drivers/gpu/drm/radeon/radeon_vm.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Copyright 2008 Red Hat Inc.
   4  * Copyright 2009 Jerome Glisse.
   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 shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  19  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  20  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  21  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  22  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  23  *
  24  * Authors: Dave Airlie
  25  *          Alex Deucher
  26  *          Jerome Glisse
  27  */
  28 #include <drm/drmP.h>
  29 #include <drm/radeon_drm.h>
  30 #include "radeon.h"
  31 #include "radeon_trace.h"
  32
  33 /*
  34  * GPUVM
  35  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
  36  * rather than there being a single global gart table
  37  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
  38  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
  39  * vram pages and system memory pages and system memory pages
  40  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
  41  * (uncached system pages).
  42  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
  43  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
  44  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
  45  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
  46  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
  47  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
  48  * command buffers and a VMID is assigned.
  49  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
  50  * SI supports 16.
  51  */
  52
  53 /**
  54  * radeon_vm_num_pde - return the number of page directory entries
  55  *
  56  * @rdev: radeon_device pointer
  57  *
  58  * Calculate the number of page directory entries (cayman+).
  59  */
  60 static unsigned radeon_vm_num_pdes(struct radeon_device *rdev)
  61 {
  62         return rdev->vm_manager.max_pfn >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
  63 }
  64
  65 /**
  66  * radeon_vm_directory_size - returns the size of the page directory in bytes
  67  *
  68  * @rdev: radeon_device pointer
  69  *
  70  * Calculate the size of the page directory in bytes (cayman+).
  71  */
  72 static unsigned radeon_vm_directory_size(struct radeon_device *rdev)
  73 {
  74         return RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(radeon_vm_num_pdes(rdev) * 8);
  75 }
  76
  77 /**
  78  * radeon_vm_manager_init - init the vm manager
  79  *
  80  * @rdev: radeon_device pointer
  81  *
  82  * Init the vm manager (cayman+).
  83  * Returns 0 for success, error for failure.
  84  */
  85 int radeon_vm_manager_init(struct radeon_device *rdev)
  86 {
  87         struct radeon_vm *vm;
  88         struct radeon_bo_va *bo_va;
  89         int r;
  90         unsigned size;
  91
  92         if (!rdev->vm_manager.enabled) {
  93                 /* allocate enough for 2 full VM pts */
  94                 size = radeon_vm_directory_size(rdev);
  95                 size += rdev->vm_manager.max_pfn * 8;
  96                 size *= 2;
  97                 r = radeon_sa_bo_manager_init(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
  98                                               RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(size),
  99                                               RADEON_VM_PTB_ALIGN_SIZE,
 100                                               RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM);
 101                 if (r) {
 102                         dev_err(rdev->dev, "failed to allocate vm bo (%dKB)\n",
 103                                 (rdev->vm_manager.max_pfn * 8) >> 10);
 104                         return r;
 105                 }
 106
 107                 r = radeon_asic_vm_init(rdev);
 108                 if (r)
 109                         return r;
 110
 111                 rdev->vm_manager.enabled = true;
 112
 113                 r = radeon_sa_bo_manager_start(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 114                 if (r)
 115                         return r;
 116         }
 117
 118         /* restore page table */
 119         list_for_each_entry(vm, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 120                 if (vm->page_directory == NULL)
 121                         continue;
 122
 123                 list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 124                         bo_va->valid = false;
 125                 }
 126         }
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 /**
 131  * radeon_vm_free_pt - free the page table for a specific vm
 132  *
 133  * @rdev: radeon_device pointer
 134  * @vm: vm to unbind
 135  *
 136  * Free the page table of a specific vm (cayman+).
 137  *
 138  * Global and local mutex must be lock!
 139  */
 140 static void radeon_vm_free_pt(struct radeon_device *rdev,
 141                                     struct radeon_vm *vm)
 142 {
 143         struct radeon_bo_va *bo_va;
 144         int i;
 145
 146         if (!vm->page_directory)
 147                 return;
 148
 149         list_del_init(&vm->list);
 150         radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
 151
 152         list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 153                 bo_va->valid = false;
 154         }
 155
 156         if (vm->page_tables == NULL)
 157                 return;
 158
 159         for (i = 0; i < radeon_vm_num_pdes(rdev); i++)
 160                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_tables[i], vm->fence);
 161
 162         kfree(vm->page_tables);
 163 }
 164
 165 /**
 166  * radeon_vm_manager_fini - tear down the vm manager
 167  *
 168  * @rdev: radeon_device pointer
 169  *
 170  * Tear down the VM manager (cayman+).
