drivers/gpu/drm/i915/i915_gem_stolen.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2008-2012 Intel Corporation
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
  25  *    Chris Wilson <chris@chris-wilson.co.uk>
  26  *
  27  */
  28
  29 #include <drm/drmP.h>
  30 #include <drm/i915_drm.h>
  31 #include "i915_drv.h"
  32
  33 /*
  34  * The BIOS typically reserves some of the system's memory for the exclusive
  35  * use of the integrated graphics. This memory is no longer available for
  36  * use by the OS and so the user finds that his system has less memory
  37  * available than he put in. We refer to this memory as stolen.
  38  *
  39  * The BIOS will allocate its framebuffer from the stolen memory. Our
  40  * goal is try to reuse that object for our own fbcon which must always
  41  * be available for panics. Anything else we can reuse the stolen memory
  42  * for is a boon.
  43  */
  44
  45 int i915_gem_stolen_insert_node(struct drm_i915_private *dev_priv,
  46                                 struct drm_mm_node *node, u64 size,
  47                                 unsigned alignment)
  48 {
  49         if (!drm_mm_initialized(&dev_priv->mm.stolen))
  50                 return -ENODEV;
  51
  52         return drm_mm_insert_node(&dev_priv->mm.stolen, node, size, alignment,
  53                                   DRM_MM_SEARCH_DEFAULT);
  54 }
  55
  56 void i915_gem_stolen_remove_node(struct drm_i915_private *dev_priv,
  57                                  struct drm_mm_node *node)
  58 {
  59         drm_mm_remove_node(node);
  60 }
  61
  62 static unsigned long i915_stolen_to_physical(struct drm_device *dev)
  63 {
  64         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
  65         struct resource *r;
  66         u32 base;
  67
  68         /* Almost universally we can find the Graphics Base of Stolen Memory
  69          * at offset 0x5c in the igfx configuration space. On a few (desktop)
  70          * machines this is also mirrored in the bridge device at different
  71          * locations, or in the MCHBAR. On gen2, the layout is again slightly
  72          * different with the Graphics Segment immediately following Top of
  73          * Memory (or Top of Usable DRAM). Note it appears that TOUD is only
  74          * reported by 865g, so we just use the top of memory as determined
  75          * by the e820 probe.
  76          *
  77          * XXX However gen2 requires an unavailable symbol.
  78          */
  79         base = 0;
  80         if (INTEL_INFO(dev)->gen >= 3) {
  81                 /* Read Graphics Base of Stolen Memory directly */
  82                 pci_read_config_dword(dev->pdev, 0x5c, &base);
  83                 base &= ~((1<<20) - 1);
  84         } else { /* GEN2 */
  85 #if 0
  86                 /* Stolen is immediately above Top of Memory */
  87                 base = max_low_pfn_mapped << PAGE_SHIFT;
  88 #endif
  89         }
  90
  91         if (base == 0)
  92                 return 0;
  93
  94         /* make sure we don't clobber the GTT if it's within stolen memory */
  95         if (INTEL_INFO(dev)->gen <= 4 && !IS_G33(dev) && !IS_G4X(dev)) {
  96                 struct {
  97                         u32 start, end;
  98                 } stolen[2] = {
  99                         { .start = base, .end = base + dev_priv->gtt.stolen_size, },
 100                         { .start = base, .end = base + dev_priv->gtt.stolen_size, },
 101                 };
 102                 u64 gtt_start, gtt_end;
 103
 104                 gtt_start = I915_READ(PGTBL_CTL);
 105                 if (IS_GEN4(dev))
 106                         gtt_start = (gtt_start & PGTBL_ADDRESS_LO_MASK) |
 107                                 (gtt_start & PGTBL_ADDRESS_HI_MASK) << 28;
 108                 else
 109                         gtt_start &= PGTBL_ADDRESS_LO_MASK;
 110                 gtt_end = gtt_start + gtt_total_entries(dev_priv->gtt) * 4;
 111
 112                 if (gtt_start >= stolen[0].start && gtt_start < stolen[0].end)
 113                         stolen[0].end = gtt_start;
 114                 if (gtt_end > stolen[1].start && gtt_end <= stolen[1].end)
 115                         stolen[1].start = gtt_end;
 116
 117                 /* pick the larger of the two chunks */
 118                 if (stolen[0].end - stolen[0].start >
 119                     stolen[1].end - stolen[1].start) {
 120                         base = stolen[0].start;
 121                         dev_priv->gtt.stolen_size = stolen[0].end - stolen[0].start;
 122                 } else {
 123                         base = stolen[1].start;
 124                         dev_priv->gtt.stolen_size = stolen[1].end - stolen[1].start;
 125                 }
 126
 127                 if (stolen[0].start != stolen[1].start ||
 128                     stolen[0].end != stolen[1].end) {
 129                         DRM_DEBUG_KMS("GTT within stolen memory at 0x%llx-0x%llx\n",
 130                                       (unsigned long long) gtt_start,
 131                                       (unsigned long long) gtt_end - 1);
 132                         DRM_DEBUG_KMS("Stolen memory adjusted to 0x%x-0x%x\n",
 133                                       base, base + (u32) dev_priv->gtt.stolen_size - 1);
 134                 }
 135         }
 136
 137
 138         /* Verify that nothing else uses this physical address. Stolen
 139          * memory should be reserved by the BIOS and hidden from the
 140          * kernel. So if the region is already marked as busy, something
 141          * is seriously wrong.
