drm/ttm: make ttm_mem_type_manager_func debug more useful
[platform/kernel/linux-rpi.git] / include / drm / ttm / ttm_bo_driver.h
1 /**************************************************************************
2  *
3  * Copyright (c) 2006-2009 Vmware, Inc., Palo Alto, CA., USA
4  * All Rights Reserved.
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
7  * copy of this software and associated documentation files (the
8  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
9  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
10  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
11  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
12  * the following conditions:
13  *
14  * The above copyright notice and this permission notice (including the
15  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
16  * of the Software.
17  *
18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
21  * THE COPYRIGHT HOLDERS, AUTHORS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM,
22  * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR
23  * OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE
24  * USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
25  *
26  **************************************************************************/
27 /*
28  * Authors: Thomas Hellstrom <thellstrom-at-vmware-dot-com>
29  */
30 #ifndef _TTM_BO_DRIVER_H_
31 #define _TTM_BO_DRIVER_H_
32
33 #include <drm/drm_mm.h>
34 #include <drm/drm_global.h>
35 #include <drm/drm_vma_manager.h>
36 #include <linux/workqueue.h>
37 #include <linux/fs.h>
38 #include <linux/spinlock.h>
39 #include <linux/reservation.h>
40
41 #include "ttm_bo_api.h"
42 #include "ttm_memory.h"
43 #include "ttm_module.h"
44 #include "ttm_placement.h"
45
46 #define TTM_MAX_BO_PRIORITY     4U
47
48 struct ttm_backend_func {
49         /**
50          * struct ttm_backend_func member bind
51          *
52          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
53          * @bo_mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg describing the
54          * memory type and location for binding.
55          *
56          * Bind the backend pages into the aperture in the location
57          * indicated by @bo_mem. This function should be able to handle
58          * differences between aperture and system page sizes.
59          */
60         int (*bind) (struct ttm_tt *ttm, struct ttm_mem_reg *bo_mem);
61
62         /**
63          * struct ttm_backend_func member unbind
64          *
65          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
66          *
67          * Unbind previously bound backend pages. This function should be
68          * able to handle differences between aperture and system page sizes.
69          */
70         int (*unbind) (struct ttm_tt *ttm);
71
72         /**
73          * struct ttm_backend_func member destroy
74          *
75          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
76          *
77          * Destroy the backend. This will be call back from ttm_tt_destroy so
78          * don't call ttm_tt_destroy from the callback or infinite loop.
79          */
80         void (*destroy) (struct ttm_tt *ttm);
81 };
82
83 #define TTM_PAGE_FLAG_WRITE           (1 << 3)
84 #define TTM_PAGE_FLAG_SWAPPED         (1 << 4)
85 #define TTM_PAGE_FLAG_PERSISTENT_SWAP (1 << 5)
86 #define TTM_PAGE_FLAG_ZERO_ALLOC      (1 << 6)
87 #define TTM_PAGE_FLAG_DMA32           (1 << 7)
88 #define TTM_PAGE_FLAG_SG              (1 << 8)
89
90 enum ttm_caching_state {
91         tt_uncached,
92         tt_wc,
93         tt_cached
94 };
95
96 /**
97  * struct ttm_tt
98  *
99  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
100  * @func: Pointer to a struct ttm_backend_func that describes
101  * the backend methods.
102  * @dummy_read_page: Page to map where the ttm_tt page array contains a NULL
103  * pointer.
104  * @pages: Array of pages backing the data.
105  * @num_pages: Number of pages in the page array.
106  * @bdev: Pointer to the current struct ttm_bo_device.
107  * @be: Pointer to the ttm backend.
108  * @swap_storage: Pointer to shmem struct file for swap storage.
109  * @caching_state: The current caching state of the pages.
110  * @state: The current binding state of the pages.
111  *
112  * This is a structure holding the pages, caching- and aperture binding
113  * status for a buffer object that isn't backed by fixed (VRAM / AGP)
114  * memory.
115  */
116
117 struct ttm_tt {
118         struct ttm_bo_device *bdev;
119         struct ttm_backend_func *func;
120         struct page *dummy_read_page;
121         struct page **pages;
122         uint32_t page_flags;
123         unsigned long num_pages;
124         struct sg_table *sg; /* for SG objects via dma-buf */
125         struct ttm_bo_global *glob;
126         struct file *swap_storage;
127         enum ttm_caching_state caching_state;
128         enum {
129                 tt_bound,
130                 tt_unbound,
131                 tt_unpopulated,
132         } state;
133 };
134
135 /**
136  * struct ttm_dma_tt
137  *
138  * @ttm: Base ttm_tt struct.
139  * @dma_address: The DMA (bus) addresses of the pages
140  * @pages_list: used by some page allocation backend
141  *
142  * This is a structure holding the pages, caching- and aperture binding
143  * status for a buffer object that isn't backed by fixed (VRAM / AGP)
144  * memory.
