drm/vc4: add extcon hdmi connection uevent
[platform/kernel/linux-rpi.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 <linux/dma-buf-map.h>
40 #include <linux/mem_encrypt.h>
41 #include <linux/pagevec.h>
42
43 #include <drm/drm.h>
44 #include <drm/drm_device.h>
45 #include <drm/drm_drv.h>
46 #include <drm/drm_file.h>
47 #include <drm/drm_gem.h>
48 #include <drm/drm_managed.h>
49 #include <drm/drm_print.h>
50 #include <drm/drm_vma_manager.h>
51
52 #include "drm_internal.h"
53
54 /** @file drm_gem.c
55  *
56  * This file provides some of the base ioctls and library routines for
57  * the graphics memory manager implemented by each device driver.
58  *
59  * Because various devices have different requirements in terms of
60  * synchronization and migration strategies, implementing that is left up to
61  * the driver, and all that the general API provides should be generic --
62  * allocating objects, reading/writing data with the cpu, freeing objects.
63  * Even there, platform-dependent optimizations for reading/writing data with
64  * the CPU mean we'll likely hook those out to driver-specific calls.  However,
65  * the DRI2 implementation wants to have at least allocate/mmap be generic.
66  *
67  * The goal was to have swap-backed object allocation managed through
68  * struct file.  However, file descriptors as handles to a struct file have
69  * two major failings:
70  * - Process limits prevent more than 1024 or so being used at a time by
71  *   default.
72  * - Inability to allocate high fds will aggravate the X Server's select()
73  *   handling, and likely that of many GL client applications as well.
74  *
75  * This led to a plan of using our own integer IDs (called handles, following
76  * DRM terminology) to mimic fds, and implement the fd syscalls we need as
77  * ioctls.  The objects themselves will still include the struct file so
78  * that we can transition to fds if the required kernel infrastructure shows
79  * up at a later date, and as our interface with shmfs for memory allocation.
80  */
81
82 static void
83 drm_gem_init_release(struct drm_device *dev, void *ptr)
84 {
85         drm_vma_offset_manager_destroy(dev->vma_offset_manager);
86 }
87
88 /**
89  * drm_gem_init - Initialize the GEM device fields
90  * @dev: drm_devic structure to initialize
91  */
92 int
93 drm_gem_init(struct drm_device *dev)
94 {
95         struct drm_vma_offset_manager *vma_offset_manager;
96
97         mutex_init(&dev->object_name_lock);
98         idr_init_base(&dev->object_name_idr, 1);
99
100         vma_offset_manager = drmm_kzalloc(dev, sizeof(*vma_offset_manager),
101                                           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 drmm_add_action(dev, drm_gem_init_release, NULL);
113 }
114
115 /**
116  * drm_gem_object_init - initialize an allocated shmem-backed GEM object
117  * @dev: drm_device the object should be initialized for
118  * @obj: drm_gem_object to initialize
119  * @size: object size
120  *
121  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
122  * shmfs backing store.
123  */
124 int drm_gem_object_init(struct drm_device *dev,
125                         struct drm_gem_object *obj, size_t size)
126 {
127         struct file *filp;
128
129         drm_gem_private_object_init(dev, obj, size);
130
131         filp = shmem_file_setup("drm mm object", size, VM_NORESERVE);
132         if (IS_ERR(filp))
133                 return PTR_ERR(filp);
134
135         obj->filp = filp;
136
137         return 0;
138 }
139 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_init);
140
141 /**
142  * drm_gem_private_object_init - initialize an allocated private GEM object
143  * @dev: drm_device the object should be initialized for
144  * @obj: drm_gem_object to initialize
145  * @size: object size
146  *
147  * Initialize an already allocated GEM object of the specified size with
148  * no GEM provided backing store. Instead the caller is responsible for
149  * backing the object and handling it.
150  */
151 void drm_gem_private_object_init(struct drm_device *dev,
152                                  struct drm_gem_object *obj, size_t size)
153 {
154         BUG_ON((size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
155
156         obj->dev = dev;
157         obj->filp = NULL;
158
159         kref_init(&obj->refcount);
160         obj->handle_count = 0;
161         obj->size = size;
162         dma_resv_init(&obj->_resv);
163         if (!obj->resv)
164                 obj->resv = &obj->_resv;
165
166         drm_vma_node_reset(&obj->vma_node);
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_private_object_init);
169
170 /**
171  * drm_gem_object_handle_free - release resources bound to userspace handles
172  * @obj: GEM object to clean up.
