link, &cancelled);
154                 it = interval_tree_iter_next(it, start, end);
155         }
156         list_for_each_entry(mo, &cancelled, link)
157                 del_object(mo);
158         spin_unlock(&mn->lock);
159
160         if (!list_empty(&cancelled))
161                 flush_workqueue(mn->wq);
162
163         return 0;
164 }
165
166 static const struct mmu_notifier_ops i915_gem_userptr_notifier = {
167         .invalidate_range_start = i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start,
168 };
169
170 static struct i915_mmu_notifier *
171 i915_mmu_notifier_create(struct mm_struct *mm)
172 {
173         struct i915_mmu_notifier *mn;
174
175         mn = kmalloc(sizeof(*mn), GFP_KERNEL);
176         if (mn == NULL)
177                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
178
179         spin_lock_init(&mn->lock);
180         mn->mn.ops = &i915_gem_userptr_notifier;
181         mn->objects = RB_ROOT_CACHED;
182         mn->wq = alloc_workqueue("i915-userptr-release",
183                                  WQ_UNBOUND | WQ_MEM_RECLAIM,
184                                  0);
185         if (mn->wq == NULL) {
186                 kfree(mn);
187                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
188         }
189
190         return mn;
191 }
192
193 static void
194 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
195 {
196         struct i915_mmu_object *mo;
197
198         mo = obj->userptr.mmu_object;
199         if (mo == NULL)
200                 return;
201
202         spin_lock(&mo->mn->lock);
203         del_object(mo);
204         spin_unlock(&mo->mn->lock);
205         kfree(mo);
206
207         obj->userptr.mmu_object = NULL;
208 }
209
210 static struct i915_mmu_notifier *
211 i915_mmu_notifier_find(struct i915_mm_struct *mm)
212 {
213         struct i915_mmu_notifier *mn;
214         int err = 0;
215
216         mn = mm->mn;
217         if (mn)
218                 return mn;
219
220         mn = i915_mmu_notifier_create(mm->mm);
221         if (IS_ERR(mn))
222                 err = PTR_ERR(mn);
223
224         down_write(&mm->mm->mmap_sem);
225         mutex_lock(&mm->i915->mm_lock);
226         if (mm->mn == NULL && !err) {
227                 /* Protected by mmap_sem (write-lock) */
228                 err = __mmu_notifier_register(&mn->mn, mm->mm);
229                 if (!err) {
230                         /* Protected by mm_lock */
231                         mm->mn = fetch_and_zero(&mn);
232                 }
233         } else if (mm->mn) {
234                 /*
235                  * Someone else raced and successfully installed the mmu
236                  * notifier, we can cancel our own errors.
237                  */
238                 err = 0;
239         }
240         mutex_unlock(&mm->i915->mm_lock);
241         up_write(&mm->mm->mmap_sem);
242
243         if (mn && !IS_ERR(mn)) {
244                 destroy_workqueue(mn->wq);
245                 kfree(mn);
246         }
247
248         return err ? ERR_PTR(err) : mm->mn;
249 }
250
251 static int
252 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
253                                     unsigned flags)
254 {
255         struct i915_mmu_notifier *mn;
256         struct i915_mmu_object *mo;
257
258         if (flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED)
259                 return capable(CAP_SYS_ADMIN) ? 0 : -EPERM;
260
261         if (WARN_ON(obj->userptr.mm == NULL))
262                 return -EINVAL;
263
264         mn = i915_mmu_notifier_find(obj->userptr.mm);
265         if (IS_ERR(mn))
266                 return PTR_ERR(mn);
267
268         mo = kzalloc(sizeof(*mo), GFP_KERNEL);
269         if (mo == NULL)
270                 return -ENOMEM;
271
272         mo->mn = mn;
273         mo->obj = obj;
274         mo->it.start = obj->userptr.ptr;
275         mo->it.last = obj->userptr.ptr + obj->base.size - 1;
276         INIT_WORK(&mo->work, cancel_userptr);
277
278         obj->userptr.mmu_object = mo;
279         return 0;
280 }
281
282 static void
283 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
284                        struct mm_struct *mm)
285 {
286         if (mn == NULL)
287                 return;
288
289         mmu_notifier_unregister(&mn->mn, mm);
290         destroy_workqueue(mn->wq);
291         kfree(mn);
292 }
293
294 #else
295
296 static void
297 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
298 {
299 }
300
301 static int
302 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
303                                     unsigned flags)
304 {
305         if ((flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED) == 0)
306                 return -ENODEV;
307
308         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
309                 return -EPERM;
310
311         return 0;
312 }
313
314 static void
