Merge drm/drm-next into drm-misc-next
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / gpu / drm / i915 / gem / i915_gem_object.c
1 /*
2  * Copyright © 2017 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  *
23  */
24
25 #include <linux/highmem.h>
26 #include <linux/sched/mm.h>
27
28 #include <drm/drm_cache.h>
29
30 #include "display/intel_frontbuffer.h"
31 #include "pxp/intel_pxp.h"
32
33 #include "i915_drv.h"
34 #include "i915_file_private.h"
35 #include "i915_gem_clflush.h"
36 #include "i915_gem_context.h"
37 #include "i915_gem_dmabuf.h"
38 #include "i915_gem_mman.h"
39 #include "i915_gem_object.h"
40 #include "i915_gem_ttm.h"
41 #include "i915_memcpy.h"
42 #include "i915_trace.h"
43
44 static struct kmem_cache *slab_objects;
45
46 static const struct drm_gem_object_funcs i915_gem_object_funcs;
47
48 struct drm_i915_gem_object *i915_gem_object_alloc(void)
49 {
50         struct drm_i915_gem_object *obj;
51
52         obj = kmem_cache_zalloc(slab_objects, GFP_KERNEL);
53         if (!obj)
54                 return NULL;
55         obj->base.funcs = &i915_gem_object_funcs;
56
57         return obj;
58 }
59
60 void i915_gem_object_free(struct drm_i915_gem_object *obj)
61 {
62         return kmem_cache_free(slab_objects, obj);
63 }
64
65 void i915_gem_object_init(struct drm_i915_gem_object *obj,
66                           const struct drm_i915_gem_object_ops *ops,
67                           struct lock_class_key *key, unsigned flags)
68 {
69         /*
70          * A gem object is embedded both in a struct ttm_buffer_object :/ and
71          * in a drm_i915_gem_object. Make sure they are aliased.
72          */
73         BUILD_BUG_ON(offsetof(typeof(*obj), base) !=
74                      offsetof(typeof(*obj), __do_not_access.base));
75
76         spin_lock_init(&obj->vma.lock);
77         INIT_LIST_HEAD(&obj->vma.list);
78
79         INIT_LIST_HEAD(&obj->mm.link);
80
81         INIT_LIST_HEAD(&obj->lut_list);
82         spin_lock_init(&obj->lut_lock);
83
84         spin_lock_init(&obj->mmo.lock);
85         obj->mmo.offsets = RB_ROOT;
86
87         init_rcu_head(&obj->rcu);
88
89         obj->ops = ops;
90         GEM_BUG_ON(flags & ~I915_BO_ALLOC_FLAGS);
91         obj->flags = flags;
92
93         obj->mm.madv = I915_MADV_WILLNEED;
94         INIT_RADIX_TREE(&obj->mm.get_page.radix, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
95         mutex_init(&obj->mm.get_page.lock);
96         INIT_RADIX_TREE(&obj->mm.get_dma_page.radix, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
97         mutex_init(&obj->mm.get_dma_page.lock);
98 }
99
100 /**
101  * __i915_gem_object_fini - Clean up a GEM object initialization
102  * @obj: The gem object to cleanup
103  *
104  * This function cleans up gem object fields that are set up by
105  * drm_gem_private_object_init() and i915_gem_object_init().
106  * It's primarily intended as a helper for backends that need to
107  * clean up the gem object in separate steps.