145  */
146 struct ttm_dma_tt {
147         struct ttm_tt ttm;
148         dma_addr_t *dma_address;
149         struct list_head pages_list;
150 };
151
152 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_FIXED         (1 << 0) /* Fixed (on-card) PCI memory */
153 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_MAPPABLE      (1 << 1) /* Memory mappable */
154 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_CMA           (1 << 3) /* Can't map aperture */
155
156 struct ttm_mem_type_manager;
157
158 struct ttm_mem_type_manager_func {
159         /**
160          * struct ttm_mem_type_manager member init
161          *
162          * @man: Pointer to a memory type manager.
163          * @p_size: Implementation dependent, but typically the size of the
164          * range to be managed in pages.
165          *
166          * Called to initialize a private range manager. The function is
167          * expected to initialize the man::priv member.
168          * Returns 0 on success, negative error code on failure.
169          */
170         int  (*init)(struct ttm_mem_type_manager *man, unsigned long p_size);
171
172         /**
173          * struct ttm_mem_type_manager member takedown
174          *
175          * @man: Pointer to a memory type manager.
176          *
177          * Called to undo the setup done in init. All allocated resources
178          * should be freed.
179          */
180         int  (*takedown)(struct ttm_mem_type_manager *man);
181
182         /**
183          * struct ttm_mem_type_manager member get_node
184          *
185          * @man: Pointer to a memory type manager.
186          * @bo: Pointer to the buffer object we're allocating space for.
187          * @placement: Placement details.
188          * @flags: Additional placement flags.
189          * @mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg to be filled in.
190          *
191          * This function should allocate space in the memory type managed
192          * by @man. Placement details if
193          * applicable are given by @placement. If successful,
194          * @mem::mm_node should be set to a non-null value, and
195          * @mem::start should be set to a value identifying the beginning
196          * of the range allocated, and the function should return zero.
197          * If the memory region accommodate the buffer object, @mem::mm_node
198          * should be set to NULL, and the function should return 0.
199          * If a system error occurred, preventing the request to be fulfilled,
200          * the function should return a negative error code.
201          *
202          * Note that @mem::mm_node will only be dereferenced by
203          * struct ttm_mem_type_manager functions and optionally by the driver,
204          * which has knowledge of the underlying type.
205          *
206          * This function may not be called from within atomic context, so
207          * an implementation can and must use either a mutex or a spinlock to
208          * protect any data structures managing the space.
209          */
210         int  (*get_node)(struct ttm_mem_type_manager *man,
211                          struct ttm_buffer_object *bo,
212                          const struct ttm_place *place,
213                          struct ttm_mem_reg *mem);
214
215         /**
216          * struct ttm_mem_type_manager member put_node
217          *
218          * @man: Pointer to a memory type manager.
219          * @mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg to be filled in.
220          *
221          * This function frees memory type resources previously allocated
222          * and that are identified by @mem::mm_node and @mem::start. May not
223          * be called from within atomic context.
224          */
225         void (*put_node)(struct ttm_mem_type_manager *man,
226                          struct ttm_mem_reg *mem);
227
228         /**
229          * struct ttm_mem_type_manager member debug
230          *
231          * @man: Pointer to a memory type manager.
232          * @printer: Prefix to be used in printout to identify the caller.
233          *
234          * This function is called to print out the state of the memory
235          * type manager to aid debugging of out-of-memory conditions.
236          * It may not be called from within atomic context.
237          */
238         void (*debug)(struct ttm_mem_type_manager *man,
239                       struct drm_printer *printer);
240 };
241
242 /**
243  * struct ttm_mem_type_manager
244  *
245  * @has_type: The memory type has been initialized.
246  * @use_type: The memory type is enabled.
247  * @flags: TTM_MEMTYPE_XX flags identifying the traits of the memory
248  * managed by this memory type.
249  * @gpu_offset: If used, the GPU offset of the first managed page of
250  * fixed memory or the first managed location in an aperture.
251  * @size: Size of the managed region.
252  * @available_caching: A mask of available caching types, TTM_PL_FLAG_XX,
253  * as defined in ttm_placement_common.h
254  * @default_caching: The default caching policy used for a buffer object
255  * placed in this memory type if the user doesn't provide one.
256  * @func: structure pointer implementing the range manager. See above
257  * @priv: Driver private closure for @func.
258  * @io_reserve_mutex: Mutex optionally protecting shared io_reserve structures
259  * @use_io_reserve_lru: Use an lru list to try to unreserve io_mem_regions
260  * reserved by the TTM vm system.
261  * @io_reserve_lru: Optional lru list for unreserving io mem regions.
262  * @io_reserve_fastpath: Only use bdev::driver::io_mem_reserve to obtain
263  * @move_lock: lock for move fence
264  * static information. bdev::driver::io_mem_free is never used.
265  * @lru: The lru list for this memory type.
266  * @move: The fence of the last pipelined move operation.
267  *
268  * This structure is used to identify and manage memory types for a device.
269  * It's set up by the ttm_bo_driver::init_mem_type method.
270  */
271
272
273
274 struct ttm_mem_type_manager {
275         struct ttm_bo_device *bdev;
276
277         /*
278          * No protection. Constant from start.
