drivers/gpu/drm/amd/amdgpu/amdgpu_vram_mgr.c

   1 /*
   2  * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
   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 shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  17  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  *
  22  * Authors: Christian König
  23  */
  24
  25 #include <linux/dma-mapping.h>
  26 #include "amdgpu.h"
  27 #include "amdgpu_vm.h"
  28 #include "amdgpu_atomfirmware.h"
  29 #include "atom.h"
  30
  31 struct amdgpu_vram_mgr {
  32         struct drm_mm mm;
  33         spinlock_t lock;
  34         atomic64_t usage;
  35         atomic64_t vis_usage;
  36 };
  37
  38 /**
  39  * DOC: mem_info_vram_total
  40  *
  41  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  42  * available on the device
  43  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
  44  * amount of VRAM in bytes
  45  */
  46 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
  47                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  48 {
  49         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  50         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  51
  52         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
  53 }
  54
  55 /**
  56  * DOC: mem_info_vis_vram_total
  57  *
  58  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
  59  * visible VRAM available on the device
  60  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
  61  * amount of visible VRAM in bytes
  62  */
  63 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
  64                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  65 {
  66         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  67         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  68
  69         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
  70 }
  71
  72 /**
  73  * DOC: mem_info_vram_used
  74  *
  75  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
  76  * available on the device
  77  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
  78  * amount of currently used VRAM in bytes
  79  */
  80 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
  81                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  82 {
  83         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
  84         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
  85
  86         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
  87                 amdgpu_vram_mgr_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
  88 }
  89
  90 /**
  91  * DOC: mem_info_vis_vram_used
  92  *
  93  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
  94  * used visible VRAM
  95  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
  96  * amount of currently used visible VRAM in bytes
  97  */
  98 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
  99                 struct device_attribute *attr, char *buf)
 100 {
 101         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
 102         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
 103
 104         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
 105                 amdgpu_vram_mgr_vis_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
 106 }
 107
 108 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
 109                                                  struct device_attribute *attr,
 110                                                  char *buf)
 111 {
 112         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
 113         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
 114
 115         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
 116         case SAMSUNG:
 117                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
 118         case INFINEON:
 119                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
 120         case ELPIDA:
 121                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
 122         case ETRON:
 123                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
 124         case NANYA:
 125                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
 126         case HYNIX:
 127                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
 128         case MOSEL:
 129                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
 130         case WINBOND:
 131                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
 132         case ESMT:
 133                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
 134         case MICRON:
 135                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
 136         default:
 137                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
 138         }
 139 }
 140
 141 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
 142                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
 143 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
 144                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
 145 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
 146                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
 147 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
 148                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
 149 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
 150                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
 151
 152 static const struct attribute *amdgpu_vram_mgr_attributes[] = {
 153         &dev_attr_mem_info_vram_total.attr,
 154         &dev_attr_mem_info_vis_vram_total.attr,
 155         &dev_attr_mem_info_vram_used.attr,
 156         &dev_attr_mem_info_vis_vram_used.attr,
 157         &dev_attr_mem_info_vram_vendor.attr,
 158         NULL
 159 };
 160
 161 /**
 162  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
 163  *
 164  * @man: TTM memory type manager
 165  * @p_size: maximum size of VRAM
 166  *
 167  * Allocate and initialize the VRAM manager.
 168  */
 169 static int amdgpu_vram_mgr_init(struct ttm_mem_type_manager *man,
 170                                 unsigned long p_size)
 171 {
 172         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 173         struct amdgpu_vram_mgr *mgr;
 174         int ret;
 175
 176         mgr = kzalloc(sizeof(*mgr), GFP_KERNEL);
 177         if (!mgr)
 178                 return -ENOMEM;
 179
 180         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, p_size);
 181         spin_lock_init(&mgr->lock);
 182         man->priv = mgr;
 183
 184         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
 185         ret = sysfs_create_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
 186         if (ret)
 187                 DRM_ERROR("Failed to register sysfs\n");
 188
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
 194  *
 195  * @man: TTM memory type manager
 196  *
 197  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
 198  * allocated inside it.
