drivers/gpu/drm/i915/i915_gem_userptr.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2012-2014 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  */
  24
  25 #include "drmP.h"
  26 #include "i915_drm.h"
  27 #include "i915_drv.h"
  28 #include "i915_trace.h"
  29 #include "intel_drv.h"
  30 #include <linux/mmu_context.h>
  31 #include <linux/mmu_notifier.h>
  32 #include <linux/mempolicy.h>
  33 #include <linux/swap.h>
  34
  35 struct i915_mm_struct {
  36         struct mm_struct *mm;
  37         struct drm_device *dev;
  38         struct i915_mmu_notifier *mn;
  39         struct hlist_node node;
  40         struct kref kref;
  41         struct work_struct work;
  42 };
  43
  44 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER)
  45 #include <linux/interval_tree.h>
  46
  47 struct i915_mmu_notifier {
  48         spinlock_t lock;
  49         struct hlist_node node;
  50         struct mmu_notifier mn;
  51         struct rb_root objects;
  52         struct list_head linear;
  53         unsigned long serial;
  54         bool has_linear;
  55 };
  56
  57 struct i915_mmu_object {
  58         struct i915_mmu_notifier *mn;
  59         struct interval_tree_node it;
  60         struct list_head link;
  61         struct drm_i915_gem_object *obj;
  62         bool is_linear;
  63 };
  64
  65 static unsigned long cancel_userptr(struct drm_i915_gem_object *obj)
  66 {
  67         struct drm_device *dev = obj->base.dev;
  68         unsigned long end;
  69
  70         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
  71         /* Cancel any active worker and force us to re-evaluate gup */
  72         obj->userptr.work = NULL;
  73
  74         if (obj->pages != NULL) {
  75                 struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
  76                 struct i915_vma *vma, *tmp;
  77                 bool was_interruptible;
  78
  79                 was_interruptible = dev_priv->mm.interruptible;
  80                 dev_priv->mm.interruptible = false;
  81
  82                 list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &obj->vma_list, vma_link) {
  83                         int ret = i915_vma_unbind(vma);
  84                         WARN_ON(ret && ret != -EIO);
  85                 }
  86                 WARN_ON(i915_gem_object_put_pages(obj));
  87
  88                 dev_priv->mm.interruptible = was_interruptible;
  89         }
  90
  91         end = obj->userptr.ptr + obj->base.size;
  92
  93         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
  94         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
  95
  96         return end;
  97 }
  98
  99 static void *invalidate_range__linear(struct i915_mmu_notifier *mn,
 100                                       struct mm_struct *mm,
 101                                       unsigned long start,
 102                                       unsigned long end)
 103 {
 104         struct i915_mmu_object *mo;
 105         unsigned long serial;
 106
 107 restart:
 108         serial = mn->serial;
 109         list_for_each_entry(mo, &mn->linear, link) {
 110                 struct drm_i915_gem_object *obj;
 111
 112                 if (mo->it.last < start || mo->it.start > end)
 113                         continue;
 114
 115                 obj = mo->obj;
 116                 drm_gem_object_reference(&obj->base);
 117                 spin_unlock(&mn->lock);
 118
 119                 cancel_userptr(obj);
 120
 121                 spin_lock(&mn->lock);
 122                 if (serial != mn->serial)
 123                         goto restart;
 124         }
 125
 126         return NULL;
 127 }
 128
 129 static void i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *_mn,
 130                                                        struct mm_struct *mm,
 131                                                        unsigned long start,
 132                                                        unsigned long end)
 133 {