279          */
280
281         bool has_type;
282         bool use_type;
283         uint32_t flags;
284         uint64_t gpu_offset; /* GPU address space is independent of CPU word size */
285         uint64_t size;
286         uint32_t available_caching;
287         uint32_t default_caching;
288         const struct ttm_mem_type_manager_func *func;
289         void *priv;
290         struct mutex io_reserve_mutex;
291         bool use_io_reserve_lru;
292         bool io_reserve_fastpath;
293         spinlock_t move_lock;
294
295         /*
296          * Protected by @io_reserve_mutex:
297          */
298
299         struct list_head io_reserve_lru;
300
301         /*
302          * Protected by the global->lru_lock.
303          */
304
305         struct list_head lru[TTM_MAX_BO_PRIORITY];
306
307         /*
308          * Protected by @move_lock.
309          */
310         struct dma_fence *move;
311 };
312
313 /**
314  * struct ttm_bo_driver
315  *
316  * @create_ttm_backend_entry: Callback to create a struct ttm_backend.
317  * @invalidate_caches: Callback to invalidate read caches when a buffer object
318  * has been evicted.
319  * @init_mem_type: Callback to initialize a struct ttm_mem_type_manager
320  * structure.
321  * @evict_flags: Callback to obtain placement flags when a buffer is evicted.
322  * @move: Callback for a driver to hook in accelerated functions to
323  * move a buffer.
324  * If set to NULL, a potentially slow memcpy() move is used.
325  */
326
327 struct ttm_bo_driver {
328         /**
329          * ttm_tt_create
330          *
331          * @bdev: pointer to a struct ttm_bo_device:
332          * @size: Size of the data needed backing.
333          * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
334          * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
335          *
336          * Create a struct ttm_tt to back data with system memory pages.
337          * No pages are actually allocated.
338          * Returns:
339          * NULL: Out of memory.
340          */
341         struct ttm_tt *(*ttm_tt_create)(struct ttm_bo_device *bdev,
342                                         unsigned long size,
343                                         uint32_t page_flags,
344                                         struct page *dummy_read_page);
345
346         /**
347          * ttm_tt_populate
348          *
349          * @ttm: The struct ttm_tt to contain the backing pages.
350          *
351          * Allocate all backing pages
352          * Returns:
353          * -ENOMEM: Out of memory.
354          */
355         int (*ttm_tt_populate)(struct ttm_tt *ttm);
356
357         /**
358          * ttm_tt_unpopulate
359          *
360          * @ttm: The struct ttm_tt to contain the backing pages.
361          *
362          * Free all backing page
363          */
364         void (*ttm_tt_unpopulate)(struct ttm_tt *ttm);
365
366         /**
367          * struct ttm_bo_driver member invalidate_caches
368          *
369          * @bdev: the buffer object device.
370          * @flags: new placement of the rebound buffer object.
371          *
372          * A previosly evicted buffer has been rebound in a
373          * potentially new location. Tell the driver that it might
374          * consider invalidating read (texture) caches on the next command
375          * submission as a consequence.
376          */
377
378         int (*invalidate_caches)(struct ttm_bo_device *bdev, uint32_t flags);
379         int (*init_mem_type)(struct ttm_bo_device *bdev, uint32_t type,
380                              struct ttm_mem_type_manager *man);
381
382         /**
383          * struct ttm_bo_driver member eviction_valuable
384          *
385          * @bo: the buffer object to be evicted
386          * @place: placement we need room for
387          *
388          * Check with the driver if it is valuable to evict a BO to make room
389          * for a certain placement.
390          */
391         bool (*eviction_valuable)(struct ttm_buffer_object *bo,
392                                   const struct ttm_place *place);
393         /**
394          * struct ttm_bo_driver member evict_flags:
395          *
396          * @bo: the buffer object to be evicted
397          *
398          * Return the bo flags for a buffer which is not mapped to the hardware.
399          * These will be placed in proposed_flags so that when the move is
400          * finished, they'll end up in bo->mem.flags
401          */
402
403         void (*evict_flags)(struct ttm_buffer_object *bo,
404                             struct ttm_placement *placement);
405
406         /**
407          * struct ttm_bo_driver member move:
408          *
409          * @bo: the buffer to move
410          * @evict: whether this motion is evicting the buffer from
411          * the graphics address space
412          * @interruptible: Use interruptible sleeps if possible when sleeping.
413          * @no_wait: whether this should give up and return -EBUSY
414          * if this move would require sleeping
415          * @new_mem: the new memory region receiving the buffer
416          *
417          * Move a buffer between two memory regions.
418          */
419         int (*move)(struct ttm_buffer_object *bo, bool evict,
420                     bool interruptible, bool no_wait_gpu,
421                     struct ttm_mem_reg *new_mem);
422
423         /**
424          * struct ttm_bo_driver_member verify_access
425          *
426          * @bo: Pointer to a buffer object.
427          * @filp: Pointer to a struct file trying to access the object.
428          *
429          * Called from the map / write / read methods to verify that the
430          * caller is permitted to access the buffer object.