 171  */
 172 void radeon_vm_manager_fini(struct radeon_device *rdev)
 173 {
 174         struct radeon_vm *vm, *tmp;
 175         int i;
 176
 177         if (!rdev->vm_manager.enabled)
 178                 return;
 179
 180         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 181         /* free all allocated page tables */
 182         list_for_each_entry_safe(vm, tmp, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 183                 mutex_lock(&vm->mutex);
 184                 radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
 185                 mutex_unlock(&vm->mutex);
 186         }
 187         for (i = 0; i < RADEON_NUM_VM; ++i) {
 188                 radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[i]);
 189         }
 190         radeon_asic_vm_fini(rdev);
 191         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 192
 193         radeon_sa_bo_manager_suspend(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 194         radeon_sa_bo_manager_fini(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 195         rdev->vm_manager.enabled = false;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * radeon_vm_evict - evict page table to make room for new one
 200  *
 201  * @rdev: radeon_device pointer
 202  * @vm: VM we want to allocate something for
 203  *
 204  * Evict a VM from the lru, making sure that it isn't @vm. (cayman+).
 205  * Returns 0 for success, -ENOMEM for failure.
 206  *
 207  * Global and local mutex must be locked!
 208  */
 209 static int radeon_vm_evict(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 210 {
 211         struct radeon_vm *vm_evict;
 212
 213         if (list_empty(&rdev->vm_manager.lru_vm))
 214                 return -ENOMEM;
 215
 216         vm_evict = list_first_entry(&rdev->vm_manager.lru_vm,
 217                                     struct radeon_vm, list);
 218         if (vm_evict == vm)
 219                 return -ENOMEM;
 220
 221         mutex_lock(&vm_evict->mutex);
 222         radeon_vm_free_pt(rdev, vm_evict);
 223         mutex_unlock(&vm_evict->mutex);
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 /**
 228  * radeon_vm_alloc_pt - allocates a page table for a VM
 229  *
 230  * @rdev: radeon_device pointer
 231  * @vm: vm to bind
 232  *
 233  * Allocate a page table for the requested vm (cayman+).
 234  * Returns 0 for success, error for failure.
 235  *
 236  * Global and local mutex must be locked!
 237  */
 238 int radeon_vm_alloc_pt(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 239 {
 240         unsigned pd_size, pd_entries, pts_size;
 241         struct radeon_ib ib;
 242         int r;
 243
 244         if (vm == NULL) {
 245                 return -EINVAL;
 246         }
 247
 248         if (vm->page_directory != NULL) {
 249                 return 0;
 250         }
 251
 252         pd_size = radeon_vm_directory_size(rdev);
 253         pd_entries = radeon_vm_num_pdes(rdev);
 254
 255 retry:
 256         r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
 257                              &vm->page_directory, pd_size,
 258                              RADEON_VM_PTB_ALIGN_SIZE, false);
 259         if (r == -ENOMEM) {
 260                 r = radeon_vm_evict(rdev, vm);
 261                 if (r)
 262                         return r;
 263                 goto retry;
 264
 265         } else if (r) {
 266                 return r;
 267         }
 268
 269         vm->pd_gpu_addr = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_directory);
 270
 271         /* Initially clear the page directory */
 272         r = radeon_ib_get(rdev, R600_RING_TYPE_DMA_INDEX, &ib,
 273                           NULL, pd_entries * 2 + 64);
 274         if (r) {
 275                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
 276                 return r;
 277         }
 278
 279         ib.length_dw = 0;
 280
 281         radeon_asic_vm_set_page(rdev, &ib, vm->pd_gpu_addr,
 282                                 0, pd_entries, 0, 0);
 283
 284         radeon_semaphore_sync_to(ib.semaphore, vm->fence);
 285         r = radeon_ib_schedule(rdev, &ib, NULL);
 286         if (r) {
 287                 radeon_ib_free(rdev, &ib);
 288                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
 289                 return r;
 290         }
 291         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 292         vm->fence = radeon_fence_ref(ib.fence);
 293         radeon_ib_free(rdev, &ib);
 294         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 295
 296         /* allocate page table array */
 297         pts_size = radeon_vm_num_pdes(rdev) * sizeof(struct radeon_sa_bo *);
 298         vm->page_tables = kzalloc(pts_size, GFP_KERNEL);
 299
 300         if (vm->page_tables == NULL) {
 301                 DRM_ERROR("Cannot allocate memory for page table array\n");
 302                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
 303                 return -ENOMEM;
 304         }
 305
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 /**
 310  * radeon_vm_add_to_lru - add VMs page table to LRU list
 311  *
 312  * @rdev: radeon_device pointer
 313  * @vm: vm to add to LRU
 314  *
 315  * Add the allocated page table to the LRU list (cayman+).