173  *
174  * Called after the last handle to the object has been closed
175  *
176  * Removes any name for the object. Note that this must be
177  * called before drm_gem_object_free or we'll be touching
178  * freed memory
179  */
180 static void drm_gem_object_handle_free(struct drm_gem_object *obj)
181 {
182         struct drm_device *dev = obj->dev;
183
184         /* Remove any name for this object */
185         if (obj->name) {
186                 idr_remove(&dev->object_name_idr, obj->name);
187                 obj->name = 0;
188         }
189 }
190
191 static void drm_gem_object_exported_dma_buf_free(struct drm_gem_object *obj)
192 {
193         /* Unbreak the reference cycle if we have an exported dma_buf. */
194         if (obj->dma_buf) {
195                 dma_buf_put(obj->dma_buf);
196                 obj->dma_buf = NULL;
197         }
198 }
199
200 static void
201 drm_gem_object_handle_put_unlocked(struct drm_gem_object *obj)
202 {
203         struct drm_device *dev = obj->dev;
204         bool final = false;
205
206         if (WARN_ON(READ_ONCE(obj->handle_count) == 0))
207                 return;
208
209         /*
210         * Must bump handle count first as this may be the last
211         * ref, in which case the object would disappear before we
212         * checked for a name
213         */
214
215         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
216         if (--obj->handle_count == 0) {
217                 drm_gem_object_handle_free(obj);
218                 drm_gem_object_exported_dma_buf_free(obj);
219                 final = true;
220         }
221         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
222
223         if (final)
224                 drm_gem_object_put(obj);
225 }
226
227 /*
228  * Called at device or object close to release the file's
229  * handle references on objects.
230  */
231 static int
232 drm_gem_object_release_handle(int id, void *ptr, void *data)
233 {
234         struct drm_file *file_priv = data;
235         struct drm_gem_object *obj = ptr;
236
237         if (obj->funcs->close)
238                 obj->funcs->close(obj, file_priv);
239
240         drm_prime_remove_buf_handle(&file_priv->prime, id);
241         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
242
243         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
244
245         return 0;
246 }
247
248 /**
249  * drm_gem_handle_delete - deletes the given file-private handle
250  * @filp: drm file-private structure to use for the handle look up
251  * @handle: userspace handle to delete
252  *
253  * Removes the GEM handle from the @filp lookup table which has been added with
254  * drm_gem_handle_create(). If this is the last handle also cleans up linked
255  * resources like GEM names.
256  */
257 int
258 drm_gem_handle_delete(struct drm_file *filp, u32 handle)
259 {
260         struct drm_gem_object *obj;
261
262         spin_lock(&filp->table_lock);
263
264         /* Check if we currently have a reference on the object */
265         obj = idr_replace(&filp->object_idr, NULL, handle);
266         spin_unlock(&filp->table_lock);
267         if (IS_ERR_OR_NULL(obj))
268                 return -EINVAL;
269
270         /* Release driver's reference and decrement refcount. */
271         drm_gem_object_release_handle(handle, obj, filp);
272
273         /* And finally make the handle available for future allocations. */
274         spin_lock(&filp->table_lock);
275         idr_remove(&filp->object_idr, handle);
276         spin_unlock(&filp->table_lock);
277
278         return 0;
279 }
280 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_delete);
281
282 /**
283  * drm_gem_dumb_map_offset - return the fake mmap offset for a gem object
284  * @file: drm file-private structure containing the gem object
285  * @dev: corresponding drm_device
286  * @handle: gem object handle
287  * @offset: return location for the fake mmap offset
288  *
289  * This implements the &drm_driver.dumb_map_offset kms driver callback for
290  * drivers which use gem to manage their backing storage.
291  *
292  * Returns:
293  * 0 on success or a negative error code on failure.
294  */
295 int drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file, struct drm_device *dev,
296                             u32 handle, u64 *offset)
297 {
298         struct drm_gem_object *obj;
299         int ret;
300
301         obj = drm_gem_object_lookup(file, handle);
302         if (!obj)
303                 return -ENOENT;
304
305         /* Don't allow imported objects to be mapped */
306         if (obj->import_attach) {
307                 ret = -EINVAL;
308                 goto out;
309         }
310
311         ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
312         if (ret)
313                 goto out;
314
315         *offset = drm_vma_node_offset_addr(&obj->vma_node);
316 out:
317         drm_gem_object_put(obj);
318
319         return ret;
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(drm_gem_dumb_map_offset);
322
323 int drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file,
324                          struct drm_device *dev,
325                          u32 handle)
326 {
327         return drm_gem_handle_delete(file, handle);
328 }
329
330 /**
331  * drm_gem_handle_create_tail - internal functions to create a handle
332  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
333  * @obj: object to register
334  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
335  *
336  * This expects the &drm_device.object_name_lock to be held already and will
337  * drop it before returning. Used to avoid races in establishing new handles
338  * when importing an object from either an flink name or a dma-buf.
339  *
340  * Handles must be release again through drm_gem_handle_delete(). This is done
341  * when userspace closes @file_priv for all attached handles, or through the
342  * GEM_CLOSE ioctl for individual handles.
343  */
344 int
345 drm_gem_handle_create_tail(struct drm_file *file_priv,
346                            struct drm_gem_object *obj,
347                            u32 *handlep)
348 {
349         struct drm_device *dev = obj->dev;
350         u32 handle;
351         int ret;
352
353         WARN_ON(!mutex_is_locked(&dev->object_name_lock));
354         if (obj->handle_count++ == 0)
355                 drm_gem_object_get(obj);
356
357         /*
358          * Get the user-visible handle using idr.  Preload and perform
359          * allocation under our spinlock.