431          * This member may be set to NULL, which will refuse this kind of
432          * access for all buffer objects.
433          * This function should return 0 if access is granted, -EPERM otherwise.
434          */
435         int (*verify_access)(struct ttm_buffer_object *bo,
436                              struct file *filp);
437
438         /**
439          * Hook to notify driver about a driver move so it
440          * can do tiling things and book-keeping.
441          *
442          * @evict: whether this move is evicting the buffer from the graphics
443          * address space
444          */
445         void (*move_notify)(struct ttm_buffer_object *bo,
446                             bool evict,
447                             struct ttm_mem_reg *new_mem);
448         /* notify the driver we are taking a fault on this BO
449          * and have reserved it */
450         int (*fault_reserve_notify)(struct ttm_buffer_object *bo);
451
452         /**
453          * notify the driver that we're about to swap out this bo
454          */
455         void (*swap_notify)(struct ttm_buffer_object *bo);
456
457         /**
458          * Driver callback on when mapping io memory (for bo_move_memcpy
459          * for instance). TTM will take care to call io_mem_free whenever
460          * the mapping is not use anymore. io_mem_reserve & io_mem_free
461          * are balanced.
462          */
463         int (*io_mem_reserve)(struct ttm_bo_device *bdev,
464                               struct ttm_mem_reg *mem);
465         void (*io_mem_free)(struct ttm_bo_device *bdev,
466                             struct ttm_mem_reg *mem);
467
468         /**
469          * Return the pfn for a given page_offset inside the BO.
470          *
471          * @bo: the BO to look up the pfn for
472          * @page_offset: the offset to look up
473          */
474         unsigned long (*io_mem_pfn)(struct ttm_buffer_object *bo,
475                                     unsigned long page_offset);
476
477         /**
478          * Read/write memory buffers for ptrace access
479          *
480          * @bo: the BO to access
481          * @offset: the offset from the start of the BO
482          * @buf: pointer to source/destination buffer
483          * @len: number of bytes to copy
484          * @write: whether to read (0) from or write (non-0) to BO
485          *
486          * If successful, this function should return the number of
487          * bytes copied, -EIO otherwise. If the number of bytes
488          * returned is < len, the function may be called again with
489          * the remainder of the buffer to copy.
490          */
491         int (*access_memory)(struct ttm_buffer_object *bo, unsigned long offset,
492                              void *buf, int len, int write);
493 };
494
495 /**
496  * struct ttm_bo_global_ref - Argument to initialize a struct ttm_bo_global.
497  */
498
499 struct ttm_bo_global_ref {
500         struct drm_global_reference ref;
501         struct ttm_mem_global *mem_glob;
502 };
503
504 /**
505  * struct ttm_bo_global - Buffer object driver global data.
506  *
507  * @mem_glob: Pointer to a struct ttm_mem_global object for accounting.
508  * @dummy_read_page: Pointer to a dummy page used for mapping requests
509  * of unpopulated pages.
510  * @shrink: A shrink callback object used for buffer object swap.
511  * @device_list_mutex: Mutex protecting the device list.
512  * This mutex is held while traversing the device list for pm options.
513  * @lru_lock: Spinlock protecting the bo subsystem lru lists.
514  * @device_list: List of buffer object devices.
515  * @swap_lru: Lru list of buffer objects used for swapping.
516  */
517
518 struct ttm_bo_global {
519
520         /**
521          * Constant after init.
522          */
523
524         struct kobject kobj;
525         struct ttm_mem_global *mem_glob;
526         struct page *dummy_read_page;
527         struct ttm_mem_shrink shrink;
528         struct mutex device_list_mutex;
529         spinlock_t lru_lock;
530
531         /**
532          * Protected by device_list_mutex.
533          */
534         struct list_head device_list;
535
536         /**
537          * Protected by the lru_lock.
538          */
539         struct list_head swap_lru[TTM_MAX_BO_PRIORITY];
540
541         /**
542          * Internal protection.
543          */
544         atomic_t bo_count;
545 };
546
547
548 #define TTM_NUM_MEM_TYPES 8
549
550 /**
551  * struct ttm_bo_device - Buffer object driver device-specific data.
552  *
553  * @driver: Pointer to a struct ttm_bo_driver struct setup by the driver.
554  * @man: An array of mem_type_managers.
555  * @vma_manager: Address space manager
556  * lru_lock: Spinlock that protects the buffer+device lru lists and
557  * ddestroy lists.
558  * @dev_mapping: A pointer to the struct address_space representing the
559  * device address space.
560  * @wq: Work queue structure for the delayed delete workqueue.
561  *
562  */
563
564 struct ttm_bo_device {
565
566         /*
567          * Constant after bo device init / atomic.
568          */
569         struct list_head device_list;
570         struct ttm_bo_global *glob;
571         struct ttm_bo_driver *driver;
572         struct ttm_mem_type_manager man[TTM_NUM_MEM_TYPES];
573
574         /*
575          * Protected by internal locks.
576          */
577         struct drm_vma_offset_manager vma_manager;
578
579         /*
580          * Protected by the global:lru lock.
