drivers/gpu/drm/rockchip/rockchip_drm_gem.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) Fuzhou Rockchip Electronics Co.Ltd
   3  * Author:Mark Yao <mark.yao@rock-chips.com>
   4  *
   5  * This software is licensed under the terms of the GNU General Public
   6  * License version 2, as published by the Free Software Foundation, and
   7  * may be copied, distributed, and modified under those terms.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  */
  14
  15 #include <drm/drm.h>
  16 #include <drm/drmP.h>
  17 #include <drm/drm_gem.h>
  18 #include <drm/drm_sync_helper.h>
  19 #include <drm/drm_vma_manager.h>
  20 #include <drm/rockchip_drm.h>
  21
  22 #include <linux/completion.h>
  23 #include <linux/dma-attrs.h>
  24 #include <linux/dma-buf.h>
  25 #include <linux/reservation.h>
  26
  27 #include "rockchip_drm_drv.h"
  28 #include "rockchip_drm_gem.h"
  29
  30 static int rockchip_gem_alloc_buf(struct rockchip_gem_object *rk_obj,
  31                                   bool alloc_kmap)
  32 {
  33         struct drm_gem_object *obj = &rk_obj->base;
  34         struct drm_device *drm = obj->dev;
  35
  36         init_dma_attrs(&rk_obj->dma_attrs);
  37         dma_set_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, &rk_obj->dma_attrs);
  38
  39         if (!alloc_kmap)
  40                 dma_set_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, &rk_obj->dma_attrs);
  41
  42         rk_obj->kvaddr = dma_alloc_attrs(drm->dev, obj->size,
  43                                          &rk_obj->dma_addr, GFP_KERNEL,
  44                                          &rk_obj->dma_attrs);
  45         if (!rk_obj->kvaddr) {
  46                 DRM_ERROR("failed to allocate %zu byte dma buffer", obj->size);
  47                 return -ENOMEM;
  48         }
  49
  50         return 0;
  51 }
  52
  53 static void rockchip_gem_free_buf(struct rockchip_gem_object *rk_obj)
  54 {
  55         struct drm_gem_object *obj = &rk_obj->base;
  56         struct drm_device *drm = obj->dev;
  57
  58         dma_free_attrs(drm->dev, obj->size, rk_obj->kvaddr, rk_obj->dma_addr,
  59                        &rk_obj->dma_attrs);
  60 }
  61
  62 static int rockchip_drm_gem_object_mmap(struct drm_gem_object *obj,
  63                                         struct vm_area_struct *vma)
  64
  65 {
  66         int ret;
  67         struct rockchip_gem_object *rk_obj = to_rockchip_obj(obj);
  68         struct drm_device *drm = obj->dev;
  69
  70         /*
  71          * dma_alloc_attrs() allocated a struct page table for rk_obj, so clear
  72          * VM_PFNMAP flag that was set by drm_gem_mmap_obj()/drm_gem_mmap().