 316  *
 317  * Global mutex must be locked!
 318  */
 319 void radeon_vm_add_to_lru(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 320 {
 321         list_del_init(&vm->list);
 322         list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
 323 }
 324
 325 /**
 326  * radeon_vm_grab_id - allocate the next free VMID
 327  *
 328  * @rdev: radeon_device pointer
 329  * @vm: vm to allocate id for
 330  * @ring: ring we want to submit job to
 331  *
 332  * Allocate an id for the vm (cayman+).
 333  * Returns the fence we need to sync to (if any).
 334  *
 335  * Global and local mutex must be locked!
 336  */
 337 struct radeon_fence *radeon_vm_grab_id(struct radeon_device *rdev,
 338                                        struct radeon_vm *vm, int ring)
 339 {
 340         struct radeon_fence *best[RADEON_NUM_RINGS] = {};
 341         unsigned choices[2] = {};
 342         unsigned i;
 343
 344         /* check if the id is still valid */
 345         if (vm->last_id_use && vm->last_id_use == rdev->vm_manager.active[vm->id])
 346                 return NULL;
 347
 348         /* we definately need to flush */
 349         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 350
 351         /* skip over VMID 0, since it is the system VM */
 352         for (i = 1; i < rdev->vm_manager.nvm; ++i) {
 353                 struct radeon_fence *fence = rdev->vm_manager.active[i];
 354
 355                 if (fence == NULL) {
 356                         /* found a free one */
 357                         vm->id = i;
 358                         trace_radeon_vm_grab_id(vm->id, ring);
 359                         return NULL;
 360                 }
 361
 362                 if (radeon_fence_is_earlier(fence, best[fence->ring])) {
 363                         best[fence->ring] = fence;
 364                         choices[fence->ring == ring ? 0 : 1] = i;
 365                 }
 366         }
 367
 368         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 369                 if (choices[i]) {
 370                         vm->id = choices[i];
 371                         trace_radeon_vm_grab_id(vm->id, ring);
 372                         return rdev->vm_manager.active[choices[i]];
 373                 }
 374         }
 375
 376         /* should never happen */
 377         BUG();
 378         return NULL;
 379 }
 380
 381 /**
 382  * radeon_vm_flush - hardware flush the vm
 383  *
 384  * @rdev: radeon_device pointer
 385  * @vm: vm we want to flush
 386  * @ring: ring to use for flush
 387  *
 388  * Flush the vm (cayman+).
 389  *
 390  * Global and local mutex must be locked!
 391  */
 392 void radeon_vm_flush(struct radeon_device *rdev,
 393                      struct radeon_vm *vm,
 394                      int ring)
 395 {
 396         /* if we can't remember our last VM flush then flush now! */
 397         /* XXX figure out why we have to flush all the time */
 398         if (!vm->last_flush || true)
 399                 radeon_ring_vm_flush(rdev, ring, vm);
 400 }
 401
 402 /**
 403  * radeon_vm_fence - remember fence for vm
 404  *
 405  * @rdev: radeon_device pointer
 406  * @vm: vm we want to fence
 407  * @fence: fence to remember
 408  *
 409  * Fence the vm (cayman+).
 410  * Set the fence used to protect page table and id.
 411  *
 412  * Global and local mutex must be locked!
 413  */
 414 void radeon_vm_fence(struct radeon_device *rdev,
 415                      struct radeon_vm *vm,
 416                      struct radeon_fence *fence)
 417 {
 418         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 419         vm->fence = radeon_fence_ref(fence);
 420
 421         radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[vm->id]);
 422         rdev->vm_manager.active[vm->id] = radeon_fence_ref(fence);
 423
 424         radeon_fence_unref(&vm->last_id_use);
 425         vm->last_id_use = radeon_fence_ref(fence);
 426
 427         /* we just flushed the VM, remember that */
 428         if (!vm->last_flush)
 429                 vm->last_flush = radeon_fence_ref(fence);
 430 }
 431
 432 /**
 433  * radeon_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
 434  *
 435  * @vm: requested vm
 436  * @bo: requested buffer object
 437  *
 438  * Find @bo inside the requested vm (cayman+).