108  */
109 void __i915_gem_object_fini(struct drm_i915_gem_object *obj)
110 {
111         mutex_destroy(&obj->mm.get_page.lock);
112         mutex_destroy(&obj->mm.get_dma_page.lock);
113         dma_resv_fini(&obj->base._resv);
114 }
115
116 /**
117  * i915_gem_object_set_cache_coherency - Mark up the object's coherency levels
118  * for a given cache_level
119  * @obj: #drm_i915_gem_object
120  * @cache_level: cache level
121  */
122 void i915_gem_object_set_cache_coherency(struct drm_i915_gem_object *obj,
123                                          unsigned int cache_level)
124 {
125         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
126
127         obj->cache_level = cache_level;
128
129         if (cache_level != I915_CACHE_NONE)
130                 obj->cache_coherent = (I915_BO_CACHE_COHERENT_FOR_READ |
131                                        I915_BO_CACHE_COHERENT_FOR_WRITE);
132         else if (HAS_LLC(i915))
133                 obj->cache_coherent = I915_BO_CACHE_COHERENT_FOR_READ;
134         else
135                 obj->cache_coherent = 0;
136
137         obj->cache_dirty =
138                 !(obj->cache_coherent & I915_BO_CACHE_COHERENT_FOR_WRITE) &&
139                 !IS_DGFX(i915);
140 }
141
142 bool i915_gem_object_can_bypass_llc(struct drm_i915_gem_object *obj)
143 {
144         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
145
146         /*
147          * This is purely from a security perspective, so we simply don't care
148          * about non-userspace objects being able to bypass the LLC.
149          */
150         if (!(obj->flags & I915_BO_ALLOC_USER))
151                 return false;
152
153         /*
154          * EHL and JSL add the 'Bypass LLC' MOCS entry, which should make it
155          * possible for userspace to bypass the GTT caching bits set by the
156          * kernel, as per the given object cache_level. This is troublesome
157          * since the heavy flush we apply when first gathering the pages is
158          * skipped if the kernel thinks the object is coherent with the GPU. As
159          * a result it might be possible to bypass the cache and read the
160          * contents of the page directly, which could be stale data. If it's
161          * just a case of userspace shooting themselves in the foot then so be
162          * it, but since i915 takes the stance of always zeroing memory before
163          * handing it to userspace, we need to prevent this.
164          */
165         return IS_JSL_EHL(i915);
166 }
167
168 static void i915_gem_close_object(struct drm_gem_object *gem, struct drm_file *file)
169 {
170         struct drm_i915_gem_object *obj = to_intel_bo(gem);
171         struct drm_i915_file_private *fpriv = file->driver_priv;
172         struct i915_lut_handle bookmark = {};
173         struct i915_mmap_offset *mmo, *mn;
174         struct i915_lut_handle *lut, *ln;
175         LIST_HEAD(close);
176
177         spin_lock(&obj->lut_lock);
178         list_for_each_entry_safe(lut, ln, &obj->lut_list, obj_link) {
179                 struct i915_gem_context *ctx = lut->ctx;
180
181                 if (ctx && ctx->file_priv == fpriv) {
182                         i915_gem_context_get(ctx);
183                         list_move(&lut->obj_link, &close);
184                 }
185
186                 /* Break long locks, and carefully continue on from this spot */
187                 if (&ln->obj_link != &obj->lut_list) {
188                         list_add_tail(&bookmark.obj_link, &ln->obj_link);
189                         if (cond_resched_lock(&obj->lut_lock))
190                                 list_safe_reset_next(&bookmark, ln, obj_link);
191                         __list_del_entry(&bookmark.obj_link);
192                 }
193         }
194         spin_unlock(&obj->lut_lock);
195
196         spin_lock(&obj->mmo.lock);
197         rbtree_postorder_for_each_entry_safe(mmo, mn, &obj->mmo.offsets, offset)
198                 drm_vma_node_revoke(&mmo->vma_node, file);
199         spin_unlock(&obj->mmo.lock);
200
201         list_for_each_entry_safe(lut, ln, &close, obj_link) {
202                 struct i915_gem_context *ctx = lut->ctx;
203                 struct i915_vma *vma;
204
205                 /*
206                  * We allow the process to have multiple handles to the same
207                  * vma, in the same fd namespace, by virtue of flink/open.
