drivers/gpu/drm/exynos/exynos_drm_gem.c

   1 /* exynos_drm_gem.c
   2  *
   3  * Copyright (c) 2011 Samsung Electronics Co., Ltd.
   4  * Author: Inki Dae <inki.dae@samsung.com>
   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 (including the next
  14  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  15  * Software.
  16  *
  17  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  18  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  19  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  20  * VA LINUX SYSTEMS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  21  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  22  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  23  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  24  */
  25
  26 #include <drm/drmP.h>
  27
  28 #include <linux/shmem_fs.h>
  29 #include <drm/exynos_drm.h>
  30
  31 #include "exynos_drm_drv.h"
  32 #include "exynos_drm_gem.h"
  33 #include "exynos_drm_buf.h"
  34
  35 static unsigned int convert_to_vm_err_msg(int msg)
  36 {
  37         unsigned int out_msg;
  38
  39         switch (msg) {
  40         case 0:
  41         case -ERESTARTSYS:
  42         case -EINTR:
  43                 out_msg = VM_FAULT_NOPAGE;
  44                 break;
  45
  46         case -ENOMEM:
  47                 out_msg = VM_FAULT_OOM;
  48                 break;
  49
  50         default:
  51                 out_msg = VM_FAULT_SIGBUS;
  52                 break;
  53         }
  54
  55         return out_msg;
  56 }
  57
  58 static int check_gem_flags(unsigned int flags)
  59 {
  60         if (flags & ~(EXYNOS_BO_MASK)) {
  61                 DRM_ERROR("invalid flags.\n");
  62                 return -EINVAL;
  63         }
  64
  65         return 0;
  66 }
  67
  68 static void update_vm_cache_attr(struct exynos_drm_gem_obj *obj,
  69                                         struct vm_area_struct *vma)
  70 {
  71         DRM_DEBUG_KMS("flags = 0x%x\n", obj->flags);
  72
  73         /* non-cachable as default. */
  74         if (obj->flags & EXYNOS_BO_CACHABLE)
  75                 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);
  76         else if (obj->flags & EXYNOS_BO_WC)
  77                 vma->vm_page_prot =
  78                         pgprot_writecombine(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
  79         else
  80                 vma->vm_page_prot =
  81                         pgprot_noncached(vm_get_page_prot(vma->vm_flags));
  82 }
  83
  84 static unsigned long roundup_gem_size(unsigned long size, unsigned int flags)
  85 {
  86         /* TODO */
  87
  88         return roundup(size, PAGE_SIZE);
  89 }
  90
  91 static int exynos_drm_gem_map_buf(struct drm_gem_object *obj,
  92                                         struct vm_area_struct *vma,
  93                                         unsigned long f_vaddr,
  94                                         pgoff_t page_offset)
  95 {
  96         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
  97         struct exynos_drm_gem_buf *buf = exynos_gem_obj->buffer;
  98         unsigned long pfn;
  99
 100         if (exynos_gem_obj->flags & EXYNOS_BO_NONCONTIG) {
 101                 if (!buf->pages)
 102                         return -EINTR;
 103
 104                 pfn = page_to_pfn(buf->pages[page_offset++]);
 105         } else
 106                 pfn = (buf->dma_addr >> PAGE_SHIFT) + page_offset;
 107
 108         return vm_insert_mixed(vma, f_vaddr, pfn);
 109 }
 110
 111 static int exynos_drm_gem_handle_create(struct drm_gem_object *obj,
 112                                         struct drm_file *file_priv,
 113                                         unsigned int *handle)
 114 {
 115         int ret;
 116
 117         /*
 118          * allocate a id of idr table where the obj is registered
 119          * and handle has the id what user can see.
 120          */
 121         ret = drm_gem_handle_create(file_priv, obj, handle);
 122         if (ret)
 123                 return ret;
 124
 125         DRM_DEBUG_KMS("gem handle = 0x%x\n", *handle);
 126
 127         /* drop reference from allocate - handle holds it now. */
 128         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 129
 130         return 0;
 131 }
 132
 133 void exynos_drm_gem_destroy(struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj)
 134 {
 135         struct drm_gem_object *obj;
 136         struct exynos_drm_gem_buf *buf;
 137
 138         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 139
 140         obj = &exynos_gem_obj->base;
 141         buf = exynos_gem_obj->buffer;
 142
 143         DRM_DEBUG_KMS("handle count = %d\n", atomic_read(&obj->handle_count));
 144
 145         /*
 146          * do not release memory region from exporter.