 199  */
 200 static int amdgpu_vram_mgr_fini(struct ttm_mem_type_manager *man)
 201 {
 202         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 203         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 204
 205         spin_lock(&mgr->lock);
 206         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
 207         spin_unlock(&mgr->lock);
 208         kfree(mgr);
 209         man->priv = NULL;
 210         sysfs_remove_files(&adev->dev->kobj, amdgpu_vram_mgr_attributes);
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
 216  *
 217  * @adev: amdgpu device structure
 218  * @node: MM node structure
 219  *
 220  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
 221  */
 222 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
 223                                     struct drm_mm_node *node)
 224 {
 225         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
 226         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
 227
 228         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
 229                 return 0;
 230
 231         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
 232                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
 233 }
 234
 235 /**
 236  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
 237  *
 238  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
 239  *
 240  * Returns:
 241  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
 242  */
 243 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
 244 {
 245         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
 246         struct ttm_mem_reg *mem = &bo->tbo.mem;
 247         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 248         unsigned pages = mem->num_pages;
 249         u64 usage;
 250
 251         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
 252                 return amdgpu_bo_size(bo);
 253
 254         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
 255                 return 0;
 256
 257         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
 258                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 259
 260         return usage;
 261 }
 262
 263 /**
 264  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
 265  *
 266  * @mem: ttm_mem_reg to update
 267  * @node: just allocated node
 268  *
 269  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
 270  * accessible.
 271  */
 272 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_mem_reg *mem,
 273                                        struct drm_mm_node *node)
 274 {
 275         unsigned long start;
 276
 277         start = node->start + node->size;
 278         if (start > mem->num_pages)
 279                 start -= mem->num_pages;
 280         else
 281                 start = 0;
 282         mem->start = max(mem->start, start);
 283 }
 284
 285 /**
 286  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
 287  *
 288  * @man: TTM memory type manager
 289  * @tbo: TTM BO we need this range for
 290  * @place: placement flags and restrictions
 291  * @mem: the resulting mem object
 292  *
 293  * Allocate VRAM for the given BO.
 294  */
 295 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_mem_type_manager *man,
 296                                struct ttm_buffer_object *tbo,
 297                                const struct ttm_place *place,
 298                                struct ttm_mem_reg *mem)
 299 {
 300         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 301         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 302         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
 303         struct drm_mm_node *nodes;
 304         enum drm_mm_insert_mode mode;
 305         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
 306         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
 307         unsigned i;
 308         int r;
 309
 310         lpfn = place->lpfn;
 311         if (!lpfn)
 312                 lpfn = man->size;
 313
 314         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
 315         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
 316                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
 317
 318         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
 319         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
 320         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
 321                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 322                 mem->mm_node = NULL;
 323                 return 0;
 324         }
 325
 326         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
 327                 pages_per_node = ~0ul;
 328                 num_nodes = 1;
 329         } else {
 330 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 331                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
 332 #else
 333                 /* default to 2MB */
 334                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
 335 #endif
 336                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
 337                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
 338         }
 339
 340         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
 341                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 342         if (!nodes) {
 343                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
 344                 return -ENOMEM;
 345         }
 346
 347         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
 348         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
 349                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
 350
 351         mem->start = 0;
 352         pages_left = mem->num_pages;
 353
 354         spin_lock(&mgr->lock);
 355         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
 356                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
 357
 358                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
 359                                                 pages_per_node, 0,
 360                                                 place->fpfn, lpfn,
 361                                                 mode);
 362                 if (unlikely(r))
 363                         break;
 364
 365                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 366                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 367                 pages_left -= pages;
 368         }
 369
 370         for (; pages_left; ++i) {
 371                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
 372                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
 373
 374                 if (pages == pages_per_node)
 375                         alignment = pages_per_node;
 376
 377                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
 378                                                 pages, alignment, 0,
 379                                                 place->fpfn, lpfn,
 380                                                 mode);
 381                 if (unlikely(r))
 382                         goto error;
 383
 384                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
 385                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
 386                 pages_left -= pages;
 387         }
 388         spin_unlock(&mgr->lock);
 389
 390         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 391
 392         mem->mm_node = nodes;
 393
 394         return 0;
 395
 396 error:
 397         while (i--)
 398                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
 399         spin_unlock(&mgr->lock);
 400         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
 401
 402         kvfree(nodes);
 403         return r == -ENOSPC ? 0 : r;
 404 }
 405
 406 /**
 407  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
 408  *
 409  * @man: TTM memory type manager
 410  * @tbo: TTM BO we need this range for
 411  * @place: placement flags and restrictions
 412  * @mem: TTM memory object
 413  *
 414  * Free the allocated VRAM again.