315 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
316                        struct mm_struct *mm)
317 {
318 }
319
320 #endif
321
322 static struct i915_mm_struct *
323 __i915_mm_struct_find(struct drm_i915_private *dev_priv, struct mm_struct *real)
324 {
325         struct i915_mm_struct *mm;
326
327         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
328         hash_for_each_possible(dev_priv->mm_structs, mm, node, (unsigned long)real)
329                 if (mm->mm == real)
330                         return mm;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static int
336 i915_gem_userptr_init__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
337 {
338         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(obj->base.dev);
339         struct i915_mm_struct *mm;
340         int ret = 0;
341
342         /* During release of the GEM object we hold the struct_mutex. This
343          * precludes us from calling mmput() at that time as that may be
344          * the last reference and so call exit_mmap(). exit_mmap() will
345          * attempt to reap the vma, and if we were holding a GTT mmap
346          * would then call drm_gem_vm_close() and attempt to reacquire
347          * the struct mutex. So in order to avoid that recursion, we have
348          * to defer releasing the mm reference until after we drop the
349          * struct_mutex, i.e. we need to schedule a worker to do the clean
350          * up.
351          */
352         mutex_lock(&dev_priv->mm_lock);
353         mm = __i915_mm_struct_find(dev_priv, current->mm);
354         if (mm == NULL) {
355                 mm = kmalloc(sizeof(*mm), GFP_KERNEL);
356                 if (mm == NULL) {
357                         ret = -ENOMEM;
358                         goto out;
359                 }
360
361                 kref_init(&mm->kref);
362                 mm->i915 = to_i915(obj->base.dev);
363
364                 mm->mm = current->mm;
365                 mmgrab(current->mm);
366
367                 mm->mn = NULL;
368
369                 /* Protected by dev_priv->mm_lock */
370                 hash_add(dev_priv->mm_structs,
371                          &mm->node, (unsigned long)mm->mm);
372         } else
373                 kref_get(&mm->kref);
374
375         obj->userptr.mm = mm;
376 out:
377         mutex_unlock(&dev_priv->mm_lock);
378         return ret;
379 }
380
381 static void
382 __i915_mm_struct_free__worker(struct work_struct *work)
383 {
384         struct i915_mm_struct *mm = container_of(work, typeof(*mm), work);
385         i915_mmu_notifier_free(mm->mn, mm->mm);
386         mmdrop(mm->mm);
387         kfree(mm);
388 }
389
390 static void
391 __i915_mm_struct_free(struct kref *kref)
392 {
393         struct i915_mm_struct *mm = container_of(kref, typeof(*mm), kref);
394
395         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
396         hash_del(&mm->node);
397         mutex_unlock(&mm->i915->mm_lock);
398
399         INIT_WORK(&mm->work, __i915_mm_struct_free__worker);
400         queue_work(mm->i915->mm.userptr_wq, &mm->work);
401 }
402
403 static void
404 i915_gem_userptr_release__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
405 {
406         if (obj->userptr.mm == NULL)
407                 return;
408
409         kref_put_mutex(&obj->userptr.mm->kref,
410                        __i915_mm_struct_free,
411                        &to_i915(obj->base.dev)->mm_lock);
412         obj->userptr.mm = NULL;
413 }
414
415 struct get_pages_work {
416         struct work_struct work;
417         struct drm_i915_gem_object *obj;
418         struct task_struct *task;
419 };
420
421 static struct sg_table *
422 __i915_gem_userptr_alloc_pages(struct drm_i915_gem_object *obj,
423                                struct page **pvec, int num_pages)
424 {
425         unsigned int max_segment = i915_sg_segment_size();
426         struct sg_table *st;
427         unsigned int sg_page_sizes;
428         int ret;
429
430         st = kmalloc(sizeof(*st), GFP_KERNEL);
431         if (!st)
432                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
433
434 alloc_table:
435         ret = __sg_alloc_table_from_pages(st, pvec, num_pages,
436                                           0, num_pages << PAGE_SHIFT,
437                                           max_segment,
438                                           GFP_KERNEL);
439         if (ret) {
440                 kfree(st);
441                 return ERR_PTR(ret);
442         }
443
444         ret = i915_gem_gtt_prepare_pages(obj, st);
445         if (ret) {
446                 sg_free_table(st);
447
448                 if (max_segment > PAGE_SIZE) {
449                         max_segment = PAGE_SIZE;
450                         goto alloc_table;
451                 }
452
453                 kfree(st);
454                 return ERR_PTR(ret);