 142          */
 143         r = devm_request_mem_region(dev->dev, base, dev_priv->gtt.stolen_size,
 144                                     "Graphics Stolen Memory");
 145         if (r == NULL) {
 146                 /*
 147                  * One more attempt but this time requesting region from
 148                  * base + 1, as we have seen that this resolves the region
 149                  * conflict with the PCI Bus.
 150                  * This is a BIOS w/a: Some BIOS wrap stolen in the root
 151                  * PCI bus, but have an off-by-one error. Hence retry the
 152                  * reservation starting from 1 instead of 0.
 153                  */
 154                 r = devm_request_mem_region(dev->dev, base + 1,
 155                                             dev_priv->gtt.stolen_size - 1,
 156                                             "Graphics Stolen Memory");
 157                 /*
 158                  * GEN3 firmware likes to smash pci bridges into the stolen
 159                  * range. Apparently this works.
 160                  */
 161                 if (r == NULL && !IS_GEN3(dev)) {
 162                         DRM_ERROR("conflict detected with stolen region: [0x%08x - 0x%08x]\n",
 163                                   base, base + (uint32_t)dev_priv->gtt.stolen_size);
 164                         base = 0;
 165                 }
 166         }
 167
 168         return base;
 169 }
 170
 171 void i915_gem_cleanup_stolen(struct drm_device *dev)
 172 {
 173         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 174
 175         if (!drm_mm_initialized(&dev_priv->mm.stolen))
 176                 return;
 177
 178         drm_mm_takedown(&dev_priv->mm.stolen);
 179 }
 180
 181 int i915_gem_init_stolen(struct drm_device *dev)
 182 {
 183         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 184         u32 tmp;
 185         int bios_reserved = 0;
 186
 187 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU
 188         if (intel_iommu_gfx_mapped && INTEL_INFO(dev)->gen < 8) {
 189                 DRM_INFO("DMAR active, disabling use of stolen memory\n");
 190                 return 0;
 191         }
 192 #endif
 193
 194         if (dev_priv->gtt.stolen_size == 0)
 195                 return 0;
 196
 197         dev_priv->mm.stolen_base = i915_stolen_to_physical(dev);
 198         if (dev_priv->mm.stolen_base == 0)
 199                 return 0;
 200
 201         DRM_DEBUG_KMS("found %zd bytes of stolen memory at %08lx\n",
 202                       dev_priv->gtt.stolen_size, dev_priv->mm.stolen_base);
 203
 204         if (INTEL_INFO(dev)->gen >= 8) {
 205                 tmp = I915_READ(GEN7_BIOS_RESERVED);
 206                 tmp >>= GEN8_BIOS_RESERVED_SHIFT;
 207                 tmp &= GEN8_BIOS_RESERVED_MASK;
 208                 bios_reserved = (1024*1024) << tmp;
 209         } else if (IS_GEN7(dev)) {
 210                 tmp = I915_READ(GEN7_BIOS_RESERVED);
 211                 bios_reserved = tmp & GEN7_BIOS_RESERVED_256K ?
