Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/sh', 'asoc/topic/sigmadsp', 'asoc/topic...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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_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: pionter 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                 drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(obj);
343                 return ret;
344         }
345         *handlep = ret;
346
347         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv->filp);
348         if (ret) {
349                 drm_gem_handle_delete(file_priv, *handlep);
350                 return ret;
351         }
352
353         if (dev->driver->gem_open_object) {
354                 ret = dev->driver->gem_open_object(obj, file_priv);
355                 if (ret) {
356                         drm_gem_handle_delete(file_priv, *handlep);
357                         return ret;
358                 }
359         }
360
361         return 0;
362 }
363
364 /**
365  * gem_handle_create - create a gem handle for an object
366  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
367  * @obj: object to register
368  * @handlep: pionter to return the created handle to the caller
369  *
370  * Create a handle for this object. This adds a handle reference
371  * to the object, which includes a regular reference count. Callers
372  * will likely want to dereference the object afterwards.
373  */
374 int
375 drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
376                        struct drm_gem_object *obj,
377                        u32 *handlep)
378 {
379         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
380
381         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
384
385
386 /**
387  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
388  * @obj: obj in question
389  *
390  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
391  */
392 void
393 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
394 {
395         struct drm_device *dev = obj->dev;
396
397         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
398 }
399 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
400
401 /**
402  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
403  * @obj: obj in question
404  * @size: the virtual size
405  *
406  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
407  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
408  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
409  * structures.
410  *
411  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
412  * the virtual size differs from the physical size (ie. obj->size).  Otherwise
413  * just use drm_gem_create_mmap_offset().
414  */
415 int
416 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
417 {
418         struct drm_device *dev = obj->dev;
419
420         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
421                                   size / PAGE_SIZE);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
424
425 /**
426  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
427  * @obj: obj in question
428  *
429  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
430  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
431  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
432  * structures.
433  *
434  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
435  */
436 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
437 {
438         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
441
442 /**
443  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
444  * from shmem
445  * @obj: obj in question
446  *
447  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
448  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
449  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
450  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
451  *
452  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
453  *
454  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
455  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
456  *
457  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
458  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
459  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
460  * after drm_gem_init_object() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
461  * to keep pages in the required zone during swap-in.
462  */
463 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
464 {
465         struct address_space *mapping;
466         struct page *p, **pages;
467         int i, npages;
468
469         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
470         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
471
472         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
473          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
474          * driver author is doing something really wrong:
475          */
476         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
477
478         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
479
480         pages = drm_malloc_ab(npages, sizeof(struct page *));
481         if (pages == NULL)
482                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
483
484         for (i = 0; i < npages; i++) {
485                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
486                 if (IS_ERR(p))
487                         goto fail;
488                 pages[i] = p;
489
490                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
491                  * correct region during swapin. Note that this requires
492                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
493                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
494                  */
495                 BUG_ON((mapping_gfp_mask(mapping) & __GFP_DMA32) &&
496                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
497         }
498
499         return pages;
500
501 fail:
502         while (i--)
503                 page_cache_release(pages[i]);
504
505         drm_free_large(pages);
506         return ERR_CAST(p);
507 }
508 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
509
510 /**
511  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
512  * @obj: obj in question
513  * @pages: pages to free
514  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
515  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
516  */
517 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
518                 bool dirty, bool accessed)
519 {
520         int i, npages;
521
522         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
523          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
524          * driver author is doing something really wrong:
525          */
526         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
527
528         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
529
530         for (i = 0; i < npages; i++) {
531                 if (dirty)
532                         set_page_dirty(pages[i]);
533
534                 if (accessed)
535                         mark_page_accessed(pages[i]);
536
537                 /* Undo the reference we took when populating the table */
538                 page_cache_release(pages[i]);
539         }
540
541         drm_free_large(pages);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
544
545 /** Returns a reference to the object named by the handle. */
546 struct drm_gem_object *
547 drm_gem_object_lookup(struct drm_device *dev, struct drm_file *filp,
548                       u32 handle)
549 {
550         struct drm_gem_object *obj;
551
552         spin_lock(&filp->table_lock);
553
554         /* Check if we currently have a reference on the object */
555         obj = idr_find(&filp->object_idr, handle);
556         if (obj == NULL) {
557                 spin_unlock(&filp->table_lock);
558                 return NULL;
559         }
560
561         drm_gem_object_reference(obj);
562
563         spin_unlock(&filp->table_lock);
564
565         return obj;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
568
569 /**
570  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
571  * @dev: drm_device
572  * @data: ioctl data
573  * @file_priv: drm file-private structure
574  *
575  * Releases the handle to an mm object.
