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 dma_addr_t *exynos_drm_gem_get_dma_addr(struct drm_device *dev,
 270                                         unsigned int gem_handle,
 271                                         struct drm_file *filp)
 272 {
 273         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 274         struct drm_gem_object *obj;
 275
 276         obj = drm_gem_object_lookup(dev, filp, 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         return &exynos_gem_obj->buffer->dma_addr;
 285 }
 286
 287 void exynos_drm_gem_put_dma_addr(struct drm_device *dev,
 288                                         unsigned int gem_handle,
 289                                         struct drm_file *filp)
 290 {
 291         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 292         struct drm_gem_object *obj;
 293
 294         obj = drm_gem_object_lookup(dev, filp, gem_handle);
 295         if (!obj) {
 296                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 297                 return;
 298         }
 299
 300         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 301
 302         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 303
 304         /*
 305          * decrease obj->refcount one more time because we has already
 306          * increased it at exynos_drm_gem_get_dma_addr().
 307          */
 308         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 309 }
 310
 311 int exynos_drm_gem_map_offset_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 312                                     struct drm_file *file_priv)
 313 {
 314         struct drm_exynos_gem_map_off *args = data;
 315
 316         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 317
 318         DRM_DEBUG_KMS("handle = 0x%x, offset = 0x%lx\n",
 319                         args->handle, (unsigned long)args->offset);
 320
 321         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM)) {
 322                 DRM_ERROR("does not support GEM.\n");
 323                 return -ENODEV;
 324         }
 325
 326         return exynos_drm_gem_dumb_map_offset(file_priv, dev, args->handle,
 327                         &args->offset);
 328 }
 329
 330 static int exynos_drm_gem_mmap_buffer(struct file *filp,
 331                                       struct vm_area_struct *vma)
 332 {
 333         struct drm_gem_object *obj = filp->private_data;
 334         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 335         struct exynos_drm_gem_buf *buffer;
 336         unsigned long vm_size;
 337
 338         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 339
 340         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
 341
 342         update_vm_cache_attr(exynos_gem_obj, vma);
 343
 344         vm_size = vma->vm_end - vma->vm_start;
 345
 346         /*
 347          * a buffer contains information to physically continuous memory
 348          * allocated by user request or at framebuffer creation.
 349          */
 350         buffer = exynos_gem_obj->buffer;
 351
 352         /* check if user-requested size is valid. */
 353         if (vm_size > buffer->size)
 354                 return -EINVAL;
 355
 356         return dma_mmap_attrs(obj->dev->dev, vma, buffer->kvaddr,
 357                                 buffer->dma_addr, buffer->size,
 358                                 &buffer->dma_attrs);
 359 }
 360
 361 static const struct file_operations exynos_drm_gem_fops = {
 362         .mmap = exynos_drm_gem_mmap_buffer,
 363 };
 364
 365 int exynos_drm_gem_mmap_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 366                               struct drm_file *file_priv)
 367 {
 368         struct drm_exynos_gem_mmap *args = data;
 369         struct drm_gem_object *obj;
 370         unsigned int addr;
 371
 372         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 373
 374         if (!(dev->driver->driver_features & DRIVER_GEM)) {
 375                 DRM_ERROR("does not support GEM.\n");
 376                 return -ENODEV;
 377         }
 378
 379         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
 380         if (!obj) {
 381                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 382                 return -EINVAL;
 383         }
 384
 385         obj->filp->f_op = &exynos_drm_gem_fops;
 386         obj->filp->private_data = obj;
 387
 388         addr = vm_mmap(obj->filp, 0, args->size,
 389                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, 0);
 390
 391         drm_gem_object_unreference_unlocked(obj);
 392
 393         if (IS_ERR((void *)addr))
 394                 return PTR_ERR((void *)addr);
 395
 396         args->mapped = addr;
 397
 398         DRM_DEBUG_KMS("mapped = 0x%lx\n", (unsigned long)args->mapped);
 399
 400         return 0;
 401 }
 402
 403 int exynos_drm_gem_get_ioctl(struct drm_device *dev, void *data,
 404                                       struct drm_file *file_priv)
 405 {       struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 406         struct drm_exynos_gem_info *args = data;
 407         struct drm_gem_object *obj;
 408
 409         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 410
 411         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, args->handle);
 412         if (!obj) {
 413                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 414                 mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 415                 return -EINVAL;
 416         }
 417
 418         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 419
 420         args->flags = exynos_gem_obj->flags;
 421         args->size = exynos_gem_obj->size;
 422
 423         drm_gem_object_unreference(obj);
 424         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 425
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 int exynos_drm_gem_init_object(struct drm_gem_object *obj)
 430 {
 431         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 432
 433         return 0;
 434 }
 435
 436 void exynos_drm_gem_free_object(struct drm_gem_object *obj)
 437 {
 438         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 439         struct exynos_drm_gem_buf *buf;
 440
 441         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 442
 443         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 444         buf = exynos_gem_obj->buffer;
 445
 446         if (obj->import_attach)
 447                 drm_prime_gem_destroy(obj, buf->sgt);
 448
 449         exynos_drm_gem_destroy(to_exynos_gem_obj(obj));
 450 }
 451
 452 int exynos_drm_gem_dumb_create(struct drm_file *file_priv,
 453                                struct drm_device *dev,
 454                                struct drm_mode_create_dumb *args)
 455 {
 456         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 457         int ret;
 458
 459         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 460
 461         /*
 462          * alocate memory to be used for framebuffer.