 134         struct i915_mmu_notifier *mn = container_of(_mn, struct i915_mmu_notifier, mn);
 135         struct interval_tree_node *it = NULL;
 136         unsigned long next = start;
 137         unsigned long serial = 0;
 138
 139         end--; /* interval ranges are inclusive, but invalidate range is exclusive */
 140         while (next < end) {
 141                 struct drm_i915_gem_object *obj = NULL;
 142
 143                 spin_lock(&mn->lock);
 144                 if (mn->has_linear)
 145                         it = invalidate_range__linear(mn, mm, start, end);
 146                 else if (serial == mn->serial)
 147                         it = interval_tree_iter_next(it, next, end);
 148                 else
 149                         it = interval_tree_iter_first(&mn->objects, start, end);
 150                 if (it != NULL) {
 151                         obj = container_of(it, struct i915_mmu_object, it)->obj;
 152                         drm_gem_object_reference(&obj->base);
 153                         serial = mn->serial;
 154                 }
 155                 spin_unlock(&mn->lock);
 156                 if (obj == NULL)
 157                         return;
 158
 159                 next = cancel_userptr(obj);
 160         }
 161 }
 162
 163 static const struct mmu_notifier_ops i915_gem_userptr_notifier = {
 164         .invalidate_range_start = i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start,
 165 };
 166
 167 static struct i915_mmu_notifier *
 168 i915_mmu_notifier_create(struct mm_struct *mm)
 169 {
 170         struct i915_mmu_notifier *mn;
 171         int ret;
 172
 173         mn = kmalloc(sizeof(*mn), GFP_KERNEL);
 174         if (mn == NULL)
 175                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 176
 177         spin_lock_init(&mn->lock);
 178         mn->mn.ops = &i915_gem_userptr_notifier;
 179         mn->objects = RB_ROOT;
 180         mn->serial = 1;
 181         INIT_LIST_HEAD(&mn->linear);
 182         mn->has_linear = false;
 183
 184          /* Protected by mmap_sem (write-lock) */
 185         ret = __mmu_notifier_register(&mn->mn, mm);
 186         if (ret) {
 187                 kfree(mn);
 188                 return ERR_PTR(ret);
 189         }
 190
 191         return mn;
 192 }
 193
 194 static void __i915_mmu_notifier_update_serial(struct i915_mmu_notifier *mn)
 195 {
 196         if (++mn->serial == 0)
 197                 mn->serial = 1;
 198 }
 199
 200 static int
 201 i915_mmu_notifier_add(struct drm_device *dev,
 202                       struct i915_mmu_notifier *mn,
 203                       struct i915_mmu_object *mo)
 204 {
 205         struct interval_tree_node *it;
 206         int ret;
 207
 208         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
 209         if (ret)
 210                 return ret;
 211
 212         /* Make sure we drop the final active reference (and thereby
 213          * remove the objects from the interval tree) before we do
 214          * the check for overlapping objects.
 215          */
 216         i915_gem_retire_requests(dev);
 217
 218         spin_lock(&mn->lock);
 219         it = interval_tree_iter_first(&mn->objects,
 220                                       mo->it.start, mo->it.last);
 221         if (it) {
 222                 struct drm_i915_gem_object *obj;
 223
 224                 /* We only need to check the first object in the range as it
 225                  * either has cancelled gup work queued and we need to
 226                  * return back to the user to give time for the gup-workers
 227                  * to flush their object references upon which the object will
 228                  * be removed from the interval-tree, or the the range is
 229                  * still in use by another client and the overlap is invalid.
 230                  *
 231                  * If we do have an overlap, we cannot use the interval tree
 232                  * for fast range invalidation.
