drivers/gpu/drm/radeon/radeon_gart.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Copyright 2008 Red Hat Inc.
   4  * Copyright 2009 Jerome Glisse.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   7  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   8  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   9  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  10  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  11  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  19  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  20  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  21  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  22  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  23  *
  24  * Authors: Dave Airlie
  25  *          Alex Deucher
  26  *          Jerome Glisse
  27  */
  28 #include "drmP.h"
  29 #include "radeon_drm.h"
  30 #include "radeon.h"
  31 #include "radeon_reg.h"
  32
  33 /*
  34  * GART
  35  * The GART (Graphics Aperture Remapping Table) is an aperture
  36  * in the GPU's address space.  System pages can be mapped into
  37  * the aperture and look like contiguous pages from the GPU's
  38  * perspective.  A page table maps the pages in the aperture
  39  * to the actual backing pages in system memory.
  40  *
  41  * Radeon GPUs support both an internal GART, as described above,
  42  * and AGP.  AGP works similarly, but the GART table is configured
  43  * and maintained by the northbridge rather than the driver.
  44  * Radeon hw has a separate AGP aperture that is programmed to
  45  * point to the AGP aperture provided by the northbridge and the
  46  * requests are passed through to the northbridge aperture.
  47  * Both AGP and internal GART can be used at the same time, however
  48  * that is not currently supported by the driver.
  49  *
  50  * This file handles the common internal GART management.
  51  */
  52
  53 /*
  54  * Common GART table functions.
  55  */
  56 /**
  57  * radeon_gart_table_ram_alloc - allocate system ram for gart page table
  58  *
  59  * @rdev: radeon_device pointer
  60  *
  61  * Allocate system memory for GART page table
  62  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
  63  * gart table to be in system memory.
  64  * Returns 0 for success, -ENOMEM for failure.
  65  */
  66 int radeon_gart_table_ram_alloc(struct radeon_device *rdev)
  67 {
  68         void *ptr;
  69
  70         ptr = pci_alloc_consistent(rdev->pdev, rdev->gart.table_size,
  71                                    &rdev->gart.table_addr);
  72         if (ptr == NULL) {
  73                 return -ENOMEM;
  74         }
  75 #ifdef CONFIG_X86
  76         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
  77             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
  78                 set_memory_uc((unsigned long)ptr,
  79                               rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT);
  80         }
  81 #endif
  82         rdev->gart.ptr = ptr;
  83         memset((void *)rdev->gart.ptr, 0, rdev->gart.table_size);
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * radeon_gart_table_ram_free - free system ram for gart page table
  89  *
  90  * @rdev: radeon_device pointer
  91  *
  92  * Free system memory for GART page table
  93  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
  94  * gart table to be in system memory.
  95  */
  96 void radeon_gart_table_ram_free(struct radeon_device *rdev)
  97 {
  98         if (rdev->gart.ptr == NULL) {
  99                 return;
 100         }
 101 #ifdef CONFIG_X86
 102         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
 103             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
 104                 set_memory_wb((unsigned long)rdev->gart.ptr,
 105                               rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT);
 106         }
 107 #endif
 108         pci_free_consistent(rdev->pdev, rdev->gart.table_size,
 109                             (void *)rdev->gart.ptr,
 110                             rdev->gart.table_addr);
 111         rdev->gart.ptr = NULL;
 112         rdev->gart.table_addr = 0;
 113 }
 114
 115 /**
 116  * radeon_gart_table_vram_alloc - allocate vram for gart page table
 117  *
 118  * @rdev: radeon_device pointer
 119  *
 120  * Allocate video memory for GART page table
 121  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 122  * gart table to be in video memory.
 123  * Returns 0 for success, error for failure.
 124  */
 125 int radeon_gart_table_vram_alloc(struct radeon_device *rdev)
 126 {
 127         int r;
 128
 129         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 130                 r = radeon_bo_create(rdev, rdev->gart.table_size,
 131                                      PAGE_SIZE, true, RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM,
 132                                      NULL, &rdev->gart.robj);
 133                 if (r) {
 134                         return r;
 135                 }
 136         }
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * radeon_gart_table_vram_pin - pin gart page table in vram
 142  *
 143  * @rdev: radeon_device pointer
 144  *
 145  * Pin the GART page table in vram so it will not be moved
 146  * by the memory manager (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 147  * gart table to be in video memory.