208                  */
209
210                 mutex_lock(&ctx->lut_mutex);
211                 vma = radix_tree_delete(&ctx->handles_vma, lut->handle);
212                 if (vma) {
213                         GEM_BUG_ON(vma->obj != obj);
214                         GEM_BUG_ON(!atomic_read(&vma->open_count));
215                         i915_vma_close(vma);
216                 }
217                 mutex_unlock(&ctx->lut_mutex);
218
219                 i915_gem_context_put(lut->ctx);
220                 i915_lut_handle_free(lut);
221                 i915_gem_object_put(obj);
222         }
223 }
224
225 void __i915_gem_free_object_rcu(struct rcu_head *head)
226 {
227         struct drm_i915_gem_object *obj =
228                 container_of(head, typeof(*obj), rcu);
229         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
230
231         i915_gem_object_free(obj);
232
233         GEM_BUG_ON(!atomic_read(&i915->mm.free_count));
234         atomic_dec(&i915->mm.free_count);
235 }
236
237 static void __i915_gem_object_free_mmaps(struct drm_i915_gem_object *obj)
238 {
239         /* Skip serialisation and waking the device if known to be not used. */
240
241         if (obj->userfault_count && !IS_DGFX(to_i915(obj->base.dev)))
242                 i915_gem_object_release_mmap_gtt(obj);
243
244         if (!RB_EMPTY_ROOT(&obj->mmo.offsets)) {
245                 struct i915_mmap_offset *mmo, *mn;
246
247                 i915_gem_object_release_mmap_offset(obj);
248
249                 rbtree_postorder_for_each_entry_safe(mmo, mn,
250                                                      &obj->mmo.offsets,
251                                                      offset) {
252                         drm_vma_offset_remove(obj->base.dev->vma_offset_manager,
253                                               &mmo->vma_node);
254                         kfree(mmo);
255                 }
256                 obj->mmo.offsets = RB_ROOT;
257         }
258 }
259
260 /**
261  * __i915_gem_object_pages_fini - Clean up pages use of a gem object
262  * @obj: The gem object to clean up
263  *
264  * This function cleans up usage of the object mm.pages member. It
265  * is intended for backends that need to clean up a gem object in
266  * separate steps and needs to be called when the object is idle before
267  * the object's backing memory is freed.
268  */
269 void __i915_gem_object_pages_fini(struct drm_i915_gem_object *obj)
270 {
271         assert_object_held_shared(obj);
272
273         if (!list_empty(&obj->vma.list)) {
274                 struct i915_vma *vma;
275
276                 spin_lock(&obj->vma.lock);
277                 while ((vma = list_first_entry_or_null(&obj->vma.list,
278                                                        struct i915_vma,
279                                                        obj_link))) {
280                         GEM_BUG_ON(vma->obj != obj);
281                         spin_unlock(&obj->vma.lock);
282
283                         i915_vma_destroy(vma);
284
285                         spin_lock(&obj->vma.lock);
286                 }
287                 spin_unlock(&obj->vma.lock);
288         }
289
290         __i915_gem_object_free_mmaps(obj);
291
292         atomic_set(&obj->mm.pages_pin_count, 0);
293
294         /*
295          * dma_buf_unmap_attachment() requires reservation to be
296          * locked. The imported GEM shouldn't share reservation lock
297          * and ttm_bo_cleanup_memtype_use() shouldn't be invoked for
298          * dma-buf, so it's safe to take the lock.