 415  */
 416 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_mem_type_manager *man,
 417                                 struct ttm_mem_reg *mem)
 418 {
 419         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
 420         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 421         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
 422         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
 423         unsigned pages = mem->num_pages;
 424
 425         if (!mem->mm_node)
 426                 return;
 427
 428         spin_lock(&mgr->lock);
 429         while (pages) {
 430                 pages -= nodes->size;
 431                 drm_mm_remove_node(nodes);
 432                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
 433                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
 434                 ++nodes;
 435         }
 436         spin_unlock(&mgr->lock);
 437
 438         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
 439         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
 440
 441         kvfree(mem->mm_node);
 442         mem->mm_node = NULL;
 443 }
 444
 445 /**
 446  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
 447  *
 448  * @adev: amdgpu device pointer
 449  * @mem: TTM memory object
 450  * @dev: the other device
 451  * @dir: dma direction
 452  * @sgt: resulting sg table
 453  *
 454  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
 455  */
 456 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
 457                               struct ttm_mem_reg *mem,
 458                               struct device *dev,
 459                               enum dma_data_direction dir,
 460                               struct sg_table **sgt)
 461 {
 462         struct drm_mm_node *node;
 463         struct scatterlist *sg;
 464         int num_entries = 0;
 465         unsigned int pages;
 466         int i, r;
 467
 468         *sgt = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 469         if (!*sgt)
 470                 return -ENOMEM;
 471
 472         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
 473              pages; pages -= node->size, ++node)
 474                 ++num_entries;
 475
 476         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
 477         if (r)
 478                 goto error_free;
 479
 480         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i)
 481                 sg->length = 0;
 482
 483         node = mem->mm_node;
 484         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i) {
 485                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
 486                         adev->gmc.aper_base;
 487                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
 488                 dma_addr_t addr;
 489
 490                 ++node;
 491                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
 492                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 493                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
 494                 if (r)
 495                         goto error_unmap;
 496
 497                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
 498                 sg_dma_address(sg) = addr;
 499                 sg_dma_len(sg) = size;
 500         }
 501         return 0;
 502
 503 error_unmap:
 504         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i) {
 505                 if (!sg->length)
 506                         continue;
 507
 508                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
 509                                    sg->length, dir,
 510                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 511         }
 512         sg_free_table(*sgt);
 513
 514 error_free:
 515         kfree(*sgt);
 516         return r;
 517 }
 518
 519 /**
 520  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
 521  *
 522  * @adev: amdgpu device pointer
 523  * @sgt: sg table to free
 524  *
 525  * Free a previously allocate sg table.
 526  */
 527 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
 528                               struct device *dev,
 529                               enum dma_data_direction dir,
 530                               struct sg_table *sgt)
 531 {
 532         struct scatterlist *sg;
 533         int i;
 534
 535         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i)
 536                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
 537                                    sg->length, dir,
 538                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 539         sg_free_table(sgt);
 540         kfree(sgt);
 541 }
 542
 543 /**
 544  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
 545  *
 546  * @man: TTM memory type manager
 547  *
 548  * Returns how many bytes are used in this domain.
 549  */
 550 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 551 {
 552         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 553
 554         return atomic64_read(&mgr->usage);
 555 }
 556
 557 /**
 558  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
 559  *
 560  * @man: TTM memory type manager
 561  *
 562  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
 563  */
 564 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
 565 {
 566         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 567
 568         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
 569 }
 570
 571 /**
 572  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
 573  *
 574  * @man: TTM memory type manager
 575  * @printer: DRM printer to use
 576  *
 577  * Dump the table content using printk.
 578  */
 579 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_mem_type_manager *man,
 580                                   struct drm_printer *printer)
 581 {
 582         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
 583
 584         spin_lock(&mgr->lock);
 585         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
 586         spin_unlock(&mgr->lock);
 587
 588         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
 589                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
 590                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
 591 }
 592
 593 const struct ttm_mem_type_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
 594         .init           = amdgpu_vram_mgr_init,
 595         .takedown       = amdgpu_vram_mgr_fini,
 596         .get_node       = amdgpu_vram_mgr_new,
 597         .put_node       = amdgpu_vram_mgr_del,
 598         .debug          = amdgpu_vram_mgr_debug
 599 };