 439  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
 440  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
 441  *
 442  * Object has to be reserved!
 443  */
 444 struct radeon_bo_va *radeon_vm_bo_find(struct radeon_vm *vm,
 445                                        struct radeon_bo *bo)
 446 {
 447         struct radeon_bo_va *bo_va;
 448
 449         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
 450                 if (bo_va->vm == vm) {
 451                         return bo_va;
 452                 }
 453         }
 454         return NULL;
 455 }
 456
 457 /**
 458  * radeon_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
 459  *
 460  * @rdev: radeon_device pointer
 461  * @vm: requested vm
 462  * @bo: radeon buffer object
 463  *
 464  * Add @bo into the requested vm (cayman+).
 465  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
 466  * Returns newly added bo_va or NULL for failure
 467  *
 468  * Object has to be reserved!
 469  */
 470 struct radeon_bo_va *radeon_vm_bo_add(struct radeon_device *rdev,
 471                                       struct radeon_vm *vm,
 472                                       struct radeon_bo *bo)
 473 {
 474         struct radeon_bo_va *bo_va;
 475
 476         bo_va = kzalloc(sizeof(struct radeon_bo_va), GFP_KERNEL);
 477         if (bo_va == NULL) {
 478                 return NULL;
 479         }
 480         bo_va->vm = vm;
 481         bo_va->bo = bo;
 482         bo_va->soffset = 0;
 483         bo_va->eoffset = 0;
 484         bo_va->flags = 0;
 485         bo_va->valid = false;
 486         bo_va->ref_count = 1;
 487         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->bo_list);
 488         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->vm_list);
 489
 490         mutex_lock(&vm->mutex);
 491         list_add(&bo_va->vm_list, &vm->va);
 492         list_add_tail(&bo_va->bo_list, &bo->va);
 493         mutex_unlock(&vm->mutex);
 494
 495         return bo_va;
 496 }
 497
 498 /**
 499  * radeon_vm_bo_set_addr - set bos virtual address inside a vm
 500  *
 501  * @rdev: radeon_device pointer
 502  * @bo_va: bo_va to store the address
 503  * @soffset: requested offset of the buffer in the VM address space
 504  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
 505  *
 506  * Set offset of @bo_va (cayman+).
 507  * Validate and set the offset requested within the vm address space.
 508  * Returns 0 for success, error for failure.
 509  *
 510  * Object has to be reserved!
 511  */
 512 int radeon_vm_bo_set_addr(struct radeon_device *rdev,
 513                           struct radeon_bo_va *bo_va,
 514                           uint64_t soffset,
 515                           uint32_t flags)
 516 {
 517         uint64_t size = radeon_bo_size(bo_va->bo);
 518         uint64_t eoffset, last_offset = 0;
 519         struct radeon_vm *vm = bo_va->vm;
 520         struct radeon_bo_va *tmp;
 521         struct list_head *head;
 522         unsigned last_pfn;
 523
 524         if (soffset) {
 525                 /* make sure object fit at this offset */
 526                 eoffset = soffset + size;
 527                 if (soffset >= eoffset) {
 528                         return -EINVAL;
 529                 }
 530
 531                 last_pfn = eoffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 532                 if (last_pfn > rdev->vm_manager.max_pfn) {
 533                         dev_err(rdev->dev, "va above limit (0x%08X > 0x%08X)\n",
 534                                 last_pfn, rdev->vm_manager.max_pfn);
 535                         return -EINVAL;
 536                 }
 537
 538         } else {
 539                 eoffset = last_pfn = 0;
 540         }
 541
 542         mutex_lock(&vm->mutex);
 543         head = &vm->va;
 544         last_offset = 0;
 545         list_for_each_entry(tmp, &vm->va, vm_list) {
 546                 if (bo_va == tmp) {
 547                         /* skip over currently modified bo */
 548                         continue;
 549                 }
 550
 551                 if (soffset >= last_offset && eoffset <= tmp->soffset) {
 552                         /* bo can be added before this one */
 553                         break;
 554                 }
 555                 if (eoffset > tmp->soffset && soffset < tmp->eoffset) {
 556                         /* bo and tmp overlap, invalid offset */
 557                         dev_err(rdev->dev, "bo %p va 0x%08X conflict with (bo %p 0x%08X 0x%08X)\n",
 558                                 bo_va->bo, (unsigned)bo_va->soffset, tmp->bo,
 559                                 (unsigned)tmp->soffset, (unsigned)tmp->eoffset);
 560                         mutex_unlock(&vm->mutex);
 561                         return -EINVAL;
 562                 }
 563                 last_offset = tmp->eoffset;
 564                 head = &tmp->vm_list;
 565         }
 566
 567         bo_va->soffset = soffset;
 568         bo_va->eoffset = eoffset;
 569         bo_va->flags = flags;
 570         bo_va->valid = false;
 571         list_move(&bo_va->vm_list, head);
 572
 573         mutex_unlock(&vm->mutex);
 574         return 0;
 575 }
 576
 577 /**
 578  * radeon_vm_map_gart - get the physical address of a gart page
 579  *
 580  * @rdev: radeon_device pointer
 581  * @addr: the unmapped addr
 582  *
 583  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
 584  * to (cayman+).