 212                         256*1024 : 1024*1024;
 213         }
 214
 215         if (WARN_ON(bios_reserved > dev_priv->gtt.stolen_size))
 216                 return 0;
 217
 218         /* Basic memrange allocator for stolen space */
 219         drm_mm_init(&dev_priv->mm.stolen, 0, dev_priv->gtt.stolen_size -
 220                     bios_reserved);
 221
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 static struct sg_table *
 226 i915_pages_create_for_stolen(struct drm_device *dev,
 227                              u32 offset, u32 size)
 228 {
 229         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 230         struct sg_table *st;
 231         struct scatterlist *sg;
 232
 233         DRM_DEBUG_DRIVER("offset=0x%x, size=%d\n", offset, size);
 234         BUG_ON(offset > dev_priv->gtt.stolen_size - size);
 235
 236         /* We hide that we have no struct page backing our stolen object
 237          * by wrapping the contiguous physical allocation with a fake
 238          * dma mapping in a single scatterlist.
 239          */
 240
 241         st = kmalloc(sizeof(*st), GFP_KERNEL);
 242         if (st == NULL)
 243                 return NULL;
 244
 245         if (sg_alloc_table(st, 1, GFP_KERNEL)) {
 246                 kfree(st);
 247                 return NULL;
 248         }
 249
 250         sg = st->sgl;
 251         sg->offset = 0;
 252         sg->length = size;
 253
 254         sg_dma_address(sg) = (dma_addr_t)dev_priv->mm.stolen_base + offset;
 255         sg_dma_len(sg) = size;
 256
 257         return st;
 258 }
 259
 260 static int i915_gem_object_get_pages_stolen(struct drm_i915_gem_object *obj)
 261 {
 262         BUG();
 263         return -EINVAL;
 264 }
 265
 266 static void i915_gem_object_put_pages_stolen(struct drm_i915_gem_object *obj)
 267 {
 268         /* Should only be called during free */
 269         sg_free_table(obj->pages);
 270         kfree(obj->pages);
 271 }
 272
 273
 274 static void
 275 i915_gem_object_release_stolen(struct drm_i915_gem_object *obj)
 276 {
 277         struct drm_i915_private *dev_priv = obj->base.dev->dev_private;
 278
 279         if (obj->stolen) {
 280                 i915_gem_stolen_remove_node(dev_priv, obj->stolen);
 281                 kfree(obj->stolen);
 282                 obj->stolen = NULL;
 283         }
 284 }
 285 static const struct drm_i915_gem_object_ops i915_gem_object_stolen_ops = {
 286         .get_pages = i915_gem_object_get_pages_stolen,
 287         .put_pages = i915_gem_object_put_pages_stolen,
 288         .release = i915_gem_object_release_stolen,
 289 };
 290
 291 static struct drm_i915_gem_object *
 292 _i915_gem_object_create_stolen(struct drm_device *dev,
 293                                struct drm_mm_node *stolen)
 294 {
 295         struct drm_i915_gem_object *obj;
 296
 297         obj = i915_gem_object_alloc(dev);
 298         if (obj == NULL)
 299                 return NULL;
 300
 301         drm_gem_private_object_init(dev, &obj->base, stolen->size);
 302         i915_gem_object_init(obj, &i915_gem_object_stolen_ops);
 303
 304         obj->pages = i915_pages_create_for_stolen(dev,
 305                                                   stolen->start, stolen->size);
 306         if (obj->pages == NULL)
 307                 goto cleanup;
 308
 309         obj->has_dma_mapping = true;
 310         i915_gem_object_pin_pages(obj);
 311         obj->stolen = stolen;
 312
 313         obj->base.read_domains = I915_GEM_DOMAIN_CPU | I915_GEM_DOMAIN_GTT;
 314         obj->cache_level = HAS_LLC(dev) ? I915_CACHE_LLC : I915_CACHE_NONE;
 315
 316         return obj;
 317
 318 cleanup:
 319         i915_gem_object_free(obj);
 320         return NULL;
 321 }
 322
 323 struct drm_i915_gem_object *
 324 i915_gem_object_create_stolen(struct drm_device *dev, u32 size)
 325 {
 326         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 327         struct drm_i915_gem_object *obj;
 328         struct drm_mm_node *stolen;
 329         int ret;
 330
 331         if (!drm_mm_initialized(&dev_priv->mm.stolen))
 332                 return NULL;