455         }
456
457         sg_page_sizes = i915_sg_page_sizes(st->sgl);
458
459         __i915_gem_object_set_pages(obj, st, sg_page_sizes);
460
461         return st;
462 }
463
464 static int
465 __i915_gem_userptr_set_active(struct drm_i915_gem_object *obj,
466                               bool value)
467 {
468         int ret = 0;
469
470         /* During mm_invalidate_range we need to cancel any userptr that
471          * overlaps the range being invalidated. Doing so requires the
472          * struct_mutex, and that risks recursion. In order to cause
473          * recursion, the user must alias the userptr address space with
474          * a GTT mmapping (possible with a MAP_FIXED) - then when we have
475          * to invalidate that mmaping, mm_invalidate_range is called with
476          * the userptr address *and* the struct_mutex held.  To prevent that
477          * we set a flag under the i915_mmu_notifier spinlock to indicate
478          * whether this object is valid.
479          */
480 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER)
481         if (obj->userptr.mmu_object == NULL)
482                 return 0;
483
484         spin_lock(&obj->userptr.mmu_object->mn->lock);
485         /* In order to serialise get_pages with an outstanding
486          * cancel_userptr, we must drop the struct_mutex and try again.
487          */
488         if (!value)
489                 del_object(obj->userptr.mmu_object);
490         else if (!work_pending(&obj->userptr.mmu_object->work))
491                 add_object(obj->userptr.mmu_object);
492         else
493                 ret = -EAGAIN;
494         spin_unlock(&obj->userptr.mmu_object->mn->lock);
495 #endif
496
497         return ret;
498 }
499
500 static void
501 __i915_gem_userptr_get_pages_worker(struct work_struct *_work)
502 {
503         struct get_pages_work *work = container_of(_work, typeof(*work), work);
504         struct drm_i915_gem_object *obj = work->obj;
505         const int npages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
506         struct page **pvec;
507         int pinned, ret;
508
509         ret = -ENOMEM;
510         pinned = 0;
511
512         pvec = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
513         if (pvec != NULL) {
514                 struct mm_struct *mm = obj->userptr.mm->mm;
515                 unsigned int flags = 0;
516
517                 if (!i915_gem_object_is_readonly(obj))
518                         flags |= FOLL_WRITE;
519
520                 ret = -EFAULT;
521                 if (mmget_not_zero(mm)) {
522                         down_read(&mm->mmap_sem);
523                         while (pinned < npages) {
524                                 ret = get_user_pages_remote
525                                         (work->task, mm,
526                                          obj->userptr.ptr + pinned * PAGE_SIZE,
527                                          npages - pinned,
528                                          flags,
529                                          pvec + pinned, NULL, NULL);
530                                 if (ret < 0)
531                                         break;
532
533                                 pinned += ret;
534                         }
535                         up_read(&mm->mmap_sem);
536                         mmput(mm);
537                 }
538         }
539
540         mutex_lock(&obj->mm.lock);
541         if (obj->userptr.work == &work->work) {
542                 struct sg_table *pages = ERR_PTR(ret);
543
544                 if (pinned == npages) {
545                         pages = __i915_gem_userptr_alloc_pages(obj, pvec,
546                                                                npages);
547                         if (!IS_ERR(pages)) {
548                                 pinned = 0;
549                                 pages = NULL;
550                         }
551                 }
552
553                 obj->userptr.work = ERR_CAST(pages);
554                 if (IS_ERR(pages))
555                         __i915_gem_userptr_set_active(obj, false);
556         }
557         mutex_unlock(&obj->mm.lock);
558
559         release_pages(pvec, pinned);
560         kvfree(pvec);
561
562         i915_gem_object_put(obj);
563         put_task_struct(work->task);
564         kfree(work);
565 }
566
567 static struct sg_table *
568 __i915_gem_userptr_get_pages_schedule(struct drm_i915_gem_object *obj)
569 {
570         struct get_pages_work *work;
571
572         /* Spawn a worker so that we can acquire the
573          * user pages without holding our mutex. Access
574          * to the user pages requires mmap_sem, and we have
575          * a strict lock ordering of mmap_sem, struct_mutex -
576          * we already hold struct_mutex here and so cannot
577          * call gup without encountering a lock inversion.