299          */
300         if (obj->base.import_attach)
301                 i915_gem_object_lock(obj, NULL);
302
303         __i915_gem_object_put_pages(obj);
304
305         if (obj->base.import_attach)
306                 i915_gem_object_unlock(obj);
307
308         GEM_BUG_ON(i915_gem_object_has_pages(obj));
309 }
310
311 void __i915_gem_free_object(struct drm_i915_gem_object *obj)
312 {
313         trace_i915_gem_object_destroy(obj);
314
315         GEM_BUG_ON(!list_empty(&obj->lut_list));
316
317         bitmap_free(obj->bit_17);
318
319         if (obj->base.import_attach)
320                 drm_prime_gem_destroy(&obj->base, NULL);
321
322         drm_gem_free_mmap_offset(&obj->base);
323
324         if (obj->ops->release)
325                 obj->ops->release(obj);
326
327         if (obj->mm.n_placements > 1)
328                 kfree(obj->mm.placements);
329
330         if (obj->shares_resv_from)
331                 i915_vm_resv_put(obj->shares_resv_from);
332
333         __i915_gem_object_fini(obj);
334 }
335
336 static void __i915_gem_free_objects(struct drm_i915_private *i915,
337                                     struct llist_node *freed)
338 {
339         struct drm_i915_gem_object *obj, *on;
340
341         llist_for_each_entry_safe(obj, on, freed, freed) {
342                 might_sleep();
343                 if (obj->ops->delayed_free) {
344                         obj->ops->delayed_free(obj);
345                         continue;
346                 }
347
348                 __i915_gem_object_pages_fini(obj);
349                 __i915_gem_free_object(obj);
350
351                 /* But keep the pointer alive for RCU-protected lookups */
352                 call_rcu(&obj->rcu, __i915_gem_free_object_rcu);
353                 cond_resched();
354         }
355 }
356
357 void i915_gem_flush_free_objects(struct drm_i915_private *i915)
358 {
359         struct llist_node *freed = llist_del_all(&i915->mm.free_list);
360
361         if (unlikely(freed))
362                 __i915_gem_free_objects(i915, freed);
363 }
364
365 static void __i915_gem_free_work(struct work_struct *work)
366 {
367         struct drm_i915_private *i915 =
368                 container_of(work, struct drm_i915_private, mm.free_work);
369
370         i915_gem_flush_free_objects(i915);
371 }
372
373 static void i915_gem_free_object(struct drm_gem_object *gem_obj)
374 {
375         struct drm_i915_gem_object *obj = to_intel_bo(gem_obj);
376         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
377
378         GEM_BUG_ON(i915_gem_object_is_framebuffer(obj));
379
380         /*
381          * Before we free the object, make sure any pure RCU-only
382          * read-side critical sections are complete, e.g.
383          * i915_gem_busy_ioctl(). For the corresponding synchronized
384          * lookup see i915_gem_object_lookup_rcu().
385          */
386         atomic_inc(&i915->mm.free_count);
387
388         /*
389          * Since we require blocking on struct_mutex to unbind the freed
390          * object from the GPU before releasing resources back to the
391          * system, we can not do that directly from the RCU callback (which may
392          * be a softirq context), but must instead then defer that work onto a
393          * kthread. We use the RCU callback rather than move the freed object
394          * directly onto the work queue so that we can mix between using the
395          * worker and performing frees directly from subsequent allocations for
396          * crude but effective memory throttling.
397          */
398
399         if (llist_add(&obj->freed, &i915->mm.free_list))
400                 queue_work(i915->wq, &i915->mm.free_work);
401 }
402
403 void __i915_gem_object_flush_frontbuffer(struct drm_i915_gem_object *obj,
404                                          enum fb_op_origin origin)
405 {
406         struct intel_frontbuffer *front;
407
408         front = __intel_frontbuffer_get(obj);
409         if (front) {
410                 intel_frontbuffer_flush(front, origin);
411                 intel_frontbuffer_put(front);
412         }
413 }
414
415 void __i915_gem_object_invalidate_frontbuffer(struct drm_i915_gem_object *obj,
416                                               enum fb_op_origin origin)
417 {
418         struct intel_frontbuffer *front;
419
420         front = __intel_frontbuffer_get(obj);
421         if (front) {
422                 intel_frontbuffer_invalidate(front, origin);
423                 intel_frontbuffer_put(front);
424         }
425 }
426
427 static void
428 i915_gem_object_read_from_page_kmap(struct drm_i915_gem_object *obj, u64 offset, void *dst, int size)
429 {
430         void *src_map;
431         void *src_ptr;
432
433         src_map = kmap_atomic(i915_gem_object_get_page(obj, offset >> PAGE_SHIFT));
434
435         src_ptr = src_map + offset_in_page(offset);
436         if (!(obj->cache_coherent & I915_BO_CACHE_COHERENT_FOR_READ))
437                 drm_clflush_virt_range(src_ptr, size);
438         memcpy(dst, src_ptr, size);
439
440         kunmap_atomic(src_map);
441 }
442
443 static void
444 i915_gem_object_read_from_page_iomap(struct drm_i915_gem_object *obj, u64 offset, void *dst, int size)
445 {
446         void __iomem *src_map;
447         void __iomem *src_ptr;
448         dma_addr_t dma = i915_gem_object_get_dma_address(obj, offset >> PAGE_SHIFT);
449
450         src_map = io_mapping_map_wc(&obj->mm.region->iomap,
451                                     dma - obj->mm.region->region.start,
452                                     PAGE_SIZE);
453
454         src_ptr = src_map + offset_in_page(offset);
455         if (!i915_memcpy_from_wc(dst, (void __force *)src_ptr, size))
456                 memcpy_fromio(dst, src_ptr, size);
457
458         io_mapping_unmap(src_map);
459 }
460
461 /**
462  * i915_gem_object_read_from_page - read data from the page of a GEM object
463  * @obj: GEM object to read from
464  * @offset: offset within the object
465  * @dst: buffer to store the read data
466  * @size: size to read
467  *
468  * Reads data from @obj at the specified offset. The requested region to read
469  * from can't cross a page boundary. The caller must ensure that @obj pages
470  * are pinned and that @obj is synced wrt. any related writes.