 333
 334         DRM_DEBUG_KMS("creating stolen object: size=%x\n", size);
 335         if (size == 0)
 336                 return NULL;
 337
 338         stolen = kzalloc(sizeof(*stolen), GFP_KERNEL);
 339         if (!stolen)
 340                 return NULL;
 341
 342         ret = i915_gem_stolen_insert_node(dev_priv, stolen, size, 4096);
 343         if (ret) {
 344                 kfree(stolen);
 345                 return NULL;
 346         }
 347
 348         obj = _i915_gem_object_create_stolen(dev, stolen);
 349         if (obj)
 350                 return obj;
 351
 352         i915_gem_stolen_remove_node(dev_priv, stolen);
 353         kfree(stolen);
 354         return NULL;
 355 }
 356
 357 struct drm_i915_gem_object *
 358 i915_gem_object_create_stolen_for_preallocated(struct drm_device *dev,
 359                                                u32 stolen_offset,
 360                                                u32 gtt_offset,
 361                                                u32 size)
 362 {
 363         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 364         struct i915_address_space *ggtt = &dev_priv->gtt.base;
 365         struct drm_i915_gem_object *obj;
 366         struct drm_mm_node *stolen;
 367         struct i915_vma *vma;
 368         int ret;
 369
 370         if (!drm_mm_initialized(&dev_priv->mm.stolen))
 371                 return NULL;
 372
 373         DRM_DEBUG_KMS("creating preallocated stolen object: stolen_offset=%x, gtt_offset=%x, size=%x\n",
 374                         stolen_offset, gtt_offset, size);
 375
 376         /* KISS and expect everything to be page-aligned */
 377         if (WARN_ON(size == 0) || WARN_ON(size & 4095) ||
 378             WARN_ON(stolen_offset & 4095))
 379                 return NULL;
 380
 381         stolen = kzalloc(sizeof(*stolen), GFP_KERNEL);
 382         if (!stolen)
 383                 return NULL;
 384
 385         stolen->start = stolen_offset;
 386         stolen->size = size;
 387         ret = drm_mm_reserve_node(&dev_priv->mm.stolen, stolen);
 388         if (ret) {
 389                 DRM_DEBUG_KMS("failed to allocate stolen space\n");
 390                 kfree(stolen);
 391                 return NULL;
 392         }
 393
 394         obj = _i915_gem_object_create_stolen(dev, stolen);
 395         if (obj == NULL) {
 396                 DRM_DEBUG_KMS("failed to allocate stolen object\n");
 397                 i915_gem_stolen_remove_node(dev_priv, stolen);
 398                 kfree(stolen);
 399                 return NULL;
 400         }
 401
 402         /* Some objects just need physical mem from stolen space */
 403         if (gtt_offset == I915_GTT_OFFSET_NONE)
 404                 return obj;
 405
 406         vma = i915_gem_obj_lookup_or_create_vma(obj, ggtt);
 407         if (IS_ERR(vma)) {
 408                 ret = PTR_ERR(vma);
 409                 goto err_out;
 410         }
 411
 412         /* To simplify the initialisation sequence between KMS and GTT,
 413          * we allow construction of the stolen object prior to
 414          * setting up the GTT space. The actual reservation will occur
 415          * later.
 416          */
 417         vma->node.start = gtt_offset;
 418         vma->node.size = size;
 419         if (drm_mm_initialized(&ggtt->mm)) {
 420                 ret = drm_mm_reserve_node(&ggtt->mm, &vma->node);
 421                 if (ret) {
 422                         DRM_DEBUG_KMS("failed to allocate stolen GTT space\n");
 423                         goto err_vma;
 424                 }
 425         }
 426
 427         vma->bound |= GLOBAL_BIND;
 428
 429         list_add_tail(&obj->global_list, &dev_priv->mm.bound_list);
 430         list_add_tail(&vma->mm_list, &ggtt->inactive_list);
 431         i915_gem_object_pin_pages(obj);
 432
 433         return obj;
 434
 435 err_vma:
 436         i915_gem_vma_destroy(vma);
 437 err_out:
 438         i915_gem_stolen_remove_node(dev_priv, stolen);
 439         kfree(stolen);
 440         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
 441         return NULL;
 442 }