 233                  */
 234
 235                 obj = container_of(it, struct i915_mmu_object, it)->obj;
 236                 if (!obj->userptr.workers)
 237                         mn->has_linear = mo->is_linear = true;
 238                 else
 239                         ret = -EAGAIN;
 240         } else
 241                 interval_tree_insert(&mo->it, &mn->objects);
 242
 243         if (ret == 0) {
 244                 list_add(&mo->link, &mn->linear);
 245                 __i915_mmu_notifier_update_serial(mn);
 246         }
 247         spin_unlock(&mn->lock);
 248         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 249
 250         return ret;
 251 }
 252
 253 static bool i915_mmu_notifier_has_linear(struct i915_mmu_notifier *mn)
 254 {
 255         struct i915_mmu_object *mo;
 256
 257         list_for_each_entry(mo, &mn->linear, link)
 258                 if (mo->is_linear)
 259                         return true;
 260
 261         return false;
 262 }
 263
 264 static void
 265 i915_mmu_notifier_del(struct i915_mmu_notifier *mn,
 266                       struct i915_mmu_object *mo)
 267 {
 268         spin_lock(&mn->lock);
 269         list_del(&mo->link);
 270         if (mo->is_linear)
 271                 mn->has_linear = i915_mmu_notifier_has_linear(mn);
 272         else
 273                 interval_tree_remove(&mo->it, &mn->objects);
 274         __i915_mmu_notifier_update_serial(mn);
 275         spin_unlock(&mn->lock);
 276 }
 277
 278 static void
 279 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
 280 {
 281         struct i915_mmu_object *mo;
 282
 283         mo = obj->userptr.mmu_object;
 284         if (mo == NULL)
 285                 return;
 286
 287         i915_mmu_notifier_del(mo->mn, mo);
 288         kfree(mo);
 289
 290         obj->userptr.mmu_object = NULL;
 291 }
 292
 293 static struct i915_mmu_notifier *
 294 i915_mmu_notifier_find(struct i915_mm_struct *mm)
 295 {
 296         if (mm->mn == NULL) {
 297                 down_write(&mm->mm->mmap_sem);
 298                 mutex_lock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 299                 if (mm->mn == NULL)
 300                         mm->mn = i915_mmu_notifier_create(mm->mm);
 301                 mutex_unlock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 302                 up_write(&mm->mm->mmap_sem);
 303         }
 304         return mm->mn;
 305 }
 306
 307 static int
 308 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
 309                                     unsigned flags)
 310 {
 311         struct i915_mmu_notifier *mn;
 312         struct i915_mmu_object *mo;
 313         int ret;
 314
 315         if (flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED)
 316                 return capable(CAP_SYS_ADMIN) ? 0 : -EPERM;
 317
 318         if (WARN_ON(obj->userptr.mm == NULL))
 319                 return -EINVAL;
 320
 321         mn = i915_mmu_notifier_find(obj->userptr.mm);
 322         if (IS_ERR(mn))
 323                 return PTR_ERR(mn);
 324
 325         mo = kzalloc(sizeof(*mo), GFP_KERNEL);
 326         if (mo == NULL)
 327                 return -ENOMEM;
 328
 329         mo->mn = mn;
 330         mo->it.start = obj->userptr.ptr;
 331         mo->it.last = mo->it.start + obj->base.size - 1;
 332         mo->obj = obj;
 333
 334         ret = i915_mmu_notifier_add(obj->base.dev, mn, mo);
 335         if (ret) {
 336                 kfree(mo);
 337                 return ret;
 338         }
 339
 340         obj->userptr.mmu_object = mo;
 341         return 0;
 342 }
 343
 344 static void
 345 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
 346                        struct mm_struct *mm)
 347 {
 348         if (mn == NULL)
 349                 return;
 350
 351         mmu_notifier_unregister(&mn->mn, mm);
 352         kfree(mn);
 353 }
 354
 355 #else
 356
 357 static void
 358 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
 359 {
 360 }
 361
 362 static int
 363 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
 364                                     unsigned flags)
 365 {
 366         if ((flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED) == 0)
 367                 return -ENODEV;
 368
 369         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 370                 return -EPERM;
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static void
 376 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
 377                        struct mm_struct *mm)
 378 {
 379 }
 380
 381 #endif
 382
 383 static struct i915_mm_struct *
 384 __i915_mm_struct_find(struct drm_i915_private *dev_priv, struct mm_struct *real)
 385 {
 386         struct i915_mm_struct *mm;
 387
 388         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 389         hash_for_each_possible(dev_priv->mm_structs, mm, node, (unsigned long)real)
 390                 if (mm->mm == real)
 391                         return mm;
 392
 393         return NULL;
 394 }
 395
 396 static int
 397 i915_gem_userptr_init__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
 398 {
 399         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(obj->base.dev);
 400         struct i915_mm_struct *mm;
 401         int ret = 0;
 402
 403         /* During release of the GEM object we hold the struct_mutex. This
 404          * precludes us from calling mmput() at that time as that may be
 405          * the last reference and so call exit_mmap(). exit_mmap() will
 406          * attempt to reap the vma, and if we were holding a GTT mmap
 407          * would then call drm_gem_vm_close() and attempt to reacquire
 408          * the struct mutex. So in order to avoid that recursion, we have
 409          * to defer releasing the mm reference until after we drop the
 410          * struct_mutex, i.e. we need to schedule a worker to do the clean
 411          * up.