 147          *
 148          * the region will be released by exporter
 149          * once dmabuf's refcount becomes 0.
 150          */
 151         if (obj->import_attach)
 152                 goto out;
 153
 154         exynos_drm_free_buf(obj->dev, exynos_gem_obj->flags, buf);
 155
 156 out:
 157         exynos_drm_fini_buf(obj->dev, buf);
 158         exynos_gem_obj->buffer = NULL;
 159
 160         if (obj->map_list.map)
 161                 drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 162
 163         /* release file pointer to gem object. */
 164         drm_gem_object_release(obj);
 165
 166         kfree(exynos_gem_obj);
 167         exynos_gem_obj = NULL;
 168 }
 169
 170 struct exynos_drm_gem_obj *exynos_drm_gem_init(struct drm_device *dev,
 171                                                       unsigned long size)
 172 {
 173         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 174         struct drm_gem_object *obj;
 175         int ret;
 176
 177         exynos_gem_obj = kzalloc(sizeof(*exynos_gem_obj), GFP_KERNEL);
 178         if (!exynos_gem_obj) {
 179                 DRM_ERROR("failed to allocate exynos gem object\n");
 180                 return NULL;
 181         }
 182
 183         exynos_gem_obj->size = size;
 184         obj = &exynos_gem_obj->base;
 185
 186         ret = drm_gem_object_init(dev, obj, size);
 187         if (ret < 0) {
 188                 DRM_ERROR("failed to initialize gem object\n");
 189                 kfree(exynos_gem_obj);
 190                 return NULL;
 191         }
 192
 193         DRM_DEBUG_KMS("created file object = 0x%x\n", (unsigned int)obj->filp);
 194
 195         return exynos_gem_obj;
 196 }
 197
 198 struct exynos_drm_gem_obj *exynos_drm_gem_create(struct drm_device *dev,
 199                                                 unsigned int flags,
 200                                                 unsigned long size)
 201 {
 202         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 203         struct exynos_drm_gem_buf *buf;
 204         int ret;
 205
 206         if (!size) {
 207                 DRM_ERROR("invalid size.\n");
 208                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 209         }
 210
 211         size = roundup_gem_size(size, flags);
 212         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 213
 214         ret = check_gem_flags(flags);
 215         if (ret)
 216                 return ERR_PTR(ret);
 217
 218         buf = exynos_drm_init_buf(dev, size);
 219         if (!buf)
 220                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 221
 222         exynos_gem_obj = exynos_drm_gem_init(dev, size);
 223         if (!exynos_gem_obj) {
 224                 ret = -ENOMEM;
 225                 goto err_fini_buf;
 226         }
 227
 228         exynos_gem_obj->buffer = buf;
 229
 230         /* set memory type and cache attribute from user side. */
 231         exynos_gem_obj->flags = flags;
 232
 233         ret = exynos_drm_alloc_buf(dev, buf, flags);
 234         if (ret < 0) {
 235                 drm_gem_object_release(&exynos_gem_obj->base);
 236                 goto err_fini_buf;
 237         }
 238
 239         return exynos_gem_obj;
 240
 241 err_fini_buf:
 242         exynos_drm_fini_buf(dev, buf);
 243         return ERR_PTR(ret);
 244 }
 245
 246 int exynos_drm_gem_create_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 247                                 struct drm_file *file_priv)
 248 {
 249         struct drm_exynos_gem_create *args = data;
 250         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 251         int ret;
 252
 253         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 254
 255         exynos_gem_obj = exynos_drm_gem_create(dev, args->flags, args->size);
 256         if (IS_ERR(exynos_gem_obj))
 257                 return PTR_ERR(exynos_gem_obj);
 258
 259         ret = exynos_drm_gem_handle_create(&exynos_gem_obj->base, file_priv,
 260                         &args->handle);
 261         if (ret) {
 262                 exynos_drm_gem_destroy(exynos_gem_obj);
 263                 return ret;
 264         }
 265
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 void *exynos_drm_gem_get_dma_addr(struct drm_device *dev,
 270                                         unsigned int gem_handle,
 271                                         struct drm_file *file_priv)
 272 {
 273         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 274         struct drm_gem_object *obj;
 275
 276         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, gem_handle);
 277         if (!obj) {
 278                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 279                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 280         }
 281
 282         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 283
 284         if (exynos_gem_obj->flags & EXYNOS_BO_NONCONTIG) {
 285                 DRM_DEBUG_KMS("not support NONCONTIG type.\n");
 286                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 287
 288                 /* TODO */
 289                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 290         }
 291
 292         return &exynos_gem_obj->buffer->dma_addr;
 293 }
 294
 295 void exynos_drm_gem_put_dma_addr(struct drm_device *dev,
 296                                         unsigned int gem_handle,
 297                                         struct drm_file *file_priv)
 298 {
 299         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 300         struct drm_gem_object *obj;
 301
 302         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, gem_handle);
 303         if (!obj) {
 304                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 305                 return;
 306         }
 307
 308         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 309
 310         if (exynos_gem_obj->flags & EXYNOS_BO_NONCONTIG) {
 311                 DRM_DEBUG_KMS("not support NONCONTIG type.\n");
 312                 drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 313
 314                 /* TODO */
 315                 return;
 316         }
 317
 318         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 319
 320         /*
 321          * decrease obj->refcount one more time because we has already
 322          * increased it at exynos_drm_gem_get_dma_addr().