  73          */
  74         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
  75         vma->vm_pgoff = 0;
  76
  77         ret = dma_mmap_attrs(drm->dev, vma, rk_obj->kvaddr, rk_obj->dma_addr,
  78                              obj->size, &rk_obj->dma_attrs);
  79         if (ret)
  80                 drm_gem_vm_close(vma);
  81
  82         return ret;
  83 }
  84
  85 int rockchip_gem_mmap_buf(struct drm_gem_object *obj,
  86                           struct vm_area_struct *vma)
  87 {
  88         int ret;
  89
  90         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, obj->size, vma);
  91         if (ret)
  92                 return ret;
  93
  94         return rockchip_drm_gem_object_mmap(obj, vma);
  95 }
  96
  97 /* drm driver mmap file operations */
  98 int rockchip_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
  99 {
 100         struct drm_gem_object *obj;
 101         int ret;
 102
 103         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 104         if (ret)
 105                 return ret;
 106
 107         obj = vma->vm_private_data;
 108
 109         return rockchip_drm_gem_object_mmap(obj, vma);
 110 }
 111
 112 struct rockchip_gem_object *
 113         rockchip_gem_create_object(struct drm_device *drm, unsigned int size,
 114                                    bool alloc_kmap)
 115 {
 116         struct rockchip_gem_object *rk_obj;
 117         struct drm_gem_object *obj;
 118         int ret;
 119
 120         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 121
 122         rk_obj = kzalloc(sizeof(*rk_obj), GFP_KERNEL);
 123         if (!rk_obj)
 124                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 125
 126         obj = &rk_obj->base;
 127
 128         drm_gem_private_object_init(drm, obj, size);
 129
 130         ret = rockchip_gem_alloc_buf(rk_obj, alloc_kmap);
 131         if (ret)
 132                 goto err_free_rk_obj;
 133
 134         return rk_obj;
 135
 136 err_free_rk_obj:
 137         kfree(rk_obj);
 138         return ERR_PTR(ret);
 139 }
 140
 141 /*
 142  * rockchip_gem_free_object - (struct drm_driver)->gem_free_object callback
 143  * function
 144  */
 145 void rockchip_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 146 {
 147         struct rockchip_gem_object *rk_obj;
 148
 149         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 150
 151         rk_obj = to_rockchip_obj(obj);
 152
 153         rockchip_gem_free_buf(rk_obj);
 154
 155 #ifdef CONFIG_DRM_DMA_SYNC
 156         drm_fence_signal_and_put(&rk_obj->acquire_fence);
 157 #endif
 158
 159         kfree(rk_obj);
 160 }
 161
 162 /*
 163  * rockchip_gem_create_with_handle - allocate an object with the given
 164  * size and create a gem handle on it
 165  *
 166  * returns a struct rockchip_gem_object* on success or ERR_PTR values
 167  * on failure.
 168  */
 169 static struct rockchip_gem_object *
 170 rockchip_gem_create_with_handle(struct drm_file *file_priv,
 171                                 struct drm_device *drm, unsigned int size,
 172                                 unsigned int *handle)
 173 {
 174         struct rockchip_gem_object *rk_obj;
 175         struct drm_gem_object *obj;
 176         int ret;
 177
 178         rk_obj = rockchip_gem_create_object(drm, size, false);
 179         if (IS_ERR(rk_obj))
 180                 return ERR_CAST(rk_obj);
 181
 182         obj = &rk_obj->base;
 183
 184         /*
 185          * allocate a id of idr table where the obj is registered
 186          * and handle has the id what user can see.
 187          */
 188         ret = drm_gem_handle_create(file_priv, obj, handle);
 189         if (ret)
 190                 goto err_handle_create;
 191
 192         /* drop reference from allocate - handle holds it now. */
 193         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 194
 195         return rk_obj;
 196
 197 err_handle_create:
 198         rockchip_gem_free_object(obj);
 199
 200         return ERR_PTR(ret);
 201 }
 202
 203 int rockchip_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file_priv,
 204                                  struct drm_device *dev, uint32_t handle,
 205                                  uint64_t *offset)
 206 {
 207         struct drm_gem_object *obj;
 208         int ret;
 209
 210         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, handle);
 211         if (!obj) {
 212                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 213                 return -EINVAL;
 214         }
 215
 216         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 217         if (ret)
 218                 goto out;
 219
 220         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
 221         DRM_DEBUG_KMS("offset = 0x%llx\n", *offset);
 222
 223 out:
 224         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 225
 226         return 0;
 227 }
 228
 229 /*
 230  * rockchip_gem_dumb_create - (struct drm_driver)->dumb_create callback
 231  * function
 232  *
 233  * This aligns the pitch and size arguments to the minimum required. wrap
 234  * this into your own function if you need bigger alignment.