 463          * - this callback would be called by user application
 464          *      with DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB command.
 465          */
 466
 467         args->pitch = args->width * ((args->bpp + 7) / 8);
 468         args->size = args->pitch * args->height;
 469
 470         exynos_gem_obj = exynos_drm_gem_create(dev, args->flags, args->size);
 471         if (IS_ERR(exynos_gem_obj))
 472                 return PTR_ERR(exynos_gem_obj);
 473
 474         ret = exynos_drm_gem_handle_create(&exynos_gem_obj->base, file_priv,
 475                         &args->handle);
 476         if (ret) {
 477                 exynos_drm_gem_destroy(exynos_gem_obj);
 478                 return ret;
 479         }
 480
 481         return 0;
 482 }
 483
 484 int exynos_drm_gem_dumb_map_offset(struct drm_file *file_priv,
 485                                    struct drm_device *dev, uint32_t handle,
 486                                    uint64_t *offset)
 487 {
 488         struct drm_gem_object *obj;
 489         int ret = 0;
 490
 491         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 492
 493         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 494
 495         /*
 496          * get offset of memory allocated for drm framebuffer.
 497          * - this callback would be called by user application
 498          *      with DRM_IOCTL_MODE_MAP_DUMB command.
 499          */
 500
 501         obj = drm_gem_object_lookup(dev, file_priv, handle);
 502         if (!obj) {
 503                 DRM_ERROR("failed to lookup gem object.\n");
 504                 ret = -EINVAL;
 505                 goto unlock;
 506         }
 507
 508         if (!obj->map_list.map) {
 509                 ret = drm_gem_create_mmap_offset(obj);
 510                 if (ret)
 511                         goto out;
 512         }
 513
 514         *offset = (u64)obj->map_list.hash.key << PAGE_SHIFT;
 515         DRM_DEBUG_KMS("offset = 0x%lx\n", (unsigned long)*offset);
 516
 517 out:
 518         drm_gem_object_unreference(obj);
 519 unlock:
 520         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 521         return ret;
 522 }
 523
 524 int exynos_drm_gem_dumb_destroy(struct drm_file *file_priv,
 525                                 struct drm_device *dev,
 526                                 unsigned int handle)
 527 {
 528         int ret;
 529
 530         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 531
 532         /*
 533          * obj->refcount and obj->handle_count are decreased and
 534          * if both them are 0 then exynos_drm_gem_free_object()
 535          * would be called by callback to release resources.
 536          */
 537         ret = drm_gem_handle_delete(file_priv, handle);
 538         if (ret < 0) {
 539                 DRM_ERROR("failed to delete drm_gem_handle.\n");
 540                 return ret;
 541         }
 542
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 int exynos_drm_gem_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 547 {
 548         struct drm_gem_object *obj = vma->vm_private_data;
 549         struct drm_device *dev = obj->dev;
 550         unsigned long f_vaddr;
 551         pgoff_t page_offset;
 552         int ret;
 553
 554         page_offset = ((unsigned long)vmf->virtual_address -
 555                         vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 556         f_vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
 557
 558         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 559
 560         ret = exynos_drm_gem_map_buf(obj, vma, f_vaddr, page_offset);
 561         if (ret < 0)
 562                 DRM_ERROR("failed to map a buffer with user.\n");
 563
 564         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 565
 566         return convert_to_vm_err_msg(ret);
 567 }
 568
 569 int exynos_drm_gem_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
 570 {
 571         struct exynos_drm_gem_obj *exynos_gem_obj;
 572         struct drm_gem_object *obj;
 573         int ret;
 574
 575         DRM_DEBUG_KMS("%s\n", __FILE__);
 576
 577         /* set vm_area_struct. */
 578         ret = drm_gem_mmap(filp, vma);
 579         if (ret < 0) {
 580                 DRM_ERROR("failed to mmap.\n");
 581                 return ret;
 582         }
 583
 584         obj = vma->vm_private_data;
 585         exynos_gem_obj = to_exynos_gem_obj(obj);
 586
 587         ret = check_gem_flags(exynos_gem_obj->flags);
 588         if (ret) {
 589                 drm_gem_vm_close(vma);
 590                 drm_gem_free_mmap_offset(obj);
 591                 return ret;
 592         }
 593
 594         vma->vm_flags &= ~VM_PFNMAP;
 595         vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP;
 596
 597         update_vm_cache_attr(exynos_gem_obj, vma);
 598
 599         return ret;
 600 }