360          */
361         idr_preload(GFP_KERNEL);
362         spin_lock(&file_priv->table_lock);
363
364         ret = idr_alloc(&file_priv->object_idr, obj, 1, 0, GFP_NOWAIT);
365
366         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
367         idr_preload_end();
368
369         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
370         if (ret < 0)
371                 goto err_unref;
372
373         handle = ret;
374
375         ret = drm_vma_node_allow(&obj->vma_node, file_priv);
376         if (ret)
377                 goto err_remove;
378
379         if (obj->funcs->open) {
380                 ret = obj->funcs->open(obj, file_priv);
381                 if (ret)
382                         goto err_revoke;
383         }
384
385         *handlep = handle;
386         return 0;
387
388 err_revoke:
389         drm_vma_node_revoke(&obj->vma_node, file_priv);
390 err_remove:
391         spin_lock(&file_priv->table_lock);
392         idr_remove(&file_priv->object_idr, handle);
393         spin_unlock(&file_priv->table_lock);
394 err_unref:
395         drm_gem_object_handle_put_unlocked(obj);
396         return ret;
397 }
398
399 /**
400  * drm_gem_handle_create - create a gem handle for an object
401  * @file_priv: drm file-private structure to register the handle for
402  * @obj: object to register
403  * @handlep: pointer to return the created handle to the caller
404  *
405  * Create a handle for this object. This adds a handle reference to the object,
406  * which includes a regular reference count. Callers will likely want to
407  * dereference the object afterwards.
408  *
409  * Since this publishes @obj to userspace it must be fully set up by this point,
410  * drivers must call this last in their buffer object creation callbacks.
411  */
412 int drm_gem_handle_create(struct drm_file *file_priv,
413                           struct drm_gem_object *obj,
414                           u32 *handlep)
415 {
416         mutex_lock(&obj->dev->object_name_lock);
417
418         return drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, handlep);
419 }
420 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_handle_create);
421
422
423 /**
424  * drm_gem_free_mmap_offset - release a fake mmap offset for an object
425  * @obj: obj in question
426  *
427  * This routine frees fake offsets allocated by drm_gem_create_mmap_offset().
428  *
429  * Note that drm_gem_object_release() already calls this function, so drivers
430  * don't have to take care of releasing the mmap offset themselves when freeing
431  * the GEM object.
432  */
433 void
434 drm_gem_free_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
435 {
436         struct drm_device *dev = obj->dev;
437
438         drm_vma_offset_remove(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node);
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_free_mmap_offset);
441
442 /**
443  * drm_gem_create_mmap_offset_size - create a fake mmap offset for an object
444  * @obj: obj in question
445  * @size: the virtual size
446  *
447  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
448  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
449  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
450  * structures.
451  *
452  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj, in cases where
453  * the virtual size differs from the physical size (ie. &drm_gem_object.size).
454  * Otherwise just use drm_gem_create_mmap_offset().
455  *
456  * This function is idempotent and handles an already allocated mmap offset
457  * transparently. Drivers do not need to check for this case.
458  */
459 int
460 drm_gem_create_mmap_offset_size(struct drm_gem_object *obj, size_t size)
461 {
462         struct drm_device *dev = obj->dev;
463
464         return drm_vma_offset_add(dev->vma_offset_manager, &obj->vma_node,
465                                   size / PAGE_SIZE);
466 }
467 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset_size);
468
469 /**
470  * drm_gem_create_mmap_offset - create a fake mmap offset for an object
471  * @obj: obj in question
472  *
473  * GEM memory mapping works by handing back to userspace a fake mmap offset
474  * it can use in a subsequent mmap(2) call.  The DRM core code then looks
475  * up the object based on the offset and sets up the various memory mapping
476  * structures.
477  *
478  * This routine allocates and attaches a fake offset for @obj.
479  *
480  * Drivers can call drm_gem_free_mmap_offset() before freeing @obj to release
481  * the fake offset again.
482  */
483 int drm_gem_create_mmap_offset(struct drm_gem_object *obj)
484 {
485         return drm_gem_create_mmap_offset_size(obj, obj->size);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_create_mmap_offset);
488
489 /*
490  * Move pages to appropriate lru and release the pagevec, decrementing the
491  * ref count of those pages.
492  */
493 static void drm_gem_check_release_pagevec(struct pagevec *pvec)
494 {
495         check_move_unevictable_pages(pvec);
496         __pagevec_release(pvec);
497         cond_resched();
498 }
499
500 /**
501  * drm_gem_get_pages - helper to allocate backing pages for a GEM object
502  * from shmem
503  * @obj: obj in question
504  *
505  * This reads the page-array of the shmem-backing storage of the given gem
506  * object. An array of pages is returned. If a page is not allocated or
507  * swapped-out, this will allocate/swap-in the required pages. Note that the
508  * whole object is covered by the page-array and pinned in memory.
509  *
510  * Use drm_gem_put_pages() to release the array and unpin all pages.
511  *
512  * This uses the GFP-mask set on the shmem-mapping (see mapping_set_gfp_mask()).
513  * If you require other GFP-masks, you have to do those allocations yourself.
514  *
515  * Note that you are not allowed to change gfp-zones during runtime. That is,
516  * shmem_read_mapping_page_gfp() must be called with the same gfp_zone(gfp) as
517  * set during initialization. If you have special zone constraints, set them
518  * after drm_gem_object_init() via mapping_set_gfp_mask(). shmem-core takes care
519  * to keep pages in the required zone during swap-in.
520  *
521  * This function is only valid on objects initialized with
522  * drm_gem_object_init(), but not for those initialized with
523  * drm_gem_private_object_init() only.