 235  */
 236 int rockchip_gem_dumb_create(struct drm_file *file_priv,
 237                              struct drm_device *dev,
 238                              struct drm_mode_create_dumb *args)
 239 {
 240         struct rockchip_gem_object *rk_obj;
 241         int min_pitch = DIV_ROUND_UP(args->width * args->bpp, 8);
 242
 243         /*
 244          * align to 64 bytes since Mali requires it.
 245          */
 246         args->pitch = ALIGN(min_pitch, 64);
 247         args->size = args->pitch * args->height;
 248
 249         rk_obj = rockchip_gem_create_with_handle(file_priv, dev, args->size,
 250                                                  &args->handle);
 251
 252         return PTR_ERR_OR_ZERO(rk_obj);
 253 }
 254
 255 int rockchip_gem_map_offset_ioctl(struct drm_device *drm, void *data,
 256                                   struct drm_file *file_priv)
 257 {
 258         struct drm_rockchip_gem_map_off *args = data;
 259
 260         return rockchip_gem_dumb_map_offset(file_priv, drm, args->handle,
 261                                             &args->offset);
 262 }
 263
 264 int rockchip_gem_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 265                               struct drm_file *file_priv)
 266 {
 267         struct drm_rockchip_gem_create *args = data;
 268         struct rockchip_gem_object *rk_obj;
 269
 270         rk_obj = rockchip_gem_create_with_handle(file_priv, dev, args->size,
 271                                                  &args->handle);
 272         return PTR_ERR_OR_ZERO(rk_obj);
 273 }
 274
 275 static struct reservation_object *drm_gem_get_resv(struct drm_gem_object *gem)
 276 {
 277         struct dma_buf *dma_buf = gem->dma_buf;
 278         return dma_buf ? dma_buf->resv : NULL;
 279 }
 280
 281 #ifdef CONFIG_DRM_DMA_SYNC
 282 static void rockchip_gem_acquire_complete(struct drm_reservation_cb *rcb,
 283                                         void *context)
 284 {
 285         struct completion *compl = context;
 286         complete(compl);
 287 }
 288
 289 static int rockchip_gem_acquire(struct drm_device *dev,
 290                                 struct rockchip_gem_object *rockchip_gem_obj,
 291                                 bool exclusive)
 292 {
 293         struct fence *fence;
 294         struct rockchip_drm_private *dev_priv = dev->dev_private;
 295         struct reservation_object *resv =
 296                 drm_gem_get_resv(&rockchip_gem_obj->base);
 297         int ret = 0;
 298         struct drm_reservation_cb rcb;
 299         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(compl);
 300
 301         if (!resv)
 302                 return ret;
 303
 304         if (!exclusive &&
 305             !rockchip_gem_obj->acquire_exclusive &&
 306             rockchip_gem_obj->acquire_fence) {
 307                 atomic_inc(&rockchip_gem_obj->acquire_shared_count);
 308                 return ret;
 309         }
 310
 311         fence = drm_sw_fence_new(dev_priv->cpu_fence_context,
 312                         atomic_add_return(1, &dev_priv->cpu_fence_seqno));
 313         if (IS_ERR(fence)) {
 314                 ret = PTR_ERR(fence);
 315                 DRM_ERROR("Failed to create acquire fence %d.\n", ret);
 316                 return ret;
 317         }
 318         ww_mutex_lock(&resv->lock, NULL);
 319         if (!exclusive) {
 320                 ret = reservation_object_reserve_shared(resv);
 321                 if (ret < 0) {
 322                         DRM_ERROR("Failed to reserve space for shared fence %d.\n",
 323                                   ret);
 324                         goto resv_unlock;
 325                 }
 326         }
 327         drm_reservation_cb_init(&rcb, rockchip_gem_acquire_complete, &compl);
 328         ret = drm_reservation_cb_add(&rcb, resv, exclusive);
 329         if (ret < 0) {
 330                 DRM_ERROR("Failed to add reservation to callback %d.\n", ret);
 331                 goto resv_unlock;
 332         }
 333         drm_reservation_cb_done(&rcb);
 334         if (exclusive)
 335                 reservation_object_add_excl_fence(resv, fence);
 336         else
 337                 reservation_object_add_shared_fence(resv, fence);
 338
 339         ww_mutex_unlock(&resv->lock);
 340         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 341         ret = wait_for_completion_interruptible(&compl);
 342         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 343         if (ret < 0) {