 148  * Returns 0 for success, error for failure.
 149  */
 150 int radeon_gart_table_vram_pin(struct radeon_device *rdev)
 151 {
 152         uint64_t gpu_addr;
 153         int r;
 154
 155         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
 156         if (unlikely(r != 0))
 157                 return r;
 158         r = radeon_bo_pin(rdev->gart.robj,
 159                                 RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM, &gpu_addr);
 160         if (r) {
 161                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 162                 return r;
 163         }
 164         r = radeon_bo_kmap(rdev->gart.robj, &rdev->gart.ptr);
 165         if (r)
 166                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
 167         radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 168         rdev->gart.table_addr = gpu_addr;
 169         return r;
 170 }
 171
 172 /**
 173  * radeon_gart_table_vram_unpin - unpin gart page table in vram
 174  *
 175  * @rdev: radeon_device pointer
 176  *
 177  * Unpin the GART page table in vram (pcie r4xx, r5xx+).
 178  * These asics require the gart table to be in video memory.
 179  */
 180 void radeon_gart_table_vram_unpin(struct radeon_device *rdev)
 181 {
 182         int r;
 183
 184         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 185                 return;
 186         }
 187         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
 188         if (likely(r == 0)) {
 189                 radeon_bo_kunmap(rdev->gart.robj);
 190                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
 191                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 192                 rdev->gart.ptr = NULL;
 193         }
 194 }
 195
 196 /**
 197  * radeon_gart_table_vram_free - free gart page table vram
 198  *
 199  * @rdev: radeon_device pointer
 200  *
 201  * Free the video memory used for the GART page table
 202  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the gart table to
 203  * be in video memory.
 204  */
 205 void radeon_gart_table_vram_free(struct radeon_device *rdev)
 206 {
 207         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 208                 return;
 209         }
 210         radeon_gart_table_vram_unpin(rdev);
 211         radeon_bo_unref(&rdev->gart.robj);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Common gart functions.
 216  */
 217 /**
 218  * radeon_gart_unbind - unbind pages from the gart page table
 219  *
 220  * @rdev: radeon_device pointer
 221  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 222  * @pages: number of pages to unbind
 223  *
 224  * Unbinds the requested pages from the gart page table and
 225  * replaces them with the dummy page (all asics).
 226  */
 227 void radeon_gart_unbind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
 228                         int pages)
 229 {
 230         unsigned t;
 231         unsigned p;
 232         int i, j;
 233         u64 page_base;
 234
 235         if (!rdev->gart.ready) {
 236                 WARN(1, "trying to unbind memory from uninitialized GART !\n");
 237                 return;
 238         }
 239         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 240         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
 241         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
 242                 if (rdev->gart.pages[p]) {
 243                         rdev->gart.pages[p] = NULL;
 244                         rdev->gart.pages_addr[p] = rdev->dummy_page.addr;
 245                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
 246                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 247                                 if (rdev->gart.ptr) {
 248                                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 249                                 }
 250                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 251                         }
 252                 }
 253         }
 254         mb();
 255         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 256 }
 257
 258 /**
 259  * radeon_gart_bind - bind pages into the gart page table
 260  *
 261  * @rdev: radeon_device pointer
 262  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 263  * @pages: number of pages to bind
 264  * @pagelist: pages to bind
 265  * @dma_addr: DMA addresses of pages
 266  *
 267  * Binds the requested pages to the gart page table
 268  * (all asics).
 269  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 270  */
 271 int radeon_gart_bind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
 272                      int pages, struct page **pagelist, dma_addr_t *dma_addr)
 273 {
 274         unsigned t;
 275         unsigned p;
 276         uint64_t page_base;
 277         int i, j;
 278
 279         if (!rdev->gart.ready) {
 280                 WARN(1, "trying to bind memory to uninitialized GART !\n");
 281                 return -EINVAL;
 282         }
 283         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 284         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
 285
 286         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
 287                 rdev->gart.pages_addr[p] = dma_addr[i];
 288                 rdev->gart.pages[p] = pagelist[i];
 289                 if (rdev->gart.ptr) {
 290                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
 291                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 292                                 radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 293                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 294                         }
 295                 }
 296         }
 297         mb();
 298         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * radeon_gart_restore - bind all pages in the gart page table
 304  *
 305  * @rdev: radeon_device pointer
 306  *
 307  * Binds all pages in the gart page table (all asics).