578          *
579          * Userspace will keep on repeating the operation
580          * (thanks to EAGAIN) until either we hit the fast
581          * path or the worker completes. If the worker is
582          * cancelled or superseded, the task is still run
583          * but the results ignored. (This leads to
584          * complications that we may have a stray object
585          * refcount that we need to be wary of when
586          * checking for existing objects during creation.)
587          * If the worker encounters an error, it reports
588          * that error back to this function through
589          * obj->userptr.work = ERR_PTR.
590          */
591         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_KERNEL);
592         if (work == NULL)
593                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
594
595         obj->userptr.work = &work->work;
596
597         work->obj = i915_gem_object_get(obj);
598
599         work->task = current;
600         get_task_struct(work->task);
601
602         INIT_WORK(&work->work, __i915_gem_userptr_get_pages_worker);
603         queue_work(to_i915(obj->base.dev)->mm.userptr_wq, &work->work);
604
605         return ERR_PTR(-EAGAIN);
606 }
607
608 static int i915_gem_userptr_get_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
609 {
610         const int num_pages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
611         struct mm_struct *mm = obj->userptr.mm->mm;
612         struct page **pvec;
613         struct sg_table *pages;
614         bool active;
615         int pinned;
616
617         /* If userspace should engineer that these pages are replaced in
618          * the vma between us binding this page into the GTT and completion
619          * of rendering... Their loss. If they change the mapping of their
620          * pages they need to create a new bo to point to the new vma.
621          *
622          * However, that still leaves open the possibility of the vma
623          * being copied upon fork. Which falls under the same userspace
624          * synchronisation issue as a regular bo, except that this time
625          * the process may not be expecting that a particular piece of
626          * memory is tied to the GPU.
627          *
628          * Fortunately, we can hook into the mmu_notifier in order to
629          * discard the page references prior to anything nasty happening
630          * to the vma (discard or cloning) which should prevent the more
631          * egregious cases from causing harm.