581          */
582         struct list_head ddestroy;
583
584         /*
585          * Protected by load / firstopen / lastclose /unload sync.
586          */
587
588         struct address_space *dev_mapping;
589
590         /*
591          * Internal protection.
592          */
593
594         struct delayed_work wq;
595
596         bool need_dma32;
597 };
598
599 /**
600  * ttm_flag_masked
601  *
602  * @old: Pointer to the result and original value.
603  * @new: New value of bits.
604  * @mask: Mask of bits to change.
605  *
606  * Convenience function to change a number of bits identified by a mask.
607  */
608
609 static inline uint32_t
610 ttm_flag_masked(uint32_t *old, uint32_t new, uint32_t mask)
611 {
612         *old ^= (*old ^ new) & mask;
613         return *old;
614 }
615
616 /**
617  * ttm_tt_init
618  *
619  * @ttm: The struct ttm_tt.
620  * @bdev: pointer to a struct ttm_bo_device:
621  * @size: Size of the data needed backing.
622  * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
623  * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
624  *
625  * Create a struct ttm_tt to back data with system memory pages.
626  * No pages are actually allocated.
627  * Returns:
628  * NULL: Out of memory.
629  */
630 extern int ttm_tt_init(struct ttm_tt *ttm, struct ttm_bo_device *bdev,
631                         unsigned long size, uint32_t page_flags,
632                         struct page *dummy_read_page);
633 extern int ttm_dma_tt_init(struct ttm_dma_tt *ttm_dma, struct ttm_bo_device *bdev,
634                            unsigned long size, uint32_t page_flags,
635                            struct page *dummy_read_page);
636
637 /**
638  * ttm_tt_fini
639  *
640  * @ttm: the ttm_tt structure.
641  *
642  * Free memory of ttm_tt structure
643  */
644 extern void ttm_tt_fini(struct ttm_tt *ttm);
645 extern void ttm_dma_tt_fini(struct ttm_dma_tt *ttm_dma);
646
647 /**
648  * ttm_ttm_bind:
649  *
650  * @ttm: The struct ttm_tt containing backing pages.
651  * @bo_mem: The struct ttm_mem_reg identifying the binding location.
652  *
653  * Bind the pages of @ttm to an aperture location identified by @bo_mem
654  */
655 extern int ttm_tt_bind(struct ttm_tt *ttm, struct ttm_mem_reg *bo_mem);
656
657 /**
658  * ttm_ttm_destroy:
659  *
660  * @ttm: The struct ttm_tt.
661  *
662  * Unbind, unpopulate and destroy common struct ttm_tt.
663  */
664 extern void ttm_tt_destroy(struct ttm_tt *ttm);
665
666 /**
667  * ttm_ttm_unbind:
668  *
669  * @ttm: The struct ttm_tt.
670  *
671  * Unbind a struct ttm_tt.
672  */
673 extern void ttm_tt_unbind(struct ttm_tt *ttm);
674
675 /**
676  * ttm_tt_swapin:
677  *
678  * @ttm: The struct ttm_tt.
679  *
680  * Swap in a previously swap out ttm_tt.
681  */
682 extern int ttm_tt_swapin(struct ttm_tt *ttm);
683
684 /**
685  * ttm_tt_set_placement_caching:
686  *
687  * @ttm A struct ttm_tt the backing pages of which will change caching policy.
688  * @placement: Flag indicating the desired caching policy.
689  *
690  * This function will change caching policy of any default kernel mappings of
691  * the pages backing @ttm. If changing from cached to uncached or
692  * write-combined,
693  * all CPU caches will first be flushed to make sure the data of the pages
694  * hit RAM. This function may be very costly as it involves global TLB
695  * and cache flushes and potential page splitting / combining.
696  */
697 extern int ttm_tt_set_placement_caching(struct ttm_tt *ttm, uint32_t placement);
698 extern int ttm_tt_swapout(struct ttm_tt *ttm,
699                           struct file *persistent_swap_storage);
700
701 /**
702  * ttm_tt_unpopulate - free pages from a ttm
703  *
704  * @ttm: Pointer to the ttm_tt structure
705  *
706  * Calls the driver method to free all pages from a ttm
707  */
708 extern void ttm_tt_unpopulate(struct ttm_tt *ttm);
709
710 /*
711  * ttm_bo.c
712  */
713
714 /**
715  * ttm_mem_reg_is_pci
716  *
717  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
718  * @mem: A valid struct ttm_mem_reg.
719  *
720  * Returns true if the memory described by @mem is PCI memory,
721  * false otherwise.
722  */
723 extern bool ttm_mem_reg_is_pci(struct ttm_bo_device *bdev,
724                                    struct ttm_mem_reg *mem);
725
726 /**
727  * ttm_bo_mem_space
728  *
729  * @bo: Pointer to a struct ttm_buffer_object. the data of which
730  * we want to allocate space for.
731  * @proposed_placement: Proposed new placement for the buffer object.
732  * @mem: A struct ttm_mem_reg.
733  * @interruptible: Sleep interruptible when sliping.