 308  * Used to rebuild the gart table on device startup or resume.
 309  */
 310 void radeon_gart_restore(struct radeon_device *rdev)
 311 {
 312         int i, j, t;
 313         u64 page_base;
 314
 315         if (!rdev->gart.ptr) {
 316                 return;
 317         }
 318         for (i = 0, t = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
 319                 page_base = rdev->gart.pages_addr[i];
 320                 for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 321                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 322                         page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 323                 }
 324         }
 325         mb();
 326         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 327 }
 328
 329 /**
 330  * radeon_gart_init - init the driver info for managing the gart
 331  *
 332  * @rdev: radeon_device pointer
 333  *
 334  * Allocate the dummy page and init the gart driver info (all asics).
 335  * Returns 0 for success, error for failure.
 336  */
 337 int radeon_gart_init(struct radeon_device *rdev)
 338 {
 339         int r, i;
 340
 341         if (rdev->gart.pages) {
 342                 return 0;
 343         }
 344         /* We need PAGE_SIZE >= RADEON_GPU_PAGE_SIZE */
 345         if (PAGE_SIZE < RADEON_GPU_PAGE_SIZE) {
 346                 DRM_ERROR("Page size is smaller than GPU page size!\n");
 347                 return -EINVAL;
 348         }
 349         r = radeon_dummy_page_init(rdev);
 350         if (r)
 351                 return r;
 352         /* Compute table size */
 353         rdev->gart.num_cpu_pages = rdev->mc.gtt_size / PAGE_SIZE;
 354         rdev->gart.num_gpu_pages = rdev->mc.gtt_size / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 355         DRM_INFO("GART: num cpu pages %u, num gpu pages %u\n",
 356                  rdev->gart.num_cpu_pages, rdev->gart.num_gpu_pages);
 357         /* Allocate pages table */
 358         rdev->gart.pages = kzalloc(sizeof(void *) * rdev->gart.num_cpu_pages,
 359                                    GFP_KERNEL);
 360         if (rdev->gart.pages == NULL) {
 361                 radeon_gart_fini(rdev);
 362                 return -ENOMEM;
 363         }
 364         rdev->gart.pages_addr = kzalloc(sizeof(dma_addr_t) *
 365                                         rdev->gart.num_cpu_pages, GFP_KERNEL);
 366         if (rdev->gart.pages_addr == NULL) {
 367                 radeon_gart_fini(rdev);
 368                 return -ENOMEM;
 369         }
 370         /* set GART entry to point to the dummy page by default */
 371         for (i = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
 372                 rdev->gart.pages_addr[i] = rdev->dummy_page.addr;
 373         }
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 /**
 378  * radeon_gart_fini - tear down the driver info for managing the gart
 379  *
 380  * @rdev: radeon_device pointer
 381  *
 382  * Tear down the gart driver info and free the dummy page (all asics).
 383  */
 384 void radeon_gart_fini(struct radeon_device *rdev)
 385 {
 386         if (rdev->gart.pages && rdev->gart.pages_addr && rdev->gart.ready) {
 387                 /* unbind pages */
 388                 radeon_gart_unbind(rdev, 0, rdev->gart.num_cpu_pages);
 389         }
 390         rdev->gart.ready = false;
 391         kfree(rdev->gart.pages);
 392         kfree(rdev->gart.pages_addr);
 393         rdev->gart.pages = NULL;
 394         rdev->gart.pages_addr = NULL;
 395
 396         radeon_dummy_page_fini(rdev);
 397 }
 398
 399 /*
 400  * GPUVM
 401  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
 402  * rather than there being a single global gart table
 403  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
 404  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
 405  * vram pages and system memory pages and system memory pages
 406  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
 407  * (uncached system pages).
 408  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
 409  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
 410  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
 411  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
 412  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
 413  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
 414  * command buffers and a VMID is assigned.
 415  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
 416  * SI supports 16.