471  *
472  * Return: %0 on success or -ENODEV if the type of @obj's backing store is
473  * unsupported.
474  */
475 int i915_gem_object_read_from_page(struct drm_i915_gem_object *obj, u64 offset, void *dst, int size)
476 {
477         GEM_BUG_ON(offset >= obj->base.size);
478         GEM_BUG_ON(offset_in_page(offset) > PAGE_SIZE - size);
479         GEM_BUG_ON(!i915_gem_object_has_pinned_pages(obj));
480
481         if (i915_gem_object_has_struct_page(obj))
482                 i915_gem_object_read_from_page_kmap(obj, offset, dst, size);
483         else if (i915_gem_object_has_iomem(obj))
484                 i915_gem_object_read_from_page_iomap(obj, offset, dst, size);
485         else
486                 return -ENODEV;
487
488         return 0;
489 }
490
491 /**
492  * i915_gem_object_evictable - Whether object is likely evictable after unbind.
493  * @obj: The object to check
494  *
495  * This function checks whether the object is likely unvictable after unbind.
496  * If the object is not locked when checking, the result is only advisory.
497  * If the object is locked when checking, and the function returns true,
498  * then an eviction should indeed be possible. But since unlocked vma
499  * unpinning and unbinding is currently possible, the object can actually
500  * become evictable even if this function returns false.
501  *
502  * Return: true if the object may be evictable. False otherwise.
503  */
504 bool i915_gem_object_evictable(struct drm_i915_gem_object *obj)
505 {
506         struct i915_vma *vma;
507         int pin_count = atomic_read(&obj->mm.pages_pin_count);
508
509         if (!pin_count)
510                 return true;
511
512         spin_lock(&obj->vma.lock);
513         list_for_each_entry(vma, &obj->vma.list, obj_link) {
514                 if (i915_vma_is_pinned(vma)) {
515                         spin_unlock(&obj->vma.lock);
516                         return false;
517                 }
518                 if (atomic_read(&vma->pages_count))
519                         pin_count--;
520         }
521         spin_unlock(&obj->vma.lock);
522         GEM_WARN_ON(pin_count < 0);
523
524         return pin_count == 0;
525 }
526
527 /**
528  * i915_gem_object_migratable - Whether the object is migratable out of the
529  * current region.
530  * @obj: Pointer to the object.
531  *
532  * Return: Whether the object is allowed to be resident in other
533  * regions than the current while pages are present.
534  */
535 bool i915_gem_object_migratable(struct drm_i915_gem_object *obj)
536 {
537         struct intel_memory_region *mr = READ_ONCE(obj->mm.region);
538
539         if (!mr)
540                 return false;
541
542         return obj->mm.n_placements > 1;
543 }
544
545 /**
546  * i915_gem_object_has_struct_page - Whether the object is page-backed
547  * @obj: The object to query.
548  *
549  * This function should only be called while the object is locked or pinned,
550  * otherwise the page backing may change under the caller.
551  *
552  * Return: True if page-backed, false otherwise.