 412          */
 413         mutex_lock(&dev_priv->mm_lock);
 414         mm = __i915_mm_struct_find(dev_priv, current->mm);
 415         if (mm == NULL) {
 416                 mm = kmalloc(sizeof(*mm), GFP_KERNEL);
 417                 if (mm == NULL) {
 418                         ret = -ENOMEM;
 419                         goto out;
 420                 }
 421
 422                 kref_init(&mm->kref);
 423                 mm->dev = obj->base.dev;
 424
 425                 mm->mm = current->mm;
 426                 atomic_inc(&current->mm->mm_count);
 427
 428                 mm->mn = NULL;
 429
 430                 /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 431                 hash_add(dev_priv->mm_structs,
 432                          &mm->node, (unsigned long)mm->mm);
 433         } else
 434                 kref_get(&mm->kref);
 435
 436         obj->userptr.mm = mm;
 437 out:
 438         mutex_unlock(&dev_priv->mm_lock);
 439         return ret;
 440 }
 441
 442 static void
 443 __i915_mm_struct_free__worker(struct work_struct *work)
 444 {
 445         struct i915_mm_struct *mm = container_of(work, typeof(*mm), work);
 446         i915_mmu_notifier_free(mm->mn, mm->mm);
 447         mmdrop(mm->mm);
 448         kfree(mm);
 449 }
 450
 451 static void
 452 __i915_mm_struct_free(struct kref *kref)
 453 {
 454         struct i915_mm_struct *mm = container_of(kref, typeof(*mm), kref);
 455
 456         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 457         hash_del(&mm->node);
 458         mutex_unlock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 459
 460         INIT_WORK(&mm->work, __i915_mm_struct_free__worker);
 461         schedule_work(&mm->work);
 462 }
 463
 464 static void
 465 i915_gem_userptr_release__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
 466 {
 467         if (obj->userptr.mm == NULL)
 468                 return;
 469
 470         kref_put_mutex(&obj->userptr.mm->kref,
 471                        __i915_mm_struct_free,
 472                        &to_i915(obj->base.dev)->mm_lock);
 473         obj->userptr.mm = NULL;
 474 }
 475
 476 struct get_pages_work {
 477         struct work_struct work;
 478         struct drm_i915_gem_object *obj;
 479         struct task_struct *task;
 480 };
 481
 482 #if IS_ENABLED(CONFIG_SWIOTLB)
 483 #define swiotlb_active() swiotlb_nr_tbl()
 484 #else
 485 #define swiotlb_active() 0
 486 #endif
 487
 488 static int
 489 st_set_pages(struct sg_table **st, struct page **pvec, int num_pages)
 490 {
 491         struct scatterlist *sg;
 492         int ret, n;
 493
 494         *st = kmalloc(sizeof(**st), GFP_KERNEL);
 495         if (*st == NULL)
 496                 return -ENOMEM;
 497
 498         if (swiotlb_active()) {
 499                 ret = sg_alloc_table(*st, num_pages, GFP_KERNEL);
 500                 if (ret)
 501                         goto err;
 502
 503                 for_each_sg((*st)->sgl, sg, num_pages, n)
 504                         sg_set_page(sg, pvec[n], PAGE_SIZE, 0);
 505         } else {
 506                 ret = sg_alloc_table_from_pages(*st, pvec, num_pages,
 507                                                 0, num_pages << PAGE_SHIFT,
 508                                                 GFP_KERNEL);
 509                 if (ret)
 510                         goto err;
 511         }
 512
 513         return 0;
 514
 515 err:
 516         kfree(*st);
 517         *st = NULL;
 518         return ret;
 519 }
 520
 521 static void
 522 __i915_gem_userptr_get_pages_worker(struct work_struct *_work)
 523 {
 524         struct get_pages_work *work = container_of(_work, typeof(*work), work);
 525         struct drm_i915_gem_object *obj = work->obj;
 526         struct drm_device *dev = obj->base.dev;
 527         const int num_pages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 528         struct page **pvec;
 529         int pinned, ret;
 530
 531         ret = -ENOMEM;
 532         pinned = 0;
 533
 534         pvec = kmalloc(num_pages*sizeof(struct page *),
 535                        GFP_TEMPORARY | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
 536         if (pvec == NULL)
 537                 pvec = drm_malloc_ab(num_pages, sizeof(struct page *));
 538         if (pvec != NULL) {