 417  */
 418
 419 /*
 420  * vm helpers
 421  *
 422  * TODO bind a default page at vm initialization for default address
 423  */
 424
 425 /**
 426  * radeon_vm_manager_init - init the vm manager
 427  *
 428  * @rdev: radeon_device pointer
 429  *
 430  * Init the vm manager (cayman+).
 431  * Returns 0 for success, error for failure.
 432  */
 433 int radeon_vm_manager_init(struct radeon_device *rdev)
 434 {
 435         struct radeon_vm *vm;
 436         struct radeon_bo_va *bo_va;
 437         int r;
 438
 439         if (!rdev->vm_manager.enabled) {
 440                 /* allocate enough for 2 full VM pts */
 441                 r = radeon_sa_bo_manager_init(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
 442                                               rdev->vm_manager.max_pfn * 8 * 2,
 443                                               RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM);
 444                 if (r) {
 445                         dev_err(rdev->dev, "failed to allocate vm bo (%dKB)\n",
 446                                 (rdev->vm_manager.max_pfn * 8) >> 10);
 447                         return r;
 448                 }
 449
 450                 r = radeon_asic_vm_init(rdev);
 451                 if (r)
 452                         return r;
 453
 454                 rdev->vm_manager.enabled = true;
 455
 456                 r = radeon_sa_bo_manager_start(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 457                 if (r)
 458                         return r;
 459         }
 460
 461         /* restore page table */
 462         list_for_each_entry(vm, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 463                 if (vm->sa_bo == NULL)
 464                         continue;
 465
 466                 list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 467                         bo_va->valid = false;
 468                 }
 469         }
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 /**
 474  * radeon_vm_free_pt - free the page table for a specific vm
 475  *
 476  * @rdev: radeon_device pointer
 477  * @vm: vm to unbind
 478  *
 479  * Free the page table of a specific vm (cayman+).
 480  *
 481  * Global and local mutex must be lock!
 482  */
 483 static void radeon_vm_free_pt(struct radeon_device *rdev,
 484                                     struct radeon_vm *vm)
 485 {
 486         struct radeon_bo_va *bo_va;
 487
 488         if (!vm->sa_bo)
 489                 return;
 490
 491         list_del_init(&vm->list);
 492         radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->sa_bo, vm->fence);
 493         vm->pt = NULL;
 494
 495         list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 496                 bo_va->valid = false;
 497         }
 498 }
 499
 500 /**
 501  * radeon_vm_manager_fini - tear down the vm manager
 502  *
 503  * @rdev: radeon_device pointer
 504  *
 505  * Tear down the VM manager (cayman+).
 506  */
 507 void radeon_vm_manager_fini(struct radeon_device *rdev)
 508 {
 509         struct radeon_vm *vm, *tmp;
 510         int i;
 511
 512         if (!rdev->vm_manager.enabled)
 513                 return;
 514
 515         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 516         /* free all allocated page tables */
 517         list_for_each_entry_safe(vm, tmp, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 518                 mutex_lock(&vm->mutex);
 519                 radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
 520                 mutex_unlock(&vm->mutex);
 521         }
 522         for (i = 0; i < RADEON_NUM_VM; ++i) {
 523                 radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[i]);
 524         }
 525         radeon_asic_vm_fini(rdev);
 526         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 527
 528         radeon_sa_bo_manager_suspend(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 529         radeon_sa_bo_manager_fini(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 530         rdev->vm_manager.enabled = false;
 531 }
 532
 533 /**
 534  * radeon_vm_alloc_pt - allocates a page table for a VM
 535  *
 536  * @rdev: radeon_device pointer
 537  * @vm: vm to bind
 538  *
 539  * Allocate a page table for the requested vm (cayman+).
 540  * Also starts to populate the page table.
 541  * Returns 0 for success, error for failure.
 542  *
 543  * Global and local mutex must be locked!