 344                 DRM_ERROR("Failed wait for reservation callback %d.\n", ret);
 345                 drm_reservation_cb_fini(&rcb);
 346                 /* somebody else may be already waiting on it */
 347                 drm_fence_signal_and_put(&fence);
 348                 return ret;
 349         }
 350         rockchip_gem_obj->acquire_fence = fence;
 351         rockchip_gem_obj->acquire_exclusive = exclusive;
 352         atomic_set(&rockchip_gem_obj->acquire_shared_count, 1);
 353         return ret;
 354
 355 resv_unlock:
 356         ww_mutex_unlock(&resv->lock);
 357         fence_put(fence);
 358         return ret;
 359 }
 360
 361 static void rockchip_gem_release(struct rockchip_gem_object *rockchip_gem_obj)
 362 {
 363         BUG_ON(!rockchip_gem_obj->acquire_fence);
 364         if (atomic_sub_and_test(1,
 365                         &rockchip_gem_obj->acquire_shared_count))
 366                 drm_fence_signal_and_put(&rockchip_gem_obj->acquire_fence);
 367 }
 368 #endif
 369
 370 int rockchip_gem_cpu_acquire_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 371                                    struct drm_file *file)
 372 {
 373         struct drm_rockchip_gem_cpu_acquire *args = data;
 374         struct rockchip_drm_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 375         struct drm_gem_object *obj;
 376         struct rockchip_gem_object *rockchip_gem_obj;
 377         struct rockchip_gem_object_node *gem_node;
 378         int ret = 0;
 379
 380         DRM_DEBUG_KMS("[BO:%u] flags: 0x%x\n", args->handle, args->flags);
 381
 382         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 383
 384         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file, args->handle);
 385         if (!obj) {
 386                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 387                 ret = -EINVAL;
 388                 goto unlock;
 389         }
 390
 391         rockchip_gem_obj = to_rockchip_obj(obj);
 392
 393         if (!drm_gem_get_resv(&rockchip_gem_obj->base)) {
 394                 /* If there is no reservation object present, there is no
 395                  * cross-process/cross-device sharing and sync is unnecessary.
 396                  */
 397                 ret = 0;
 398                 goto unref_obj;
 399         }
 400
 401 #ifdef CONFIG_DRM_DMA_SYNC
 402         ret = rockchip_gem_acquire(dev, rockchip_gem_obj,
 403                         args->flags & DRM_ROCKCHIP_GEM_CPU_ACQUIRE_EXCLUSIVE);
 404         if (ret < 0)
 405                 goto unref_obj;
 406 #endif
 407
 408         gem_node = kzalloc(sizeof(*gem_node), GFP_KERNEL);
 409         if (!gem_node) {
 410                 DRM_ERROR("Failed to allocate rockchip_drm_gem_obj_node.\n");
 411                 ret = -ENOMEM;
 412                 goto release_sync;
 413         }
 414
 415         gem_node->rockchip_gem_obj = rockchip_gem_obj;
 416         list_add(&gem_node->list, &file_priv->gem_cpu_acquire_list);
 417         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 418         return 0;
 419
 420 release_sync:
 421 #ifdef CONFIG_DRM_DMA_SYNC
 422         rockchip_gem_release(rockchip_gem_obj);
 423 #endif
 424 unref_obj:
 425         drm_gem_object_unreference(obj);
 426
 427 unlock:
 428         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 429         return ret;
 430 }
 431
 432 int rockchip_gem_cpu_release_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 433                                    struct drm_file *file)
 434 {
 435         struct drm_rockchip_gem_cpu_release *args = data;
 436         struct rockchip_drm_file_private *file_priv = file->driver_priv;
 437         struct drm_gem_object *obj;
 438         struct rockchip_gem_object *rockchip_gem_obj;
 439         struct list_head *cur;
 440         int ret = 0;
 441
 442         DRM_DEBUG_KMS("[BO:%u]\n", args->handle);
 443
 444         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 445
 446         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file, args->handle);
 447         if (!obj) {
 448                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 449                 ret = -EINVAL;
 450                 goto unlock;
 451         }
 452
 453         rockchip_gem_obj = to_rockchip_obj(obj);
 454
 455         if (!drm_gem_get_resv(&rockchip_gem_obj->base)) {
 456                 /* If there is no reservation object present, there is no
 457                  * cross-process/cross-device sharing and sync is unnecessary.