 539                 struct mm_struct *mm = obj->userptr.mm->mm;
 540
 541                 down_read(&mm->mmap_sem);
 542                 while (pinned < num_pages) {
 543                         ret = get_user_pages(work->task, mm,
 544                                              obj->userptr.ptr + pinned * PAGE_SIZE,
 545                                              num_pages - pinned,
 546                                              !obj->userptr.read_only, 0,
 547                                              pvec + pinned, NULL);
 548                         if (ret < 0)
 549                                 break;
 550
 551                         pinned += ret;
 552                 }
 553                 up_read(&mm->mmap_sem);
 554         }
 555
 556         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 557         if (obj->userptr.work != &work->work) {
 558                 ret = 0;
 559         } else if (pinned == num_pages) {
 560                 ret = st_set_pages(&obj->pages, pvec, num_pages);
 561                 if (ret == 0) {
 562                         list_add_tail(&obj->global_list, &to_i915(dev)->mm.unbound_list);
 563                         pinned = 0;
 564                 }
 565         }
 566
 567         obj->userptr.work = ERR_PTR(ret);
 568         obj->userptr.workers--;
 569         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
 570         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 571
 572         release_pages(pvec, pinned, 0);
 573         drm_free_large(pvec);
 574
 575         put_task_struct(work->task);
 576         kfree(work);
 577 }
 578
 579 static int
 580 i915_gem_userptr_get_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
 581 {
 582         const int num_pages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 583         struct page **pvec;
 584         int pinned, ret;
 585
 586         /* If userspace should engineer that these pages are replaced in
 587          * the vma between us binding this page into the GTT and completion
 588          * of rendering... Their loss. If they change the mapping of their
 589          * pages they need to create a new bo to point to the new vma.
 590          *
 591          * However, that still leaves open the possibility of the vma
 592          * being copied upon fork. Which falls under the same userspace
 593          * synchronisation issue as a regular bo, except that this time
 594          * the process may not be expecting that a particular piece of
 595          * memory is tied to the GPU.
 596          *
 597          * Fortunately, we can hook into the mmu_notifier in order to
 598          * discard the page references prior to anything nasty happening
 599          * to the vma (discard or cloning) which should prevent the more
 600          * egregious cases from causing harm.
 601          */
 602
 603         pvec = NULL;
 604         pinned = 0;
 605         if (obj->userptr.mm->mm == current->mm) {
 606                 pvec = kmalloc(num_pages*sizeof(struct page *),
 607                                GFP_TEMPORARY | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
 608                 if (pvec == NULL) {
 609                         pvec = drm_malloc_ab(num_pages, sizeof(struct page *));
 610                         if (pvec == NULL)
 611                                 return -ENOMEM;
 612                 }
 613
 614                 pinned = __get_user_pages_fast(obj->userptr.ptr, num_pages,
 615                                                !obj->userptr.read_only, pvec);
 616         }
 617         if (pinned < num_pages) {
 618                 if (pinned < 0) {
 619                         ret = pinned;
 620                         pinned = 0;
 621                 } else {
 622                         /* Spawn a worker so that we can acquire the
 623                          * user pages without holding our mutex. Access
 624                          * to the user pages requires mmap_sem, and we have
 625                          * a strict lock ordering of mmap_sem, struct_mutex -
 626                          * we already hold struct_mutex here and so cannot
 627                          * call gup without encountering a lock inversion.