 544  */
 545 int radeon_vm_alloc_pt(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 546 {
 547         struct radeon_vm *vm_evict;
 548         int r;
 549
 550         if (vm == NULL) {
 551                 return -EINVAL;
 552         }
 553
 554         if (vm->sa_bo != NULL) {
 555                 /* update lru */
 556                 list_del_init(&vm->list);
 557                 list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
 558                 return 0;
 559         }
 560
 561 retry:
 562         r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager, &vm->sa_bo,
 563                              RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(vm->last_pfn * 8),
 564                              RADEON_GPU_PAGE_SIZE, false);
 565         if (r == -ENOMEM) {
 566                 if (list_empty(&rdev->vm_manager.lru_vm)) {
 567                         return r;
 568                 }
 569                 vm_evict = list_first_entry(&rdev->vm_manager.lru_vm, struct radeon_vm, list);
 570                 mutex_lock(&vm_evict->mutex);
 571                 radeon_vm_free_pt(rdev, vm_evict);
 572                 mutex_unlock(&vm_evict->mutex);
 573                 goto retry;
 574
 575         } else if (r) {
 576                 return r;
 577         }
 578
 579         vm->pt = radeon_sa_bo_cpu_addr(vm->sa_bo);
 580         vm->pt_gpu_addr = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->sa_bo);
 581         memset(vm->pt, 0, RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(vm->last_pfn * 8));
 582
 583         list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
 584         return radeon_vm_bo_update_pte(rdev, vm, rdev->ring_tmp_bo.bo,
 585                                        &rdev->ring_tmp_bo.bo->tbo.mem);
 586 }
 587
 588 /**
 589  * radeon_vm_grab_id - allocate the next free VMID
 590  *
 591  * @rdev: radeon_device pointer
 592  * @vm: vm to allocate id for
 593  * @ring: ring we want to submit job to
 594  *
 595  * Allocate an id for the vm (cayman+).
 596  * Returns the fence we need to sync to (if any).
 597  *
 598  * Global and local mutex must be locked!
 599  */
 600 struct radeon_fence *radeon_vm_grab_id(struct radeon_device *rdev,
 601                                        struct radeon_vm *vm, int ring)
 602 {
 603         struct radeon_fence *best[RADEON_NUM_RINGS] = {};
 604         unsigned choices[2] = {};
 605         unsigned i;
 606
 607         /* check if the id is still valid */
 608         if (vm->fence && vm->fence == rdev->vm_manager.active[vm->id])
 609                 return NULL;
 610
 611         /* we definately need to flush */
 612         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 613
 614         /* skip over VMID 0, since it is the system VM */
 615         for (i = 1; i < rdev->vm_manager.nvm; ++i) {
 616                 struct radeon_fence *fence = rdev->vm_manager.active[i];
 617
 618                 if (fence == NULL) {
 619                         /* found a free one */
 620                         vm->id = i;
 621                         return NULL;
 622                 }
 623
 624                 if (radeon_fence_is_earlier(fence, best[fence->ring])) {
 625                         best[fence->ring] = fence;
 626                         choices[fence->ring == ring ? 0 : 1] = i;
 627                 }
 628         }
 629
 630         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 631                 if (choices[i]) {
 632                         vm->id = choices[i];
 633                         return rdev->vm_manager.active[choices[i]];
 634                 }
 635         }
 636
 637         /* should never happen */
 638         BUG();
 639         return NULL;
 640 }
 641
 642 /**
 643  * radeon_vm_fence - remember fence for vm
 644  *
 645  * @rdev: radeon_device pointer
 646  * @vm: vm we want to fence
 647  * @fence: fence to remember
 648  *
 649  * Fence the vm (cayman+).
 650  * Set the fence used to protect page table and id.
 651  *
 652  * Global and local mutex must be locked!
 653  */
 654 void radeon_vm_fence(struct radeon_device *rdev,
 655                      struct radeon_vm *vm,
 656                      struct radeon_fence *fence)
 657 {
 658         radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[vm->id]);
 659         rdev->vm_manager.active[vm->id] = radeon_fence_ref(fence);
 660
 661         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 662         vm->fence = radeon_fence_ref(fence);
 663 }
 664
 665 /* object have to be reserved */
 666 /**
 667  * radeon_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
 668  *
 669  * @rdev: radeon_device pointer
 670  * @vm: requested vm
 671  * @bo: radeon buffer object
 672  * @offset: requested offset of the buffer in the VM address space
 673  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
 674  *
 675  * Add @bo into the requested vm (cayman+).
 676  * Add @bo to the list of bos associated with the vm and validate
 677  * the offset requested within the vm address space.
 678  * Returns 0 for success, error for failure.