524  */
525 struct page **drm_gem_get_pages(struct drm_gem_object *obj)
526 {
527         struct address_space *mapping;
528         struct page *p, **pages;
529         struct pagevec pvec;
530         int i, npages;
531
532
533         if (WARN_ON(!obj->filp))
534                 return ERR_PTR(-EINVAL);
535
536         /* This is the shared memory object that backs the GEM resource */
537         mapping = obj->filp->f_mapping;
538
539         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
540          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
541          * driver author is doing something really wrong:
542          */
543         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
544
545         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
546
547         pages = kvmalloc_array(npages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
548         if (pages == NULL)
549                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
550
551         mapping_set_unevictable(mapping);
552
553         for (i = 0; i < npages; i++) {
554                 p = shmem_read_mapping_page(mapping, i);
555                 if (IS_ERR(p))
556                         goto fail;
557                 pages[i] = p;
558
559                 /* Make sure shmem keeps __GFP_DMA32 allocated pages in the
560                  * correct region during swapin. Note that this requires
561                  * __GFP_DMA32 to be set in mapping_gfp_mask(inode->i_mapping)
562                  * so shmem can relocate pages during swapin if required.
563                  */
564                 BUG_ON(mapping_gfp_constraint(mapping, __GFP_DMA32) &&
565                                 (page_to_pfn(p) >= 0x00100000UL));
566         }
567
568         return pages;
569
570 fail:
571         mapping_clear_unevictable(mapping);
572         pagevec_init(&pvec);
573         while (i--) {
574                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
575                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
576         }
577         if (pagevec_count(&pvec))
578                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
579
580         kvfree(pages);
581         return ERR_CAST(p);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_get_pages);
584
585 /**
586  * drm_gem_put_pages - helper to free backing pages for a GEM object
587  * @obj: obj in question
588  * @pages: pages to free
589  * @dirty: if true, pages will be marked as dirty
590  * @accessed: if true, the pages will be marked as accessed
591  */
592 void drm_gem_put_pages(struct drm_gem_object *obj, struct page **pages,
593                 bool dirty, bool accessed)
594 {
595         int i, npages;
596         struct address_space *mapping;
597         struct pagevec pvec;
598
599         mapping = file_inode(obj->filp)->i_mapping;
600         mapping_clear_unevictable(mapping);
601
602         /* We already BUG_ON() for non-page-aligned sizes in
603          * drm_gem_object_init(), so we should never hit this unless
604          * driver author is doing something really wrong:
605          */
606         WARN_ON((obj->size & (PAGE_SIZE - 1)) != 0);
607
608         npages = obj->size >> PAGE_SHIFT;
609
610         pagevec_init(&pvec);
611         for (i = 0; i < npages; i++) {
612                 if (!pages[i])
613                         continue;
614
615                 if (dirty)
616                         set_page_dirty(pages[i]);
617
618                 if (accessed)
619                         mark_page_accessed(pages[i]);
620
621                 /* Undo the reference we took when populating the table */
622                 if (!pagevec_add(&pvec, pages[i]))
623                         drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
624         }
625         if (pagevec_count(&pvec))
626                 drm_gem_check_release_pagevec(&pvec);
627
628         kvfree(pages);
629 }
630 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_put_pages);
631
632 static int objects_lookup(struct drm_file *filp, u32 *handle, int count,
633                           struct drm_gem_object **objs)
634 {
635         int i, ret = 0;
636         struct drm_gem_object *obj;
637
638         spin_lock(&filp->table_lock);
639
640         for (i = 0; i < count; i++) {
641                 /* Check if we currently have a reference on the object */
642                 obj = idr_find(&filp->object_idr, handle[i]);
643                 if (!obj) {
644                         ret = -ENOENT;
645                         break;
646                 }
647                 drm_gem_object_get(obj);
648                 objs[i] = obj;
649         }
650         spin_unlock(&filp->table_lock);
651
652         return ret;
653 }
654
655 /**
656  * drm_gem_objects_lookup - look up GEM objects from an array of handles
657  * @filp: DRM file private date
658  * @bo_handles: user pointer to array of userspace handle
659  * @count: size of handle array
660  * @objs_out: returned pointer to array of drm_gem_object pointers
661  *
662  * Takes an array of userspace handles and returns a newly allocated array of
663  * GEM objects.
664  *
665  * For a single handle lookup, use drm_gem_object_lookup().
666  *
667  * Returns:
668  *
669  * @objs filled in with GEM object pointers. Returned GEM objects need to be
670  * released with drm_gem_object_put(). -ENOENT is returned on a lookup
671  * failure. 0 is returned on success.
672  *
673  */
674 int drm_gem_objects_lookup(struct drm_file *filp, void __user *bo_handles,
675                            int count, struct drm_gem_object ***objs_out)
676 {
677         int ret;
678         u32 *handles;
679         struct drm_gem_object **objs;
680
681         if (!count)
682                 return 0;
683
684         objs = kvmalloc_array(count, sizeof(struct drm_gem_object *),
685                              GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
686         if (!objs)
687                 return -ENOMEM;
688
689         *objs_out = objs;
690
691         handles = kvmalloc_array(count, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
692         if (!handles) {
693                 ret = -ENOMEM;
694                 goto out;
695         }
696
697         if (copy_from_user(handles, bo_handles, count * sizeof(u32))) {
698                 ret = -EFAULT;
699                 DRM_DEBUG("Failed to copy in GEM handles\n");
700                 goto out;
701         }
702
703         ret = objects_lookup(filp, handles, count, objs);
704 out:
705         kvfree(handles);
706         return ret;
707
708 }
709 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_objects_lookup);
710
711 /**
712  * drm_gem_object_lookup - look up a GEM object from its handle
713  * @filp: DRM file private date
714  * @handle: userspace handle
715  *
716  * Returns:
717  *
718  * A reference to the object named by the handle if such exists on @filp, NULL
719  * otherwise.