 628                          *
 629                          * Userspace will keep on repeating the operation
 630                          * (thanks to EAGAIN) until either we hit the fast
 631                          * path or the worker completes. If the worker is
 632                          * cancelled or superseded, the task is still run
 633                          * but the results ignored. (This leads to
 634                          * complications that we may have a stray object
 635                          * refcount that we need to be wary of when
 636                          * checking for existing objects during creation.)
 637                          * If the worker encounters an error, it reports
 638                          * that error back to this function through
 639                          * obj->userptr.work = ERR_PTR.
 640                          */
 641                         ret = -EAGAIN;
 642                         if (obj->userptr.work == NULL &&
 643                             obj->userptr.workers < I915_GEM_USERPTR_MAX_WORKERS) {
 644                                 struct get_pages_work *work;
 645
 646                                 work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_KERNEL);
 647                                 if (work != NULL) {
 648                                         obj->userptr.work = &work->work;
 649                                         obj->userptr.workers++;
 650
 651                                         work->obj = obj;
 652                                         drm_gem_object_reference(&obj->base);
 653
 654                                         work->task = current;
 655                                         get_task_struct(work->task);
 656
 657                                         INIT_WORK(&work->work, __i915_gem_userptr_get_pages_worker);
 658                                         schedule_work(&work->work);
 659                                 } else
 660                                         ret = -ENOMEM;
 661                         } else {
 662                                 if (IS_ERR(obj->userptr.work)) {
 663                                         ret = PTR_ERR(obj->userptr.work);
 664                                         obj->userptr.work = NULL;
 665                                 }
 666                         }
 667                 }
 668         } else {
 669                 ret = st_set_pages(&obj->pages, pvec, num_pages);
 670                 if (ret == 0) {
 671                         obj->userptr.work = NULL;
 672                         pinned = 0;
 673                 }
 674         }
 675
 676         release_pages(pvec, pinned, 0);
 677         drm_free_large(pvec);
 678         return ret;
 679 }
 680
 681 static void
 682 i915_gem_userptr_put_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
 683 {
 684         struct scatterlist *sg;
 685         int i;
 686
 687         BUG_ON(obj->userptr.work != NULL);
 688
 689         if (obj->madv != I915_MADV_WILLNEED)
 690                 obj->dirty = 0;
 691
 692         for_each_sg(obj->pages->sgl, sg, obj->pages->nents, i) {
 693                 struct page *page = sg_page(sg);
 694
 695                 if (obj->dirty)
 696                         set_page_dirty(page);
 697
 698                 mark_page_accessed(page);
 699                 page_cache_release(page);
 700         }
 701         obj->dirty = 0;
 702
 703         sg_free_table(obj->pages);
 704         kfree(obj->pages);
 705 }
 706
 707 static void
 708 i915_gem_userptr_release(struct drm_i915_gem_object *obj)
 709 {
 710         i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(obj);
 711         i915_gem_userptr_release__mm_struct(obj);
 712 }
 713
 714 static int
 715 i915_gem_userptr_dmabuf_export(struct drm_i915_gem_object *obj)
 716 {
 717         if (obj->userptr.mmu_object)
 718                 return 0;
 719
 720         return i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, 0);
 721 }
 722
 723 static const struct drm_i915_gem_object_ops i915_gem_userptr_ops = {
 724         .dmabuf_export = i915_gem_userptr_dmabuf_export,
 725         .get_pages = i915_gem_userptr_get_pages,
 726         .put_pages = i915_gem_userptr_put_pages,
 727         .release = i915_gem_userptr_release,
 728 };
 729
 730 /**
 731  * Creates a new mm object that wraps some normal memory from the process
 732  * context - user memory.
 733  *
 734  * We impose several restrictions upon the memory being mapped
 735  * into the GPU.