 679  */
 680 int radeon_vm_bo_add(struct radeon_device *rdev,
 681                      struct radeon_vm *vm,
 682                      struct radeon_bo *bo,
 683                      uint64_t offset,
 684                      uint32_t flags)
 685 {
 686         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
 687         struct list_head *head;
 688         uint64_t size = radeon_bo_size(bo), last_offset = 0;
 689         unsigned last_pfn;
 690
 691         bo_va = kzalloc(sizeof(struct radeon_bo_va), GFP_KERNEL);
 692         if (bo_va == NULL) {
 693                 return -ENOMEM;
 694         }
 695         bo_va->vm = vm;
 696         bo_va->bo = bo;
 697         bo_va->soffset = offset;
 698         bo_va->eoffset = offset + size;
 699         bo_va->flags = flags;
 700         bo_va->valid = false;
 701         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->bo_list);
 702         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->vm_list);
 703         /* make sure object fit at this offset */
 704         if (bo_va->soffset >= bo_va->eoffset) {
 705                 kfree(bo_va);
 706                 return -EINVAL;
 707         }
 708
 709         last_pfn = bo_va->eoffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 710         if (last_pfn > rdev->vm_manager.max_pfn) {
 711                 kfree(bo_va);
 712                 dev_err(rdev->dev, "va above limit (0x%08X > 0x%08X)\n",
 713                         last_pfn, rdev->vm_manager.max_pfn);
 714                 return -EINVAL;
 715         }
 716
 717         mutex_lock(&vm->mutex);
 718         if (last_pfn > vm->last_pfn) {
 719                 /* release mutex and lock in right order */
 720                 mutex_unlock(&vm->mutex);
 721                 mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 722                 mutex_lock(&vm->mutex);
 723                 /* and check again */
 724                 if (last_pfn > vm->last_pfn) {
 725                         /* grow va space 32M by 32M */
 726                         unsigned align = ((32 << 20) >> 12) - 1;
 727                         radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
 728                         vm->last_pfn = (last_pfn + align) & ~align;
 729                 }
 730                 mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 731         }
 732         head = &vm->va;
 733         last_offset = 0;
 734         list_for_each_entry(tmp, &vm->va, vm_list) {
 735                 if (bo_va->soffset >= last_offset && bo_va->eoffset <= tmp->soffset) {
 736                         /* bo can be added before this one */
 737                         break;
 738                 }
 739                 if (bo_va->eoffset > tmp->soffset && bo_va->soffset < tmp->eoffset) {
 740                         /* bo and tmp overlap, invalid offset */
 741                         dev_err(rdev->dev, "bo %p va 0x%08X conflict with (bo %p 0x%08X 0x%08X)\n",
 742                                 bo, (unsigned)bo_va->soffset, tmp->bo,
 743                                 (unsigned)tmp->soffset, (unsigned)tmp->eoffset);
 744                         kfree(bo_va);
 745                         mutex_unlock(&vm->mutex);
 746                         return -EINVAL;
 747                 }
 748                 last_offset = tmp->eoffset;
 749                 head = &tmp->vm_list;
 750         }
 751         list_add(&bo_va->vm_list, head);
 752         list_add_tail(&bo_va->bo_list, &bo->va);
 753         mutex_unlock(&vm->mutex);
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 /**
 758  * radeon_vm_get_addr - get the physical address of the page
 759  *
 760  * @rdev: radeon_device pointer
 761  * @mem: ttm mem
 762  * @pfn: pfn
 763  *
 764  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
 765  * to (cayman+).
 766  * Returns the physical address of the page.
 767  */
 768 u64 radeon_vm_get_addr(struct radeon_device *rdev,
 769                        struct ttm_mem_reg *mem,
 770                        unsigned pfn)
 771 {
 772         u64 addr = 0;
 773
 774         switch (mem->mem_type) {
 775         case TTM_PL_VRAM:
 776                 addr = (mem->start << PAGE_SHIFT);
 777                 addr += pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 778                 addr += rdev->vm_manager.vram_base_offset;
 779                 break;
 780         case TTM_PL_TT:
 781                 /* offset inside page table */
 782                 addr = mem->start << PAGE_SHIFT;
 783                 addr += pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 784                 addr = addr >> PAGE_SHIFT;
 785                 /* page table offset */
 786                 addr = rdev->gart.pages_addr[addr];
 787                 /* in case cpu page size != gpu page size*/
 788                 addr += (pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE) & (~PAGE_MASK);
 789                 break;
 790         default:
 791                 break;
 792         }
 793         return addr;
 794 }
 795
 796 /**
 797  * radeon_vm_bo_update_pte - map a bo into the vm page table
 798  *
 799  * @rdev: radeon_device pointer
 800  * @vm: requested vm
 801  * @bo: radeon buffer object
 802  * @mem: ttm mem
 803  *
 804  * Fill in the page table entries for @bo (cayman+).