553  */
554 bool i915_gem_object_has_struct_page(const struct drm_i915_gem_object *obj)
555 {
556 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
557         if (IS_DGFX(to_i915(obj->base.dev)) &&
558             i915_gem_object_evictable((void __force *)obj))
559                 assert_object_held_shared(obj);
560 #endif
561         return obj->mem_flags & I915_BO_FLAG_STRUCT_PAGE;
562 }
563
564 /**
565  * i915_gem_object_has_iomem - Whether the object is iomem-backed
566  * @obj: The object to query.
567  *
568  * This function should only be called while the object is locked or pinned,
569  * otherwise the iomem backing may change under the caller.
570  *
571  * Return: True if iomem-backed, false otherwise.
572  */
573 bool i915_gem_object_has_iomem(const struct drm_i915_gem_object *obj)
574 {
575 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
576         if (IS_DGFX(to_i915(obj->base.dev)) &&
577             i915_gem_object_evictable((void __force *)obj))
578                 assert_object_held_shared(obj);
579 #endif
580         return obj->mem_flags & I915_BO_FLAG_IOMEM;
581 }
582
583 /**
584  * i915_gem_object_can_migrate - Whether an object likely can be migrated
585  *
586  * @obj: The object to migrate
587  * @id: The region intended to migrate to
588  *
589  * Check whether the object backend supports migration to the
590  * given region. Note that pinning may affect the ability to migrate as
591  * returned by this function.
592  *
593  * This function is primarily intended as a helper for checking the
594  * possibility to migrate objects and might be slightly less permissive
595  * than i915_gem_object_migrate() when it comes to objects with the
596  * I915_BO_ALLOC_USER flag set.
597  *
598  * Return: true if migration is possible, false otherwise.
599  */
600 bool i915_gem_object_can_migrate(struct drm_i915_gem_object *obj,
601                                  enum intel_region_id id)
602 {
603         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
604         unsigned int num_allowed = obj->mm.n_placements;
605         struct intel_memory_region *mr;
606         unsigned int i;
607
608         GEM_BUG_ON(id >= INTEL_REGION_UNKNOWN);
609         GEM_BUG_ON(obj->mm.madv != I915_MADV_WILLNEED);
610
611         mr = i915->mm.regions[id];
612         if (!mr)
613                 return false;
614
615         if (!IS_ALIGNED(obj->base.size, mr->min_page_size))
616                 return false;
617
618         if (obj->mm.region == mr)
619                 return true;
620
621         if (!i915_gem_object_evictable(obj))
622                 return false;
623
624         if (!obj->ops->migrate)
625                 return false;
626
627         if (!(obj->flags & I915_BO_ALLOC_USER))
628                 return true;
629
630         if (num_allowed == 0)
631                 return false;
632
633         for (i = 0; i < num_allowed; ++i) {
634                 if (mr == obj->mm.placements[i])
635                         return true;
636         }
637
638         return false;
639 }
640
641 /**
642  * i915_gem_object_migrate - Migrate an object to the desired region id
643  * @obj: The object to migrate.
644  * @ww: An optional struct i915_gem_ww_ctx. If NULL, the backend may
645  * not be successful in evicting other objects to make room for this object.
646  * @id: The region id to migrate to.
647  *
648  * Attempt to migrate the object to the desired memory region. The
649  * object backend must support migration and the object may not be
650  * pinned, (explicitly pinned pages or pinned vmas). The object must
651  * be locked.
652  * On successful completion, the object will have pages pointing to
653  * memory in the new region, but an async migration task may not have
654  * completed yet, and to accomplish that, i915_gem_object_wait_migration()
655  * must be called.
656  *
657  * Note: the @ww parameter is not used yet, but included to make sure
658  * callers put some effort into obtaining a valid ww ctx if one is
659  * available.
660  *
661  * Return: 0 on success. Negative error code on failure. In particular may
662  * return -ENXIO on lack of region space, -EDEADLK for deadlock avoidance
663  * if @ww is set, -EINTR or -ERESTARTSYS if signal pending, and
664  * -EBUSY if the object is pinned.