632          */
633
634         if (obj->userptr.work) {
635                 /* active flag should still be held for the pending work */
636                 if (IS_ERR(obj->userptr.work))
637                         return PTR_ERR(obj->userptr.work);
638                 else
639                         return -EAGAIN;
640         }
641
642         pvec = NULL;
643         pinned = 0;
644
645         if (mm == current->mm) {
646                 pvec = kvmalloc_array(num_pages, sizeof(struct page *),
647                                       GFP_KERNEL |
648                                       __GFP_NORETRY |
649                                       __GFP_NOWARN);
650                 if (pvec) /* defer to worker if malloc fails */
651                         pinned = __get_user_pages_fast(obj->userptr.ptr,
652                                                        num_pages,
653                                                        !i915_gem_object_is_readonly(obj),
654                                                        pvec);
655         }
656
657         active = false;
658         if (pinned < 0) {
659                 pages = ERR_PTR(pinned);
660                 pinned = 0;
661         } else if (pinned < num_pages) {
662                 pages = __i915_gem_userptr_get_pages_schedule(obj);
663                 active = pages == ERR_PTR(-EAGAIN);
664         } else {
665                 pages = __i915_gem_userptr_alloc_pages(obj, pvec, num_pages);
666                 active = !IS_ERR(pages);
667         }
668         if (active)
669                 __i915_gem_userptr_set_active(obj, true);
670
671         if (IS_ERR(pages))
672                 release_pages(pvec, pinned);
673         kvfree(pvec);
674
675         return PTR_ERR_OR_ZERO(pages);
676 }
677
678 static void
679 i915_gem_userptr_put_pages(struct drm_i915_gem_object *obj,
680                            struct sg_table *pages)
681 {
682         struct sgt_iter sgt_iter;
683         struct page *page;
684
685         BUG_ON(obj->userptr.work != NULL);
686         __i915_gem_userptr_set_active(obj, false);
687
688         if (obj->mm.madv != I915_MADV_WILLNEED)
689                 obj->mm.dirty = false;
690
691         i915_gem_gtt_finish_pages(obj, pages);
692
693         for_each_sgt_page(page, sgt_iter, pages) {
694                 if (obj->mm.dirty && trylock_page(page)) {
695                         /*
696                          * As this may not be anonymous memory (e.g. shmem)
697                          * but exist on a real mapping, we have to lock
698                          * the page in order to dirty it -- holding
699                          * the page reference is not sufficient to
700                          * prevent the inode from being truncated.
701                          * Play safe and take the lock.
702                          *
703                          * However...!
704                          *
705                          * The mmu-notifier can be invalidated for a
706                          * migrate_page, that is alreadying holding the lock
707                          * on the page. Such a try_to_unmap() will result
708                          * in us calling put_pages() and so recursively try
709                          * to lock the page. We avoid that deadlock with
710                          * a trylock_page() and in exchange we risk missing
711                          * some page dirtying.
712                          */
713                         set_page_dirty(page);
714                         unlock_page(page);
715                 }
716
717                 mark_page_accessed(page);
718                 put_page(page);
719         }
720         obj->mm.dirty = false;
721
722         sg_free_table(pages);
723         kfree(pages);
724 }
725
726 static void
727 i915_gem_userptr_release(struct drm_i915_gem_object *obj)
728 {
729         i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(obj);
730         i915_gem_userptr_release__mm_struct(obj);
731 }
732
733 static int
734 i915_gem_userptr_dmabuf_export(struct drm_i915_gem_object *obj)
735 {
736         if (obj->userptr.mmu_object)
737                 return 0;
738
739         return i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, 0);
740 }
741
742 static const struct drm_i915_gem_object_ops i915_gem_userptr_ops = {
743         .flags = I915_GEM_OBJECT_HAS_STRUCT_PAGE |
744                  I915_GEM_OBJECT_IS_SHRINKABLE,
745         .get_pages = i915_gem_userptr_get_pages,
746         .put_pages = i915_gem_userptr_put_pages,
747         .dmabuf_export = i915_gem_userptr_dmabuf_export,
748         .release = i915_gem_userptr_release,
749 };
750
751 /*
752  * Creates a new mm object that wraps some normal memory from the process
753  * context - user memory.
754  *
755  * We impose several restrictions upon the memory being mapped
756  * into the GPU.
757  * 1. It must be page aligned (both start/end addresses, i.e ptr and size).
758  * 2. It must be normal system memory, not a pointer into another map of IO
759  *    space (e.g. it must not be a GTT mmapping of another object).
760  * 3. We only allow a bo as large as we could in theory map into the GTT,
761  *    that is we limit the size to the total size of the GTT.
762  * 4. The bo is marked as being snoopable. The backing pages are left
763  *    accessible directly by the CPU, but reads and writes by the GPU may
764  *    incur the cost of a snoop (unless you have an LLC architecture).
765  *
766  * Synchronisation between multiple users and the GPU is left to userspace
767  * through the normal set-domain-ioctl. The kernel will enforce that the
768  * GPU relinquishes the VMA before it is returned back to the system
769  * i.e. upon free(), munmap() or process termination. However, the userspace
770  * malloc() library may not immediately relinquish the VMA after free() and
771  * instead reuse it whilst the GPU is still reading and writing to the VMA.