 805  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 806  *
 807  * Object have to be reserved & global and local mutex must be locked!
 808  */
 809 int radeon_vm_bo_update_pte(struct radeon_device *rdev,
 810                             struct radeon_vm *vm,
 811                             struct radeon_bo *bo,
 812                             struct ttm_mem_reg *mem)
 813 {
 814         unsigned ridx = rdev->asic->vm.pt_ring_index;
 815         struct radeon_ring *ring = &rdev->ring[ridx];
 816         struct radeon_semaphore *sem = NULL;
 817         struct radeon_bo_va *bo_va;
 818         unsigned ngpu_pages, ndw;
 819         uint64_t pfn;
 820         int r;
 821
 822         /* nothing to do if vm isn't bound */
 823         if (vm->sa_bo == NULL)
 824                 return 0;
 825
 826         bo_va = radeon_bo_va(bo, vm);
 827         if (bo_va == NULL) {
 828                 dev_err(rdev->dev, "bo %p not in vm %p\n", bo, vm);
 829                 return -EINVAL;
 830         }
 831
 832         if ((bo_va->valid && mem) || (!bo_va->valid && mem == NULL))
 833                 return 0;
 834
 835         ngpu_pages = radeon_bo_ngpu_pages(bo);
 836         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_VALID;
 837         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 838         if (mem) {
 839                 if (mem->mem_type != TTM_PL_SYSTEM) {
 840                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_VALID;
 841                         bo_va->valid = true;
 842                 }
 843                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
 844                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 845                 }
 846                 if (!bo_va->valid) {
 847                         mem = NULL;
 848                 }
 849         } else {
 850                 bo_va->valid = false;
 851         }
 852         pfn = bo_va->soffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 853
 854         if (vm->fence && radeon_fence_signaled(vm->fence)) {
 855                 radeon_fence_unref(&vm->fence);
 856         }
 857
 858         if (vm->fence && vm->fence->ring != ridx) {
 859                 r = radeon_semaphore_create(rdev, &sem);
 860                 if (r) {
 861                         return r;
 862                 }
 863         }
 864
 865         /* estimate number of dw needed */
 866         ndw = 32;
 867         ndw += (ngpu_pages >> 12) * 3;
 868         ndw += ngpu_pages * 2;
 869
 870         r = radeon_ring_lock(rdev, ring, ndw);
 871         if (r) {
 872                 return r;
 873         }
 874
 875         if (sem && radeon_fence_need_sync(vm->fence, ridx)) {
 876                 radeon_semaphore_sync_rings(rdev, sem, vm->fence->ring, ridx);
 877                 radeon_fence_note_sync(vm->fence, ridx);
 878         }
 879
 880         radeon_asic_vm_set_page(rdev, vm, pfn, mem, ngpu_pages, bo_va->flags);
 881
 882         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 883         r = radeon_fence_emit(rdev, &vm->fence, ridx);
 884         if (r) {
 885                 radeon_ring_unlock_undo(rdev, ring);
 886                 return r;
 887         }
 888         radeon_ring_unlock_commit(rdev, ring);
 889         radeon_semaphore_free(rdev, &sem, vm->fence);
 890         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 891         return 0;
 892 }
 893
 894 /**
 895  * radeon_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
 896  *
 897  * @rdev: radeon_device pointer
 898  * @vm: requested vm
 899  * @bo: radeon buffer object
 900  *
 901  * Remove @bo from the requested vm (cayman+).
 902  * Remove @bo from the list of bos associated with the vm and
 903  * remove the ptes for @bo in the page table.
 904  * Returns 0 for success.
 905  *
 906  * Object have to be reserved!