720  *
721  * If looking up an array of handles, use drm_gem_objects_lookup().
722  */
723 struct drm_gem_object *
724 drm_gem_object_lookup(struct drm_file *filp, u32 handle)
725 {
726         struct drm_gem_object *obj = NULL;
727
728         objects_lookup(filp, &handle, 1, &obj);
729         return obj;
730 }
731 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_lookup);
732
733 /**
734  * drm_gem_dma_resv_wait - Wait on GEM object's reservation's objects
735  * shared and/or exclusive fences.
736  * @filep: DRM file private date
737  * @handle: userspace handle
738  * @wait_all: if true, wait on all fences, else wait on just exclusive fence
739  * @timeout: timeout value in jiffies or zero to return immediately
740  *
741  * Returns:
742  *
743  * Returns -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if the wait timed out, or
744  * greater than 0 on success.
745  */
746 long drm_gem_dma_resv_wait(struct drm_file *filep, u32 handle,
747                                     bool wait_all, unsigned long timeout)
748 {
749         long ret;
750         struct drm_gem_object *obj;
751
752         obj = drm_gem_object_lookup(filep, handle);
753         if (!obj) {
754                 DRM_DEBUG("Failed to look up GEM BO %d\n", handle);
755                 return -EINVAL;
756         }
757
758         ret = dma_resv_wait_timeout(obj->resv, wait_all, true, timeout);
759         if (ret == 0)
760                 ret = -ETIME;
761         else if (ret > 0)
762                 ret = 0;
763
764         drm_gem_object_put(obj);
765
766         return ret;
767 }
768 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_dma_resv_wait);
769
770 /**
771  * drm_gem_close_ioctl - implementation of the GEM_CLOSE ioctl
772  * @dev: drm_device
773  * @data: ioctl data
774  * @file_priv: drm file-private structure
775  *
776  * Releases the handle to an mm object.
777  */
778 int
779 drm_gem_close_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
780                     struct drm_file *file_priv)
781 {
782         struct drm_gem_close *args = data;
783         int ret;
784
785         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
786                 return -EOPNOTSUPP;
787
788         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, args->handle);
789
790         return ret;
791 }
792
793 /**
794  * drm_gem_flink_ioctl - implementation of the GEM_FLINK ioctl
795  * @dev: drm_device
796  * @data: ioctl data
797  * @file_priv: drm file-private structure
798  *
799  * Create a global name for an object, returning the name.
800  *
801  * Note that the name does not hold a reference; when the object
802  * is freed, the name goes away.
803  */
804 int
805 drm_gem_flink_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
806                     struct drm_file *file_priv)
807 {
808         struct drm_gem_flink *args = data;
809         struct drm_gem_object *obj;
810         int ret;
811
812         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
813                 return -EOPNOTSUPP;
814
815         obj = drm_gem_object_lookup(file_priv, args->handle);
816         if (obj == NULL)
817                 return -ENOENT;
818
819         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
820         /* prevent races with concurrent gem_close. */
821         if (obj->handle_count == 0) {
822                 ret = -ENOENT;
823                 goto err;
824         }
825
826         if (!obj->name) {
827                 ret = idr_alloc(&dev->object_name_idr, obj, 1, 0, GFP_KERNEL);
828                 if (ret < 0)
829                         goto err;
830
831                 obj->name = ret;
832         }
833
834         args->name = (uint64_t) obj->name;
835         ret = 0;
836
837 err:
838         mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
839         drm_gem_object_put(obj);
840         return ret;
841 }
842
843 /**
844  * drm_gem_open_ioctl - implementation of the GEM_OPEN ioctl
845  * @dev: drm_device
846  * @data: ioctl data
847  * @file_priv: drm file-private structure
848  *
849  * Open an object using the global name, returning a handle and the size.
850  *
851  * This handle (of course) holds a reference to the object, so the object
852  * will not go away until the handle is deleted.
853  */
854 int
855 drm_gem_open_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
856                    struct drm_file *file_priv)
857 {
858         struct drm_gem_open *args = data;
859         struct drm_gem_object *obj;
860         int ret;
861         u32 handle;
862
863         if (!drm_core_check_feature(dev, DRIVER_GEM))
864                 return -EOPNOTSUPP;
865
866         mutex_lock(&dev->object_name_lock);
867         obj = idr_find(&dev->object_name_idr, (int) args->name);
868         if (obj) {
869                 drm_gem_object_get(obj);
870         } else {
871                 mutex_unlock(&dev->object_name_lock);
872                 return -ENOENT;
873         }
874
875         /* drm_gem_handle_create_tail unlocks dev->object_name_lock. */
876         ret = drm_gem_handle_create_tail(file_priv, obj, &handle);
877         if (ret)
878                 goto err;
879
880         args->handle = handle;
881         args->size = obj->size;
882
883 err:
884         drm_gem_object_put(obj);
885         return ret;
886 }
887
888 /**
889  * drm_gem_open - initializes GEM file-private structures at devnode open time
890  * @dev: drm_device which is being opened by userspace
891  * @file_private: drm file-private structure to set up
892  *
893  * Called at device open time, sets up the structure for handling refcounting
894  * of mm objects.