 736  * 1. It must be page aligned (both start/end addresses, i.e ptr and size).
 737  * 2. It must be normal system memory, not a pointer into another map of IO
 738  *    space (e.g. it must not be a GTT mmapping of another object).
 739  * 3. We only allow a bo as large as we could in theory map into the GTT,
 740  *    that is we limit the size to the total size of the GTT.
 741  * 4. The bo is marked as being snoopable. The backing pages are left
 742  *    accessible directly by the CPU, but reads and writes by the GPU may
 743  *    incur the cost of a snoop (unless you have an LLC architecture).
 744  *
 745  * Synchronisation between multiple users and the GPU is left to userspace
 746  * through the normal set-domain-ioctl. The kernel will enforce that the
 747  * GPU relinquishes the VMA before it is returned back to the system
 748  * i.e. upon free(), munmap() or process termination. However, the userspace
 749  * malloc() library may not immediately relinquish the VMA after free() and
 750  * instead reuse it whilst the GPU is still reading and writing to the VMA.
 751  * Caveat emptor.
 752  *
 753  * Also note, that the object created here is not currently a "first class"
 754  * object, in that several ioctls are banned. These are the CPU access
 755  * ioctls: mmap(), pwrite and pread. In practice, you are expected to use
 756  * direct access via your pointer rather than use those ioctls.
 757  *
 758  * If you think this is a good interface to use to pass GPU memory between
 759  * drivers, please use dma-buf instead. In fact, wherever possible use
 760  * dma-buf instead.
 761  */
 762 int
 763 i915_gem_userptr_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *file)
 764 {
 765         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 766         struct drm_i915_gem_userptr *args = data;
 767         struct drm_i915_gem_object *obj;
 768         int ret;
 769         u32 handle;
 770
 771         if (args->flags & ~(I915_USERPTR_READ_ONLY |
 772                             I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED))
 773                 return -EINVAL;
 774
 775         if (offset_in_page(args->user_ptr | args->user_size))
 776                 return -EINVAL;
 777
 778         if (args->user_size > dev_priv->gtt.base.total)
 779                 return -E2BIG;
 780
 781         if (!access_ok(args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY ? VERIFY_READ : VERIFY_WRITE,
 782                        (char __user *)(unsigned long)args->user_ptr, args->user_size))
 783                 return -EFAULT;
 784
 785         if (args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY) {
 786                 /* On almost all of the current hw, we cannot tell the GPU that a
 787                  * page is readonly, so this is just a placeholder in the uAPI.
 788                  */
 789                 return -ENODEV;
 790         }
 791
 792         obj = i915_gem_object_alloc(dev);
 793         if (obj == NULL)
 794                 return -ENOMEM;
 795
 796         drm_gem_private_object_init(dev, &obj->base, args->user_size);
 797         i915_gem_object_init(obj, &i915_gem_userptr_ops);
 798         obj->cache_level = I915_CACHE_LLC;
 799         obj->base.write_domain = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
 800         obj->base.read_domains = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
 801
 802         obj->userptr.ptr = args->user_ptr;
 803         obj->userptr.read_only = !!(args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY);
 804
 805         /* And keep a pointer to the current->mm for resolving the user pages
 806          * at binding. This means that we need to hook into the mmu_notifier
 807          * in order to detect if the mmu is destroyed.
 808          */
 809         ret = i915_gem_userptr_init__mm_struct(obj);
 810         if (ret == 0)
 811                 ret = i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, args->flags);
 812         if (ret == 0)
 813                 ret = drm_gem_handle_create(file, &obj->base, &handle);
 814
 815         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 816         drm_gem_object_unreference_unlocked(&obj->base);
 817         if (ret)
 818                 return ret;
 819
 820         args->handle = handle;
 821         return 0;
 822 }
 823
 824 int
 825 i915_gem_init_userptr(struct drm_device *dev)
 826 {
 827         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
 828         mutex_init(&dev_priv->mm_lock);
 829         hash_init(dev_priv->mm_structs);
 830         return 0;
 831 }