665  */
666 int i915_gem_object_migrate(struct drm_i915_gem_object *obj,
667                             struct i915_gem_ww_ctx *ww,
668                             enum intel_region_id id)
669 {
670         return __i915_gem_object_migrate(obj, ww, id, obj->flags);
671 }
672
673 /**
674  * __i915_gem_object_migrate - Migrate an object to the desired region id, with
675  * control of the extra flags
676  * @obj: The object to migrate.
677  * @ww: An optional struct i915_gem_ww_ctx. If NULL, the backend may
678  * not be successful in evicting other objects to make room for this object.
679  * @id: The region id to migrate to.
680  * @flags: The object flags. Normally just obj->flags.
681  *
682  * Attempt to migrate the object to the desired memory region. The
683  * object backend must support migration and the object may not be
684  * pinned, (explicitly pinned pages or pinned vmas). The object must
685  * be locked.
686  * On successful completion, the object will have pages pointing to
687  * memory in the new region, but an async migration task may not have
688  * completed yet, and to accomplish that, i915_gem_object_wait_migration()
689  * must be called.
690  *
691  * Note: the @ww parameter is not used yet, but included to make sure
692  * callers put some effort into obtaining a valid ww ctx if one is
693  * available.
694  *
695  * Return: 0 on success. Negative error code on failure. In particular may
696  * return -ENXIO on lack of region space, -EDEADLK for deadlock avoidance
697  * if @ww is set, -EINTR or -ERESTARTSYS if signal pending, and
698  * -EBUSY if the object is pinned.
699  */
700 int __i915_gem_object_migrate(struct drm_i915_gem_object *obj,
701                               struct i915_gem_ww_ctx *ww,
702                               enum intel_region_id id,
703                               unsigned int flags)
704 {
705         struct drm_i915_private *i915 = to_i915(obj->base.dev);
706         struct intel_memory_region *mr;
707
708         GEM_BUG_ON(id >= INTEL_REGION_UNKNOWN);
709         GEM_BUG_ON(obj->mm.madv != I915_MADV_WILLNEED);
710         assert_object_held(obj);
711
712         mr = i915->mm.regions[id];
713         GEM_BUG_ON(!mr);
714
715         if (!i915_gem_object_can_migrate(obj, id))
716                 return -EINVAL;
717
718         if (!obj->ops->migrate) {
719                 if (GEM_WARN_ON(obj->mm.region != mr))
720                         return -EINVAL;
721                 return 0;
722         }
723
724         return obj->ops->migrate(obj, mr, flags);
725 }
726
727 /**
728  * i915_gem_object_placement_possible - Check whether the object can be
729  * placed at certain memory type
730  * @obj: Pointer to the object
731  * @type: The memory type to check
732  *
733  * Return: True if the object can be placed in @type. False otherwise.
734  */
735 bool i915_gem_object_placement_possible(struct drm_i915_gem_object *obj,
736                                         enum intel_memory_type type)
737 {
738         unsigned int i;
739
740         if (!obj->mm.n_placements) {
741                 switch (type) {
742                 case INTEL_MEMORY_LOCAL:
743                         return i915_gem_object_has_iomem(obj);
744                 case INTEL_MEMORY_SYSTEM:
745                         return i915_gem_object_has_pages(obj);
746                 default:
747                         /* Ignore stolen for now */
748                         GEM_BUG_ON(1);
749                         return false;
750                 }
751         }
752
753         for (i = 0; i < obj->mm.n_placements; i++) {
754                 if (obj->mm.placements[i]->type == type)
755                         return true;
756         }
757
758         return false;
759 }
760
761 /**
762  * i915_gem_object_needs_ccs_pages - Check whether the object requires extra
763  * pages when placed in system-memory, in order to save and later restore the
764  * flat-CCS aux state when the object is moved between local-memory and
765  * system-memory
766  * @obj: Pointer to the object
767  *
768  * Return: True if the object needs extra ccs pages. False otherwise.