895  */
896 void
897 drm_gem_open(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
898 {
899         idr_init_base(&file_private->object_idr, 1);
900         spin_lock_init(&file_private->table_lock);
901 }
902
903 /**
904  * drm_gem_release - release file-private GEM resources
905  * @dev: drm_device which is being closed by userspace
906  * @file_private: drm file-private structure to clean up
907  *
908  * Called at close time when the filp is going away.
909  *
910  * Releases any remaining references on objects by this filp.
911  */
912 void
913 drm_gem_release(struct drm_device *dev, struct drm_file *file_private)
914 {
915         idr_for_each(&file_private->object_idr,
916                      &drm_gem_object_release_handle, file_private);
917         idr_destroy(&file_private->object_idr);
918 }
919
920 /**
921  * drm_gem_object_release - release GEM buffer object resources
922  * @obj: GEM buffer object
923  *
924  * This releases any structures and resources used by @obj and is the inverse of
925  * drm_gem_object_init().
926  */
927 void
928 drm_gem_object_release(struct drm_gem_object *obj)
929 {
930         WARN_ON(obj->dma_buf);
931
932         if (obj->filp)
933                 fput(obj->filp);
934
935         dma_resv_fini(&obj->_resv);
936         drm_gem_free_mmap_offset(obj);
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_release);
939
940 /**
941  * drm_gem_object_free - free a GEM object
942  * @kref: kref of the object to free
943  *
944  * Called after the last reference to the object has been lost.
945  *
946  * Frees the object
947  */
948 void
949 drm_gem_object_free(struct kref *kref)
950 {
951         struct drm_gem_object *obj =
952                 container_of(kref, struct drm_gem_object, refcount);
953
954         if (WARN_ON(!obj->funcs->free))
955                 return;
956
957         obj->funcs->free(obj);
958 }
959 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_object_free);
960
961 /**
962  * drm_gem_vm_open - vma->ops->open implementation for GEM
963  * @vma: VM area structure
964  *
965  * This function implements the #vm_operations_struct open() callback for GEM
966  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_close().
967  */
968 void drm_gem_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
969 {
970         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
971
972         drm_gem_object_get(obj);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_open);
975
976 /**
977  * drm_gem_vm_close - vma->ops->close implementation for GEM
978  * @vma: VM area structure
979  *
980  * This function implements the #vm_operations_struct close() callback for GEM
981  * drivers. This must be used together with drm_gem_vm_open().
982  */
983 void drm_gem_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
984 {
985         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
986
987         drm_gem_object_put(obj);
988 }
989 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vm_close);
990
991 /**
992  * drm_gem_mmap_obj - memory map a GEM object
993  * @obj: the GEM object to map
994  * @obj_size: the object size to be mapped, in bytes
995  * @vma: VMA for the area to be mapped
996  *
997  * Set up the VMA to prepare mapping of the GEM object using the GEM object's
998  * vm_ops. Depending on their requirements, GEM objects can either
999  * provide a fault handler in their vm_ops (in which case any accesses to
1000  * the object will be trapped, to perform migration, GTT binding, surface
1001  * register allocation, or performance monitoring), or mmap the buffer memory
1002  * synchronously after calling drm_gem_mmap_obj.
1003  *
1004  * This function is mainly intended to implement the DMABUF mmap operation, when
1005  * the GEM object is not looked up based on its fake offset. To implement the
1006  * DRM mmap operation, drivers should use the drm_gem_mmap() function.
1007  *
1008  * drm_gem_mmap_obj() assumes the user is granted access to the buffer while
1009  * drm_gem_mmap() prevents unprivileged users from mapping random objects. So
1010  * callers must verify access restrictions before calling this helper.
1011  *
1012  * Return 0 or success or -EINVAL if the object size is smaller than the VMA
1013  * size, or if no vm_ops are provided.
1014  */
1015 int drm_gem_mmap_obj(struct drm_gem_object *obj, unsigned long obj_size,
1016                      struct vm_area_struct *vma)
1017 {
1018         int ret;
1019
1020         /* Check for valid size. */
1021         if (obj_size < vma->vm_end - vma->vm_start)
1022                 return -EINVAL;
1023
1024         /* Take a ref for this mapping of the object, so that the fault
1025          * handler can dereference the mmap offset's pointer to the object.
1026          * This reference is cleaned up by the corresponding vm_close
1027          * (which should happen whether the vma was created by this call, or
1028          * by a vm_open due to mremap or partial unmap or whatever).