 907  */
 908 int radeon_vm_bo_rmv(struct radeon_device *rdev,
 909                      struct radeon_vm *vm,
 910                      struct radeon_bo *bo)
 911 {
 912         struct radeon_bo_va *bo_va;
 913         int r;
 914
 915         bo_va = radeon_bo_va(bo, vm);
 916         if (bo_va == NULL)
 917                 return 0;
 918
 919         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 920         mutex_lock(&vm->mutex);
 921         r = radeon_vm_bo_update_pte(rdev, vm, bo, NULL);
 922         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 923         list_del(&bo_va->vm_list);
 924         mutex_unlock(&vm->mutex);
 925         list_del(&bo_va->bo_list);
 926
 927         kfree(bo_va);
 928         return r;
 929 }
 930
 931 /**
 932  * radeon_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
 933  *
 934  * @rdev: radeon_device pointer
 935  * @vm: requested vm
 936  * @bo: radeon buffer object
 937  *
 938  * Mark @bo as invalid (cayman+).
 939  */
 940 void radeon_vm_bo_invalidate(struct radeon_device *rdev,
 941                              struct radeon_bo *bo)
 942 {
 943         struct radeon_bo_va *bo_va;
 944
 945         BUG_ON(!atomic_read(&bo->tbo.reserved));
 946         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
 947                 bo_va->valid = false;
 948         }
 949 }
 950
 951 /**
 952  * radeon_vm_init - initialize a vm instance
 953  *
 954  * @rdev: radeon_device pointer
 955  * @vm: requested vm
 956  *
 957  * Init @vm (cayman+).
 958  * Map the IB pool and any other shared objects into the VM
 959  * by default as it's used by all VMs.
 960  * Returns 0 for success, error for failure.
 961  */
 962 int radeon_vm_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 963 {
 964         int r;
 965
 966         vm->id = 0;
 967         vm->fence = NULL;
 968         mutex_init(&vm->mutex);
 969         INIT_LIST_HEAD(&vm->list);
 970         INIT_LIST_HEAD(&vm->va);
 971         /* SI requires equal sized PTs for all VMs, so always set
 972          * last_pfn to max_pfn.  cayman allows variable sized
 973          * pts so we can grow then as needed.  Once we switch
 974          * to two level pts we can unify this again.
 975          */
 976         if (rdev->family >= CHIP_TAHITI)
 977                 vm->last_pfn = rdev->vm_manager.max_pfn;
 978         else
 979                 vm->last_pfn = 0;
 980         /* map the ib pool buffer at 0 in virtual address space, set
 981          * read only
 982          */
 983         r = radeon_vm_bo_add(rdev, vm, rdev->ring_tmp_bo.bo, 0,
 984                              RADEON_VM_PAGE_READABLE | RADEON_VM_PAGE_SNOOPED);
 985         return r;
 986 }
 987
 988 /**
 989  * radeon_vm_fini - tear down a vm instance
 990  *
 991  * @rdev: radeon_device pointer
 992  * @vm: requested vm
 993  *
 994  * Tear down @vm (cayman+).
 995  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
 996  */
 997 void radeon_vm_fini(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 998 {
 999         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
1000         int r;
1001
1002         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
1003         mutex_lock(&vm->mutex);
1004         radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
1005         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
1006
1007         /* remove all bo at this point non are busy any more because unbind
1008          * waited for the last vm fence to signal
1009          */
1010         r = radeon_bo_reserve(rdev->ring_tmp_bo.bo, false);
1011         if (!r) {
1012                 bo_va = radeon_bo_va(rdev->ring_tmp_bo.bo, vm);
1013                 list_del_init(&bo_va->bo_list);
1014                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
1015                 radeon_bo_unreserve(rdev->ring_tmp_bo.bo);
1016                 kfree(bo_va);
1017         }
1018         if (!list_empty(&vm->va)) {
1019                 dev_err(rdev->dev, "still active bo inside vm\n");
1020         }
1021         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->va, vm_list) {
1022                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
1023                 r = radeon_bo_reserve(bo_va->bo, false);
1024                 if (!r) {
1025                         list_del_init(&bo_va->bo_list);
1026                         radeon_bo_unreserve(bo_va->bo);
1027                         kfree(bo_va);
1028                 }
1029         }
1030         radeon_fence_unref(&vm->fence);
1031         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
1032         mutex_unlock(&vm->mutex);
1033 }