769  */
770 bool i915_gem_object_needs_ccs_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
771 {
772         bool lmem_placement = false;
773         int i;
774
775         if (!HAS_FLAT_CCS(to_i915(obj->base.dev)))
776                 return false;
777
778         for (i = 0; i < obj->mm.n_placements; i++) {
779                 /* Compression is not allowed for the objects with smem placement */
780                 if (obj->mm.placements[i]->type == INTEL_MEMORY_SYSTEM)
781                         return false;
782                 if (!lmem_placement &&
783                     obj->mm.placements[i]->type == INTEL_MEMORY_LOCAL)
784                         lmem_placement = true;
785         }
786
787         return lmem_placement;
788 }
789
790 void i915_gem_init__objects(struct drm_i915_private *i915)
791 {
792         INIT_WORK(&i915->mm.free_work, __i915_gem_free_work);
793 }
794
795 void i915_objects_module_exit(void)
796 {
797         kmem_cache_destroy(slab_objects);
798 }
799
800 int __init i915_objects_module_init(void)
801 {
802         slab_objects = KMEM_CACHE(drm_i915_gem_object, SLAB_HWCACHE_ALIGN);
803         if (!slab_objects)
804                 return -ENOMEM;
805
806         return 0;
807 }
808
809 static const struct drm_gem_object_funcs i915_gem_object_funcs = {
810         .free = i915_gem_free_object,
811         .close = i915_gem_close_object,
812         .export = i915_gem_prime_export,
813 };
814
815 /**
816  * i915_gem_object_get_moving_fence - Get the object's moving fence if any
817  * @obj: The object whose moving fence to get.
818  * @fence: The resulting fence
819  *
820  * A non-signaled moving fence means that there is an async operation
821  * pending on the object that needs to be waited on before setting up
822  * any GPU- or CPU PTEs to the object's pages.
823  *
824  * Return: Negative error code or 0 for success.
825  */
826 int i915_gem_object_get_moving_fence(struct drm_i915_gem_object *obj,
827                                      struct dma_fence **fence)
828 {
829         return dma_resv_get_singleton(obj->base.resv, DMA_RESV_USAGE_KERNEL,
830                                       fence);
831 }
832
833 /**
834  * i915_gem_object_wait_moving_fence - Wait for the object's moving fence if any
835  * @obj: The object whose moving fence to wait for.
836  * @intr: Whether to wait interruptible.
837  *
838  * If the moving fence signaled without an error, it is detached from the
839  * object and put.
840  *
841  * Return: 0 if successful, -ERESTARTSYS if the wait was interrupted,
842  * negative error code if the async operation represented by the
843  * moving fence failed.
844  */
845 int i915_gem_object_wait_moving_fence(struct drm_i915_gem_object *obj,
846                                       bool intr)
847 {
848         long ret;
849
850         assert_object_held(obj);
851
852         ret = dma_resv_wait_timeout(obj->base. resv, DMA_RESV_USAGE_KERNEL,
853                                     intr, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
854         if (!ret)
855                 ret = -ETIME;
856         else if (ret > 0 && i915_gem_object_has_unknown_state(obj))
857                 ret = -EIO;
858
859         return ret < 0 ? ret : 0;
860 }
861
862 /**
863  * i915_gem_object_has_unknown_state - Return true if the object backing pages are
864  * in an unknown_state. This means that userspace must NEVER be allowed to touch
865  * the pages, with either the GPU or CPU.
866  *
867  * ONLY valid to be called after ensuring that all kernel fences have signalled
868  * (in particular the fence for moving/clearing the object).
869  */
870 bool i915_gem_object_has_unknown_state(struct drm_i915_gem_object *obj)
871 {
872         /*
873          * The below barrier pairs with the dma_fence_signal() in
874          * __memcpy_work(). We should only sample the unknown_state after all
875          * the kernel fences have signalled.
876          */
877         smp_rmb();
878         return obj->mm.unknown_state;
879 }
880
881 #if IS_ENABLED(CONFIG_DRM_I915_SELFTEST)
882 #include "selftests/huge_gem_object.c"
883 #include "selftests/huge_pages.c"
884 #include "selftests/i915_gem_migrate.c"
885 #include "selftests/i915_gem_object.c"
886 #include "selftests/i915_gem_coherency.c"
887 #endif