1029          */
1030         drm_gem_object_get(obj);
1031
1032         vma->vm_private_data = obj;
1033         vma->vm_ops = obj->funcs->vm_ops;
1034
1035         if (obj->funcs->mmap) {
1036                 ret = obj->funcs->mmap(obj, vma);
1037                 if (ret)
1038                         goto err_drm_gem_object_put;
1039                 WARN_ON(!(vma->vm_flags & VM_DONTEXPAND));
1040         } else {
1041                 if (!vma->vm_ops) {
1042                         ret = -EINVAL;
1043                         goto err_drm_gem_object_put;
1044                 }
1045
1046                 vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
1047                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
1048                 vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
1049         }
1050
1051         return 0;
1052
1053 err_drm_gem_object_put:
1054         drm_gem_object_put(obj);
1055         return ret;
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap_obj);
1058
1059 /**
1060  * drm_gem_mmap - memory map routine for GEM objects
1061  * @filp: DRM file pointer
1062  * @vma: VMA for the area to be mapped
1063  *
1064  * If a driver supports GEM object mapping, mmap calls on the DRM file
1065  * descriptor will end up here.
1066  *
1067  * Look up the GEM object based on the offset passed in (vma->vm_pgoff will
1068  * contain the fake offset we created when the GTT map ioctl was called on
1069  * the object) and map it with a call to drm_gem_mmap_obj().
1070  *
1071  * If the caller is not granted access to the buffer object, the mmap will fail
1072  * with EACCES. Please see the vma manager for more information.
1073  */
1074 int drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
1075 {
1076         struct drm_file *priv = filp->private_data;
1077         struct drm_device *dev = priv->minor->dev;
1078         struct drm_gem_object *obj = NULL;
1079         struct drm_vma_offset_node *node;
1080         int ret;
1081
1082         if (drm_dev_is_unplugged(dev))
1083                 return -ENODEV;
1084
1085         drm_vma_offset_lock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1086         node = drm_vma_offset_exact_lookup_locked(dev->vma_offset_manager,
1087                                                   vma->vm_pgoff,
1088                                                   vma_pages(vma));
1089         if (likely(node)) {
1090                 obj = container_of(node, struct drm_gem_object, vma_node);
1091                 /*
1092                  * When the object is being freed, after it hits 0-refcnt it
1093                  * proceeds to tear down the object. In the process it will
1094                  * attempt to remove the VMA offset and so acquire this
1095                  * mgr->vm_lock.  Therefore if we find an object with a 0-refcnt
1096                  * that matches our range, we know it is in the process of being
1097                  * destroyed and will be freed as soon as we release the lock -
1098                  * so we have to check for the 0-refcnted object and treat it as
1099                  * invalid.
1100                  */
1101                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->refcount))
1102                         obj = NULL;
1103         }
1104         drm_vma_offset_unlock_lookup(dev->vma_offset_manager);
1105
1106         if (!obj)
1107                 return -EINVAL;
1108
1109         if (!drm_vma_node_is_allowed(node, priv)) {
1110                 drm_gem_object_put(obj);
1111                 return -EACCES;
1112         }
1113
1114         ret = drm_gem_mmap_obj(obj, drm_vma_node_size(node) << PAGE_SHIFT,
1115                                vma);
1116
1117         drm_gem_object_put(obj);
1118
1119         return ret;
1120 }
1121 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_mmap);
1122
1123 void drm_gem_print_info(struct drm_printer *p, unsigned int indent,
1124                         const struct drm_gem_object *obj)
1125 {
1126         drm_printf_indent(p, indent, "name=%d\n", obj->name);
1127         drm_printf_indent(p, indent, "refcount=%u\n",
1128                           kref_read(&obj->refcount));
1129         drm_printf_indent(p, indent, "start=%08lx\n",
1130                           drm_vma_node_start(&obj->vma_node));
1131         drm_printf_indent(p, indent, "size=%zu\n", obj->size);
1132         drm_printf_indent(p, indent, "imported=%s\n",
1133                           obj->import_attach ? "yes" : "no");
1134
1135         if (obj->funcs->print_info)
1136                 obj->funcs->print_info(p, indent, obj);
1137 }
1138
1139 int drm_gem_pin(struct drm_gem_object *obj)
1140 {
1141         if (obj->funcs->pin)
1142                 return obj->funcs->pin(obj);
1143         else
1144                 return 0;
1145 }
1146
1147 void drm_gem_unpin(struct drm_gem_object *obj)
1148 {
1149         if (obj->funcs->unpin)
1150                 obj->funcs->unpin(obj);
1151 }
1152
1153 int drm_gem_vmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1154 {
1155         int ret;
1156
1157         if (!obj->funcs->vmap)
1158                 return -EOPNOTSUPP;
1159
1160         ret = obj->funcs->vmap(obj, map);
1161         if (ret)
1162                 return ret;
1163         else if (dma_buf_map_is_null(map))
1164                 return -ENOMEM;
1165
1166         return 0;
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vmap);
1169
1170 void drm_gem_vunmap(struct drm_gem_object *obj, struct dma_buf_map *map)
1171 {
1172         if (dma_buf_map_is_null(map))
1173                 return;
1174
1175         if (obj->funcs->vunmap)
1176                 obj->funcs->vunmap(obj, map);
1177
1178         /* Always set the mapping to NULL. Callers may rely on this. */
1179         dma_buf_map_clear(map);
1180 }
1181 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_vunmap);
1182
1183 /**
1184  * drm_gem_lock_reservations - Sets up the ww context and acquires
1185  * the lock on an array of GEM objects.
1186  *
1187  * Once you've locked your reservations, you'll want to set up space
1188  * for your shared fences (if applicable), submit your job, then
1189  * drm_gem_unlock_reservations().