772  * Caveat emptor.
773  *
774  * Also note, that the object created here is not currently a "first class"
775  * object, in that several ioctls are banned. These are the CPU access
776  * ioctls: mmap(), pwrite and pread. In practice, you are expected to use
777  * direct access via your pointer rather than use those ioctls. Another
778  * restriction is that we do not allow userptr surfaces to be pinned to the
779  * hardware and so we reject any attempt to create a framebuffer out of a
780  * userptr.
781  *
782  * If you think this is a good interface to use to pass GPU memory between
783  * drivers, please use dma-buf instead. In fact, wherever possible use
784  * dma-buf instead.
785  */
786 int
787 i915_gem_userptr_ioctl(struct drm_device *dev,
788                        void *data,
789                        struct drm_file *file)
790 {
791         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
792         struct drm_i915_gem_userptr *args = data;
793         struct drm_i915_gem_object *obj;
794         int ret;
795         u32 handle;
796
797         if (!HAS_LLC(dev_priv) && !HAS_SNOOP(dev_priv)) {
798                 /* We cannot support coherent userptr objects on hw without
799                  * LLC and broken snooping.
800                  */
801                 return -ENODEV;
802         }
803
804         if (args->flags & ~(I915_USERPTR_READ_ONLY |
805                             I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED))
806                 return -EINVAL;
807
808         if (!args->user_size)
809                 return -EINVAL;
810
811         if (offset_in_page(args->user_ptr | args->user_size))
812                 return -EINVAL;
813
814         if (!access_ok(args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY ? VERIFY_READ : VERIFY_WRITE,
815                        (char __user *)(unsigned long)args->user_ptr, args->user_size))
816                 return -EFAULT;
817
818         if (args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY) {
819                 struct i915_hw_ppgtt *ppgtt;
820
821                 /*
822                  * On almost all of the older hw, we cannot tell the GPU that
823                  * a page is readonly.
824                  */
825                 ppgtt = dev_priv->kernel_context->ppgtt;
826                 if (!ppgtt || !ppgtt->vm.has_read_only)
827                         return -ENODEV;
828         }
829
830         obj = i915_gem_object_alloc(dev_priv);
831         if (obj == NULL)
832                 return -ENOMEM;
833
834         drm_gem_private_object_init(dev, &obj->base, args->user_size);
835         i915_gem_object_init(obj, &i915_gem_userptr_ops);
836         obj->read_domains = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
837         obj->write_domain = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
838         i915_gem_object_set_cache_coherency(obj, I915_CACHE_LLC);
839
840         obj->userptr.ptr = args->user_ptr;
841         if (args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY)
842                 i915_gem_object_set_readonly(obj);
843
844         /* And keep a pointer to the current->mm for resolving the user pages
845          * at binding. This means that we need to hook into the mmu_notifier
846          * in order to detect if the mmu is destroyed.
847          */
848         ret = i915_gem_userptr_init__mm_struct(obj);
849         if (ret == 0)
850                 ret = i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, args->flags);
851         if (ret == 0)
852                 ret = drm_gem_handle_create(file, &obj->base, &handle);
853
854         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
855         i915_gem_object_put(obj);
856         if (ret)
857                 return ret;
858
859         args->handle = handle;
860         return 0;
861 }
862
863 int i915_gem_init_userptr(struct drm_i915_private *dev_priv)
864 {
865         mutex_init(&dev_priv->mm_lock);
866         hash_init(dev_priv->mm_structs);
867
868         dev_priv->mm.userptr_wq =
869                 alloc_workqueue("i915-userptr-acquire",
870                                 WQ_HIGHPRI | WQ_UNBOUND,
871                                 0);
872         if (!dev_priv->mm.userptr_wq)
873                 return -ENOMEM;
874
875         return 0;
876 }
877
878 void i915_gem_cleanup_userptr(struct drm_i915_private *dev_priv)
879 {
880         destroy_workqueue(dev_priv->mm.userptr_wq);
881 }