734  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
735  *
736  * Allocate memory space for the buffer object pointed to by @bo, using
737  * the placement flags in @mem, potentially evicting other idle buffer objects.
738  * This function may sleep while waiting for space to become available.
739  * Returns:
740  * -EBUSY: No space available (only if no_wait == 1).
741  * -ENOMEM: Could not allocate memory for the buffer object, either due to
742  * fragmentation or concurrent allocators.
743  * -ERESTARTSYS: An interruptible sleep was interrupted by a signal.
744  */
745 extern int ttm_bo_mem_space(struct ttm_buffer_object *bo,
746                                 struct ttm_placement *placement,
747                                 struct ttm_mem_reg *mem,
748                                 bool interruptible,
749                                 bool no_wait_gpu);
750
751 extern void ttm_bo_mem_put(struct ttm_buffer_object *bo,
752                            struct ttm_mem_reg *mem);
753 extern void ttm_bo_mem_put_locked(struct ttm_buffer_object *bo,
754                                   struct ttm_mem_reg *mem);
755
756 extern void ttm_bo_global_release(struct drm_global_reference *ref);
757 extern int ttm_bo_global_init(struct drm_global_reference *ref);
758
759 extern int ttm_bo_device_release(struct ttm_bo_device *bdev);
760
761 /**
762  * ttm_bo_device_init
763  *
764  * @bdev: A pointer to a struct ttm_bo_device to initialize.
765  * @glob: A pointer to an initialized struct ttm_bo_global.
766  * @driver: A pointer to a struct ttm_bo_driver set up by the caller.
767  * @mapping: The address space to use for this bo.
768  * @file_page_offset: Offset into the device address space that is available
769  * for buffer data. This ensures compatibility with other users of the
770  * address space.
771  *
772  * Initializes a struct ttm_bo_device:
773  * Returns:
774  * !0: Failure.
775  */
776 extern int ttm_bo_device_init(struct ttm_bo_device *bdev,
777                               struct ttm_bo_global *glob,
778                               struct ttm_bo_driver *driver,
779                               struct address_space *mapping,
780                               uint64_t file_page_offset, bool need_dma32);
781
782 /**
783  * ttm_bo_unmap_virtual
784  *
785  * @bo: tear down the virtual mappings for this BO
786  */
787 extern void ttm_bo_unmap_virtual(struct ttm_buffer_object *bo);
788
789 /**
790  * ttm_bo_unmap_virtual
791  *
792  * @bo: tear down the virtual mappings for this BO
793  *
794  * The caller must take ttm_mem_io_lock before calling this function.
795  */
796 extern void ttm_bo_unmap_virtual_locked(struct ttm_buffer_object *bo);
797
798 extern int ttm_mem_io_reserve_vm(struct ttm_buffer_object *bo);
799 extern void ttm_mem_io_free_vm(struct ttm_buffer_object *bo);
800 extern int ttm_mem_io_lock(struct ttm_mem_type_manager *man,
801                            bool interruptible);
802 extern void ttm_mem_io_unlock(struct ttm_mem_type_manager *man);
803
804 extern void ttm_bo_del_sub_from_lru(struct ttm_buffer_object *bo);
805 extern void ttm_bo_add_to_lru(struct ttm_buffer_object *bo);
806
807 /**
808  * __ttm_bo_reserve:
809  *
810  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
811  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
812  * @no_wait: Don't sleep while trying to reserve, rather return -EBUSY.
813  * @ticket: ticket used to acquire the ww_mutex.
814  *
815  * Will not remove reserved buffers from the lru lists.
816  * Otherwise identical to ttm_bo_reserve.
817  *
818  * Returns:
819  * -EDEADLK: The reservation may cause a deadlock.
820  * Release all buffer reservations, wait for @bo to become unreserved and
821  * try again. (only if use_sequence == 1).
822  * -ERESTARTSYS: A wait for the buffer to become unreserved was interrupted by
823  * a signal. Release all buffer reservations and return to user-space.
824  * -EBUSY: The function needed to sleep, but @no_wait was true
825  * -EALREADY: Bo already reserved using @ticket. This error code will only
826  * be returned if @use_ticket is set to true.
827  */
828 static inline int __ttm_bo_reserve(struct ttm_buffer_object *bo,
829                                    bool interruptible, bool no_wait,
830                                    struct ww_acquire_ctx *ticket)
831 {
832         int ret = 0;
833
834         if (no_wait) {
835                 bool success;
836                 if (WARN_ON(ticket))
837                         return -EBUSY;
838
839                 success = ww_mutex_trylock(&bo->resv->lock);
840                 return success ? 0 : -EBUSY;
841         }
842
843         if (interruptible)
844                 ret = ww_mutex_lock_interruptible(&bo->resv->lock, ticket);
845         else
846                 ret = ww_mutex_lock(&bo->resv->lock, ticket);
847         if (ret == -EINTR)
848                 return -ERESTARTSYS;
849         return ret;
850 }
851
852 /**
853  * ttm_bo_reserve:
854  *
855  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
856  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
857  * @no_wait: Don't sleep while trying to reserve, rather return -EBUSY.