 323          */
 324         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 325 }
 326
 327 int exynos_drm_gem_map_offset_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 328                                     struct drm_file *file_priv)
 329 {
 330         struct drm_exynos_gem_map_off *args = data;
 331
 332         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 333
 334         DRM_DEBUG_KMS("handle = 0x%x, offset = 0x%lx\n",
 335                         args->handle, (unsigned long)args->offset);
 336
 337         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM)) {
 338                 DRM_ERROR("does not support GEM.\n");
 339                 return -ENODEV;
 340         }
 341
 342         return exynos_drm_gem_dumb_map_offset(file_priv, dev, args->handle,
 343                         &args->offset);
 344 }
 345
 346 static int exynos_drm_gem_mmap_buffer(struct file *filp,
 347                                       struct vm_area_struct *vma)
 348 {
 349         struct drm_gem_object *obj = filp->private_data;
 350         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 351         struct exynos_drm_gem_buf *buffer;
 352         unsigned long vm_size;
 353
 354         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 355
 356         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
 357
 358         update_vm_cache_attr(exynos_gem_obj, vma);
 359
 360         vm_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 361
 362         /*
 363          * a buffer contains information to physically continuous memory
 364          * allocated by user request or at framebuffer creation.
 365          */
 366         buffer = exynos_gem_obj->buffer;
 367
 368         /* check if user-requested size is valid. */
 369         if (vm_size > buffer->size)
 370                 return -EINVAL;
 371
 372         return dma_mmap_attrs(obj->dev->dev, vma, buffer->kvaddr,
 373                                 buffer->dma_addr, buffer->size,
 374                                 &buffer->dma_attrs);
 375 }
 376
 377 static const struct file_operations exynos_drm_gem_fops = {
 378         .mmap = exynos_drm_gem_mmap_buffer,
 379 };
 380
 381 int exynos_drm_gem_mmap_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 382                               struct drm_file *file_priv)
 383 {
 384         struct drm_exynos_gem_mmap *args = data;
 385         struct drm_gem_object *obj;
 386         unsigned int addr;
 387
 388         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 389
 390         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM)) {
 391                 DRM_ERROR("does not support GEM.\n");
 392                 return -ENODEV;
 393         }
 394
 395         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
 396         if (!obj) {
 397                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 398                 return -EINVAL;
 399         }
 400
 401         obj->filp->f_op = &exynos_drm_gem_fops;
 402         obj->filp->private_data = obj;
 403
 404         addr = vm_mmap(obj->filp, 0, args->size,
 405                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, 0);
 406
 407         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 408
 409         if (IS_ERR((void *)addr))
 410                 return PTR_ERR((void *)addr);
 411
 412         args->mapped = addr;
 413
 414         DRM_DEBUG_KMS("mapped = 0x%lx\n", (unsigned long)args->mapped);
 415
 416         return 0;
 417 }
 418
 419 int exynos_drm_gem_get_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 420                                       struct drm_file *file_priv)
 421 {       struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 422         struct drm_exynos_gem_info *args = data;
 423         struct drm_gem_object *obj;
 424
 425         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 426
 427         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
 428         if (!obj) {
 429                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 430                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 431                 return -EINVAL;
 432         }
 433
 434         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 435
 436         args->flags = exynos_gem_obj->flags;
 437         args->size = exynos_gem_obj->size;
 438
 439         drm_gem_object_unreference(obj);
 440         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 441
 442         return 0;
 443 }
 444
 445 int exynos_drm_gem_init_object(struct drm_gem_object *obj)
 446 {
 447         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 448
 449         return 0;
 450 }
 451
 452 void exynos_drm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 453 {
 454         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 455         struct exynos_drm_gem_buf *buf;
 456
 457         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 458
 459         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 460         buf = exynos_gem_obj->buffer;
 461
 462         if (obj->import_attach)
 463                 drm_prime_gem_destroy(obj, buf->sgt);
 464
 465         exynos_drm_gem_destroy(to_exynos_gem_obj(obj));
 466 }
 467
 468 int exynos_drm_gem_dumb_create(struct drm_file *file_priv,
 469                                struct drm_device *dev,
 470                                struct drm_mode_create_dumb *args)
 471 {
 472         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 473         int ret;
 474
 475         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 476
 477         /*
 478          * alocate memory to be used for framebuffer.