576  */
577 int
578 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
579                     struct drm_file *file_priv)
580 {
581         struct drm_gem_close *args = data;
582         int ret;
583
584         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
585                 return -ENODEV;
586
587         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
588
589         return ret;
590 }
591
592 /**
593  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
594  * @dev: drm_device
595  * @data: ioctl data
596  * @file_priv: drm file-private structure
597  *
598  * Create a global name for an object, returning the name.
599  *
600  * Note that the name does not hold a reference; when the object
601  * is freed, the name goes away.
602  */
603 int
604 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
605                     struct drm_file *file_priv)
606 {
607         struct drm_gem_flink *args = data;
608         struct drm_gem_object *obj;
609         int ret;
610
611         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
612                 return -ENODEV;
613
614         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
615         if (obj == NULL)
616                 return -ENOENT;
617
618         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
619         idr_preload(GFP_KERNEL);
620         /* prevent races with concurrent gem_close. */
621         if (obj->handle_count == 0) {
622                 ret = -ENOENT;
623                 goto err;
624         }
625
626         if (!obj->name) {
627                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
628                 if (ret < 0)
629                         goto err;
630
631                 obj->name = ret;
632         }
633
634         args->name = (uint64_t) obj->name;
635         ret = 0;
636
637 err:
638         idr_preload_end();
639         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
640         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
641         return ret;
642 }
643
644 /**
645  * drm_gem_open - implementation of the GEM_OPEN ioctl
646  * @dev: drm_device
647  * @data: ioctl data
648  * @file_priv: drm file-private structure
649  *
650  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
651  *
652  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
653  * will not go away until the handle is deleted.
654  */
655 int
656 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
657                    struct drm_file *file_priv)
658 {
659         struct drm_gem_open *args = data;
660         struct drm_gem_object *obj;
661         int ret;
662         u32 handle;
663
664         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
665                 return -ENODEV;
666
667         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
668         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
669         if (obj) {
670                 drm_gem_object_reference(obj);
671         } else {
672                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
673                 return -ENOENT;
674         }
675
676         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
677         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
678         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
679         if (ret)
680                 return ret;
681
682         args->handle = handle;
683         args->size = obj->size;
684
685         return 0;
686 }
687
688 /**
689  * gem_gem_open - initalizes GEM file-private structures at devnode open time
690  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
691  * @file_private: drm file-private structure to set up
692  *
693  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
694  * of mm objects.
695  */
696 void
697 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
698 {
699         idr_init(&file_private->object_idr);
700         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
701 }
702
703 /*
704  * Called at device close to release the file's
705  * handle references on objects.
706  */
707 static int
708 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
709 {
710         struct drm_file *file_priv = data;
711         struct drm_gem_object *obj = ptr;
712         struct drm_device *dev = obj->dev;
713
714         if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_PRIME))
715                 drm_gem_remove_prime_handles(obj, file_priv);
716         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv->filp);
717
718         if (dev->driver->gem_close_object)
719                 dev->driver->gem_close_object(obj, file_priv);
720
721         drm_gem_object_handle_unreference_unlocked(obj);
722
723         return 0;
724 }
725
726 /**
727  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
728  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
729  * @file_private: drm file-private structure to clean up
730  *
731  * Called at close time when the filp is going away.