858  * @ticket: ticket used to acquire the ww_mutex.
859  *
860  * Locks a buffer object for validation. (Or prevents other processes from
861  * locking it for validation) and removes it from lru lists, while taking
862  * a number of measures to prevent deadlocks.
863  *
864  * Deadlocks may occur when two processes try to reserve multiple buffers in
865  * different order, either by will or as a result of a buffer being evicted
866  * to make room for a buffer already reserved. (Buffers are reserved before
867  * they are evicted). The following algorithm prevents such deadlocks from
868  * occurring:
869  * Processes attempting to reserve multiple buffers other than for eviction,
870  * (typically execbuf), should first obtain a unique 32-bit
871  * validation sequence number,
872  * and call this function with @use_ticket == 1 and @ticket->stamp == the unique
873  * sequence number. If upon call of this function, the buffer object is already
874  * reserved, the validation sequence is checked against the validation
875  * sequence of the process currently reserving the buffer,
876  * and if the current validation sequence is greater than that of the process
877  * holding the reservation, the function returns -EDEADLK. Otherwise it sleeps
878  * waiting for the buffer to become unreserved, after which it retries
879  * reserving.
880  * The caller should, when receiving an -EDEADLK error
881  * release all its buffer reservations, wait for @bo to become unreserved, and
882  * then rerun the validation with the same validation sequence. This procedure
883  * will always guarantee that the process with the lowest validation sequence
884  * will eventually succeed, preventing both deadlocks and starvation.
885  *
886  * Returns:
887  * -EDEADLK: The reservation may cause a deadlock.
888  * Release all buffer reservations, wait for @bo to become unreserved and
889  * try again. (only if use_sequence == 1).
890  * -ERESTARTSYS: A wait for the buffer to become unreserved was interrupted by
891  * a signal. Release all buffer reservations and return to user-space.
892  * -EBUSY: The function needed to sleep, but @no_wait was true
893  * -EALREADY: Bo already reserved using @ticket. This error code will only
894  * be returned if @use_ticket is set to true.
895  */
896 static inline int ttm_bo_reserve(struct ttm_buffer_object *bo,
897                                  bool interruptible, bool no_wait,
898                                  struct ww_acquire_ctx *ticket)
899 {
900         int ret;
901
902         WARN_ON(!kref_read(&bo->kref));
903
904         ret = __ttm_bo_reserve(bo, interruptible, no_wait, ticket);
905         if (likely(ret == 0))
906                 ttm_bo_del_sub_from_lru(bo);
907
908         return ret;
909 }
910
911 /**
912  * ttm_bo_reserve_slowpath:
913  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
914  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
915  * @sequence: Set (@bo)->sequence to this value after lock
916  *
917  * This is called after ttm_bo_reserve returns -EAGAIN and we backed off
918  * from all our other reservations. Because there are no other reservations
919  * held by us, this function cannot deadlock any more.
920  */
921 static inline int ttm_bo_reserve_slowpath(struct ttm_buffer_object *bo,
922                                           bool interruptible,
923                                           struct ww_acquire_ctx *ticket)
924 {
925         int ret = 0;
926
927         WARN_ON(!kref_read(&bo->kref));
928
929         if (interruptible)
930                 ret = ww_mutex_lock_slow_interruptible(&bo->resv->lock,
931                                                        ticket);
932         else
933                 ww_mutex_lock_slow(&bo->resv->lock, ticket);
934
935         if (likely(ret == 0))
936                 ttm_bo_del_sub_from_lru(bo);
937         else if (ret == -EINTR)
938                 ret = -ERESTARTSYS;
939
940         return ret;
941 }
942
943 /**
944  * __ttm_bo_unreserve
945  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
946  *
947  * Unreserve a previous reservation of @bo where the buffer object is
948  * already on lru lists.
949  */
950 static inline void __ttm_bo_unreserve(struct ttm_buffer_object *bo)
951 {
952         ww_mutex_unlock(&bo->resv->lock);
953 }
954
955 /**
956  * ttm_bo_unreserve
957  *
958  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
959  *
960  * Unreserve a previous reservation of @bo.
961  */
962 static inline void ttm_bo_unreserve(struct ttm_buffer_object *bo)
963 {
964         if (!(bo->mem.placement & TTM_PL_FLAG_NO_EVICT)) {
965                 spin_lock(&bo->glob->lru_lock);
966                 ttm_bo_add_to_lru(bo);
967                 spin_unlock(&bo->glob->lru_lock);
968         }
969         __ttm_bo_unreserve(bo);
970 }
971
972 /**
973  * ttm_bo_unreserve_ticket
974  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
975  * @ticket: ww_acquire_ctx used for reserving
976  *
977  * Unreserve a previous reservation of @bo made with @ticket.