 479          * - this callback would be called by user application
 480          *      with DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB command.
 481          */
 482
 483         args->pitch = args->width * ((args->bpp + 7) / 8);
 484         args->size = args->pitch * args->height;
 485
 486         exynos_gem_obj = exynos_drm_gem_create(dev, args->flags, args->size);
 487         if (IS_ERR(exynos_gem_obj))
 488                 return PTR_ERR(exynos_gem_obj);
 489
 490         ret = exynos_drm_gem_handle_create(&exynos_gem_obj->base, file_priv,
 491                         &args->handle);
 492         if (ret) {
 493                 exynos_drm_gem_destroy(exynos_gem_obj);
 494                 return ret;
 495         }
 496
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 int exynos_drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file_priv,
 501                                    struct drm_device *dev, uint32_t handle,
 502                                    uint64_t *offset)
 503 {
 504         struct drm_gem_object *obj;
 505         int ret = 0;
 506
 507         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 508
 509         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 510
 511         /*
 512          * get offset of memory allocated for drm framebuffer.
 513          * - this callback would be called by user application
 514          *      with DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB command.
 515          */
 516
 517         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, handle);
 518         if (!obj) {
 519                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 520                 ret = -EINVAL;
 521                 goto unlock;
 522         }
 523
 524         if (!obj->map_list.map) {
 525                 ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 526                 if (ret)
 527                         goto out;
 528         }
 529
 530         *offset = (u64)obj->map_list.hash.key << PAGE_SHIFT;
 531         DRM_DEBUG_KMS("offset = 0x%lx\n", (unsigned long)*offset);
 532
 533 out:
 534         drm_gem_object_unreference(obj);
 535 unlock:
 536         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 537         return ret;
 538 }
 539
 540 int exynos_drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file_priv,
 541                                 struct drm_device *dev,
 542                                 unsigned int handle)
 543 {
 544         int ret;
 545
 546         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 547
 548         /*
 549          * obj->refcount and obj->handle_count are decreased and
 550          * if both them are 0 then exynos_drm_gem_free_object()
 551          * would be called by callback to release resources.
 552          */
 553         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, handle);
 554         if (ret < 0) {
 555                 DRM_ERROR("failed to delete drm_gem_handle.\n");
 556                 return ret;
 557         }
 558
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 int exynos_drm_gem_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 563 {
 564         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 565         struct drm_device *dev = obj->dev;
 566         unsigned long f_vaddr;
 567         pgoff_t page_offset;
 568         int ret;
 569
 570         page_offset = ((unsigned long)vmf->virtual_address -
 571                         vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 572         f_vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
 573
 574         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 575
 576         ret = exynos_drm_gem_map_buf(obj, vma, f_vaddr, page_offset);
 577         if (ret < 0)
 578                 DRM_ERROR("failed to map a buffer with user.\n");
 579
 580         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 581
 582         return convert_to_vm_err_msg(ret);
 583 }
 584
 585 int exynos_drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 586 {
 587         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 588         struct drm_gem_object *obj;
 589         int ret;
 590
 591         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 592
 593         /* set vm_area_struct. */
 594         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 595         if (ret < 0) {
 596                 DRM_ERROR("failed to mmap.\n");
 597                 return ret;
 598         }
 599
 600         obj = vma->vm_private_data;
 601         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 602
 603         ret = check_gem_flags(exynos_gem_obj->flags);
 604         if (ret) {
 605                 drm_gem_vm_close(vma);
 606                 drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 607                 return ret;
 608         }
 609
 610         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 611         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 612
 613         update_vm_cache_attr(exynos_gem_obj, vma);
 614
 615         return ret;
 616 }