1190  *
1191  * @objs: drm_gem_objects to lock
1192  * @count: Number of objects in @objs
1193  * @acquire_ctx: struct ww_acquire_ctx that will be initialized as
1194  * part of tracking this set of locked reservations.
1195  */
1196 int
1197 drm_gem_lock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1198                           struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1199 {
1200         int contended = -1;
1201         int i, ret;
1202
1203         ww_acquire_init(acquire_ctx, &reservation_ww_class);
1204
1205 retry:
1206         if (contended != -1) {
1207                 struct drm_gem_object *obj = objs[contended];
1208
1209                 ret = dma_resv_lock_slow_interruptible(obj->resv,
1210                                                                  acquire_ctx);
1211                 if (ret) {
1212                         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1213                         return ret;
1214                 }
1215         }
1216
1217         for (i = 0; i < count; i++) {
1218                 if (i == contended)
1219                         continue;
1220
1221                 ret = dma_resv_lock_interruptible(objs[i]->resv,
1222                                                             acquire_ctx);
1223                 if (ret) {
1224                         int j;
1225
1226                         for (j = 0; j < i; j++)
1227                                 dma_resv_unlock(objs[j]->resv);
1228
1229                         if (contended != -1 && contended >= i)
1230                                 dma_resv_unlock(objs[contended]->resv);
1231
1232                         if (ret == -EDEADLK) {
1233                                 contended = i;
1234                                 goto retry;
1235                         }
1236
1237                         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1238                         return ret;
1239                 }
1240         }
1241
1242         ww_acquire_done(acquire_ctx);
1243
1244         return 0;
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_lock_reservations);
1247
1248 void
1249 drm_gem_unlock_reservations(struct drm_gem_object **objs, int count,
1250                             struct ww_acquire_ctx *acquire_ctx)
1251 {
1252         int i;
1253
1254         for (i = 0; i < count; i++)
1255                 dma_resv_unlock(objs[i]->resv);
1256
1257         ww_acquire_fini(acquire_ctx);
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_unlock_reservations);
1260
1261 /**
1262  * drm_gem_fence_array_add - Adds the fence to an array of fences to be
1263  * waited on, deduplicating fences from the same context.
1264  *
1265  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1266  * @fence: the dma_fence to add to the list of dependencies.
1267  *
1268  * This functions consumes the reference for @fence both on success and error
1269  * cases.
1270  *
1271  * Returns:
1272  * 0 on success, or an error on failing to expand the array.
1273  */
1274 int drm_gem_fence_array_add(struct xarray *fence_array,
1275                             struct dma_fence *fence)
1276 {
1277         struct dma_fence *entry;
1278         unsigned long index;
1279         u32 id = 0;
1280         int ret;
1281
1282         if (!fence)
1283                 return 0;
1284
1285         /* Deduplicate if we already depend on a fence from the same context.
1286          * This lets the size of the array of deps scale with the number of
1287          * engines involved, rather than the number of BOs.
1288          */
1289         xa_for_each(fence_array, index, entry) {
1290                 if (entry->context != fence->context)
1291                         continue;
1292
1293                 if (dma_fence_is_later(fence, entry)) {
1294                         dma_fence_put(entry);
1295                         xa_store(fence_array, index, fence, GFP_KERNEL);
1296                 } else {
1297                         dma_fence_put(fence);
1298                 }
1299                 return 0;
1300         }
1301
1302         ret = xa_alloc(fence_array, &id, fence, xa_limit_32b, GFP_KERNEL);
1303         if (ret != 0)
1304                 dma_fence_put(fence);
1305
1306         return ret;
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add);
1309
1310 /**
1311  * drm_gem_fence_array_add_implicit - Adds the implicit dependencies tracked
1312  * in the GEM object's reservation object to an array of dma_fences for use in
1313  * scheduling a rendering job.
1314  *
1315  * This should be called after drm_gem_lock_reservations() on your array of
1316  * GEM objects used in the job but before updating the reservations with your
1317  * own fences.
1318  *
1319  * @fence_array: array of dma_fence * for the job to block on.
1320  * @obj: the gem object to add new dependencies from.
1321  * @write: whether the job might write the object (so we need to depend on
1322  * shared fences in the reservation object).
1323  */
1324 int drm_gem_fence_array_add_implicit(struct xarray *fence_array,
1325                                      struct drm_gem_object *obj,
1326                                      bool write)
1327 {
1328         int ret;
1329         struct dma_fence **fences;
1330         unsigned int i, fence_count;
1331
1332         if (!write) {
1333                 struct dma_fence *fence =
1334                         dma_resv_get_excl_unlocked(obj->resv);
1335
1336                 return drm_gem_fence_array_add(fence_array, fence);
1337         }
1338
1339         ret = dma_resv_get_fences(obj->resv, NULL,
1340                                                 &fence_count, &fences);
1341         if (ret || !fence_count)
1342                 return ret;
1343
1344         for (i = 0; i < fence_count; i++) {
1345                 ret = drm_gem_fence_array_add(fence_array, fences[i]);
1346                 if (ret)
1347                         break;
1348         }
1349
1350         for (; i < fence_count; i++)
1351                 dma_fence_put(fences[i]);
1352         kfree(fences);
1353         return ret;
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL(drm_gem_fence_array_add_implicit);