978  */
979 static inline void ttm_bo_unreserve_ticket(struct ttm_buffer_object *bo,
980                                            struct ww_acquire_ctx *t)
981 {
982         ttm_bo_unreserve(bo);
983 }
984
985 /*
986  * ttm_bo_util.c
987  */
988
989 int ttm_mem_io_reserve(struct ttm_bo_device *bdev,
990                        struct ttm_mem_reg *mem);
991 void ttm_mem_io_free(struct ttm_bo_device *bdev,
992                      struct ttm_mem_reg *mem);
993 /**
994  * ttm_bo_move_ttm
995  *
996  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
997  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
998  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
999  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1000  *
1001  * Optimized move function for a buffer object with both old and
1002  * new placement backed by a TTM. The function will, if successful,
1003  * free any old aperture space, and set (@new_mem)->mm_node to NULL,
1004  * and update the (@bo)->mem placement flags. If unsuccessful, the old
1005  * data remains untouched, and it's up to the caller to free the
1006  * memory space indicated by @new_mem.
1007  * Returns:
1008  * !0: Failure.
1009  */
1010
1011 extern int ttm_bo_move_ttm(struct ttm_buffer_object *bo,
1012                            bool interruptible, bool no_wait_gpu,
1013                            struct ttm_mem_reg *new_mem);
1014
1015 /**
1016  * ttm_bo_move_memcpy
1017  *
1018  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1019  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
1020  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
1021  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1022  *
1023  * Fallback move function for a mappable buffer object in mappable memory.
1024  * The function will, if successful,
1025  * free any old aperture space, and set (@new_mem)->mm_node to NULL,
1026  * and update the (@bo)->mem placement flags. If unsuccessful, the old
1027  * data remains untouched, and it's up to the caller to free the
1028  * memory space indicated by @new_mem.
1029  * Returns:
1030  * !0: Failure.
1031  */
1032
1033 extern int ttm_bo_move_memcpy(struct ttm_buffer_object *bo,
1034                               bool interruptible, bool no_wait_gpu,
1035                               struct ttm_mem_reg *new_mem);
1036
1037 /**
1038  * ttm_bo_free_old_node
1039  *
1040  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1041  *
1042  * Utility function to free an old placement after a successful move.
1043  */
1044 extern void ttm_bo_free_old_node(struct ttm_buffer_object *bo);
1045
1046 /**
1047  * ttm_bo_move_accel_cleanup.
1048  *
1049  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1050  * @fence: A fence object that signals when moving is complete.
1051  * @evict: This is an evict move. Don't return until the buffer is idle.
1052  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1053  *
1054  * Accelerated move function to be called when an accelerated move
1055  * has been scheduled. The function will create a new temporary buffer object
1056  * representing the old placement, and put the sync object on both buffer
1057  * objects. After that the newly created buffer object is unref'd to be
1058  * destroyed when the move is complete. This will help pipeline
1059  * buffer moves.
1060  */
1061
1062 extern int ttm_bo_move_accel_cleanup(struct ttm_buffer_object *bo,
1063                                      struct dma_fence *fence, bool evict,
1064                                      struct ttm_mem_reg *new_mem);
1065
1066 /**
1067  * ttm_bo_pipeline_move.
1068  *
1069  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1070  * @fence: A fence object that signals when moving is complete.
1071  * @evict: This is an evict move. Don't return until the buffer is idle.
1072  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1073  *
1074  * Function for pipelining accelerated moves. Either free the memory
1075  * immediately or hang it on a temporary buffer object.
1076  */
1077 int ttm_bo_pipeline_move(struct ttm_buffer_object *bo,
1078                          struct dma_fence *fence, bool evict,
1079                          struct ttm_mem_reg *new_mem);
1080
1081 /**
1082  * ttm_io_prot
1083  *
1084  * @c_state: Caching state.
1085  * @tmp: Page protection flag for a normal, cached mapping.
1086  *
1087  * Utility function that returns the pgprot_t that should be used for
1088  * setting up a PTE with the caching model indicated by @c_state.
1089  */
1090 extern pgprot_t ttm_io_prot(uint32_t caching_flags, pgprot_t tmp);
1091
1092 extern const struct ttm_mem_type_manager_func ttm_bo_manager_func;
1093
1094 #if IS_ENABLED(CONFIG_AGP)
1095 #include <linux/agp_backend.h>
1096
1097 /**
1098  * ttm_agp_tt_create
1099  *
1100  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
1101  * @bridge: The agp bridge this device is sitting on.
1102  * @size: Size of the data needed backing.
1103  * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
1104  * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
1105  *
1106  *
1107  * Create a TTM backend that uses the indicated AGP bridge as an aperture
1108  * for TT memory. This function uses the linux agpgart interface to
1109  * bind and unbind memory backing a ttm_tt.
1110  */
1111 extern struct ttm_tt *ttm_agp_tt_create(struct ttm_bo_device *bdev,
1112                                         struct agp_bridge_data *bridge,
1113                                         unsigned long size, uint32_t page_flags,
1114                                         struct page *dummy_read_page);
1115 int ttm_agp_tt_populate(struct ttm_tt *ttm);
1116 void ttm_agp_tt_unpopulate(struct ttm_tt *ttm);
1117 #endif
1118
1119 #endif