 458                  */
 459                 ret = 0;
 460                 goto unref_obj;
 461         }
 462
 463         list_for_each(cur, &file_priv->gem_cpu_acquire_list) {
 464                 struct rockchip_gem_object_node *node = list_entry(
 465                                 cur, struct rockchip_gem_object_node, list);
 466                 if (node->rockchip_gem_obj == rockchip_gem_obj)
 467                         break;
 468         }
 469         if (cur == &file_priv->gem_cpu_acquire_list) {
 470                 DRM_ERROR("gem object not acquired for current process.\n");
 471                 ret = -EINVAL;
 472                 goto unref_obj;
 473         }
 474
 475 #ifdef CONFIG_DRM_DMA_SYNC
 476         rockchip_gem_release(rockchip_gem_obj);
 477 #endif
 478
 479         list_del(cur);
 480         kfree(list_entry(cur, struct rockchip_gem_object_node, list));
 481         /* unreference for the reference held since cpu_acquire_ioctl */
 482         drm_gem_object_unreference(obj);
 483         ret = 0;
 484
 485 unref_obj:
 486         /* unreference for the reference from drm_gem_object_lookup() */
 487         drm_gem_object_unreference(obj);
 488
 489 unlock:
 490         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 491         return ret;
 492 }
 493
 494 /*
 495  * Allocate a sg_table for this GEM object.
 496  * Note: Both the table's contents, and the sg_table itself must be freed by
 497  *       the caller.
 498  * Returns a pointer to the newly allocated sg_table, or an ERR_PTR() error.
 499  */
 500 struct sg_table *rockchip_gem_prime_get_sg_table(struct drm_gem_object *obj)
 501 {
 502         struct rockchip_gem_object *rk_obj = to_rockchip_obj(obj);
 503         struct drm_device *drm = obj->dev;
 504         struct sg_table *sgt;
 505         int ret;
 506
 507         sgt = kzalloc(sizeof(*sgt), GFP_KERNEL);
 508         if (!sgt)
 509                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 510
 511         ret = dma_get_sgtable_attrs(drm->dev, sgt, rk_obj->kvaddr,
 512                                     rk_obj->dma_addr, obj->size,
 513                                     &rk_obj->dma_attrs);
 514         if (ret) {
 515                 DRM_ERROR("failed to allocate sgt, %d\n", ret);
 516                 kfree(sgt);
 517                 return ERR_PTR(ret);
 518         }
 519
 520         return sgt;
 521 }
 522
 523 void *rockchip_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *obj)
 524 {
 525         struct rockchip_gem_object *rk_obj = to_rockchip_obj(obj);
 526
 527         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, &rk_obj->dma_attrs))
 528                 return NULL;
 529
 530         return rk_obj->kvaddr;
 531 }
 532
 533 void rockchip_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *obj, void *vaddr)
 534 {
 535         /* Nothing to do */
 536 }