732  *
733  * Releases any remaining references on objects by this filp.
734  */
735 void
736 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
737 {
738         idr_for_each(&file_private->object_idr,
739                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
740         idr_destroy(&file_private->object_idr);
741 }
742
743 void
744 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
745 {
746         WARN_ON(obj->dma_buf);
747
748         if (obj->filp)
749                 fput(obj->filp);
750
751         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
754
755 /**
756  * drm_gem_object_free - free a GEM object
757  * @kref: kref of the object to free
758  *
759  * Called after the last reference to the object has been lost.
760  * Must be called holding struct_ mutex
761  *
762  * Frees the object
763  */
764 void
765 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
766 {
767         struct drm_gem_object *obj = (struct drm_gem_object *) kref;
768         struct drm_device *dev = obj->dev;
769
770         BUG_ON(!mutex_is_locked(&dev->struct_mutex));
771
772         if (dev->driver->gem_free_object != NULL)
773                 dev->driver->gem_free_object(obj);
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
776
777 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
778 {
779         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
780
781         drm_gem_object_reference(obj);
782
783         mutex_lock(&obj->dev->struct_mutex);
784         drm_vm_open_locked(obj->dev, vma);
785         mutex_unlock(&obj->dev->struct_mutex);
786 }
787 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
788
789 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
790 {
791         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
792         struct drm_device *dev = obj->dev;
793
794         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
795         drm_vm_close_locked(obj->dev, vma);
796         drm_gem_object_unreference(obj);
797         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
798 }
799 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
800
801 /**
802  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
803  * @obj: the GEM object to map
804  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
805  * @vma: VMA for the area to be mapped
806  *
807  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the gem_vm_ops
808  * provided by the driver. Depending on their requirements, drivers can either
809  * provide a fault handler in their gem_vm_ops (in which case any accesses to
810  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
811  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
812  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
813  *
814  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
815  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
816  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
817  *
818  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
819  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
820  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
821  *
822  * NOTE: This function has to be protected with dev->struct_mutex
823  *
824  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
825  * size, or if no gem_vm_ops are provided.
826  */
827 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
828                      struct vm_area_struct *vma)
829 {
830         struct drm_device *dev = obj->dev;
831
832         lockdep_assert_held(&dev->struct_mutex);
833
834         /* Check for valid size. */
835         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
836                 return -EINVAL;
837
838         if (!dev->driver->gem_vm_ops)
839                 return -EINVAL;
840
841         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
842         vma->vm_ops = dev->driver->gem_vm_ops;
843         vma->vm_private_data = obj;
844         vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
845
846         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
847          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
848          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
849          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
850          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
851          */
852         drm_gem_object_reference(obj);
853
854         drm_vm_open_locked(dev, vma);
855         return 0;
856 }
857 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
858
859 /**
860  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
861  * @filp: DRM file pointer
862  * @vma: VMA for the area to be mapped
863  *
864  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
865  * descriptor will end up here.
866  *
867  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
868  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
869  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
870  *
871  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
872  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
873  */
874 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
875 {
876         struct drm_file *priv = filp->private_data;
877         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
878         struct drm_gem_object *obj;
879         struct drm_vma_offset_node *node;
880         int ret;
881
882         if (drm_device_is_unplugged(dev))
883                 return -ENODEV;
884
885         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
886
887         node = drm_vma_offset_exact_lookup(dev->vma_offset_manager,
888                                            vma->vm_pgoff,
889                                            vma_pages(vma));
890         if (!node) {
891                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
892                 return -EINVAL;
893         } else if (!drm_vma_node_is_allowed(node, filp)) {
894                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
895                 return -EACCES;
896         }
897
898         obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
899         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT, vma);
900
901         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
902
903         return ret;
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);