 585  * Returns the physical address of the page.
 586  */
 587 uint64_t radeon_vm_map_gart(struct radeon_device *rdev, uint64_t addr)
 588 {
 589         uint64_t result;
 590
 591         /* page table offset */
 592         result = rdev->gart.pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
 593
 594         /* in case cpu page size != gpu page size*/
 595         result |= addr & (~PAGE_MASK);
 596
 597         return result;
 598 }
 599
 600 /**
 601  * radeon_vm_page_flags - translate page flags to what the hw uses
 602  *
 603  * @flags: flags comming from userspace
 604  *
 605  * Translate the flags the userspace ABI uses to hw flags.
 606  */
 607 static uint32_t radeon_vm_page_flags(uint32_t flags)
 608 {
 609         uint32_t hw_flags = 0;
 610         hw_flags |= (flags & RADEON_VM_PAGE_VALID) ? R600_PTE_VALID : 0;
 611         hw_flags |= (flags & RADEON_VM_PAGE_READABLE) ? R600_PTE_READABLE : 0;
 612         hw_flags |= (flags & RADEON_VM_PAGE_WRITEABLE) ? R600_PTE_WRITEABLE : 0;
 613         if (flags & RADEON_VM_PAGE_SYSTEM) {
 614                 hw_flags |= R600_PTE_SYSTEM;
 615                 hw_flags |= (flags & RADEON_VM_PAGE_SNOOPED) ? R600_PTE_SNOOPED : 0;
 616         }
 617         return hw_flags;
 618 }
 619
 620 /**
 621  * radeon_vm_update_pdes - make sure that page directory is valid
 622  *
 623  * @rdev: radeon_device pointer
 624  * @vm: requested vm
 625  * @start: start of GPU address range
 626  * @end: end of GPU address range
 627  *
 628  * Allocates new page tables if necessary
 629  * and updates the page directory (cayman+).
 630  * Returns 0 for success, error for failure.
 631  *
 632  * Global and local mutex must be locked!
 633  */
 634 static int radeon_vm_update_pdes(struct radeon_device *rdev,
 635                                  struct radeon_vm *vm,
 636                                  struct radeon_ib *ib,
 637                                  uint64_t start, uint64_t end)
 638 {
 639         static const uint32_t incr = RADEON_VM_PTE_COUNT * 8;
 640
 641         uint64_t last_pde = ~0, last_pt = ~0;
 642         unsigned count = 0;
 643         uint64_t pt_idx;
 644         int r;
 645
 646         start = (start / RADEON_GPU_PAGE_SIZE) >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
 647         end = (end / RADEON_GPU_PAGE_SIZE) >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
 648
 649         /* walk over the address space and update the page directory */
 650         for (pt_idx = start; pt_idx <= end; ++pt_idx) {
 651                 uint64_t pde, pt;
 652
 653                 if (vm->page_tables[pt_idx])
 654                         continue;
 655
 656 retry:
 657                 r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
 658                                      &vm->page_tables[pt_idx],
 659                                      RADEON_VM_PTE_COUNT * 8,
 660                                      RADEON_GPU_PAGE_SIZE, false);
 661
 662                 if (r == -ENOMEM) {
 663                         r = radeon_vm_evict(rdev, vm);
 664                         if (r)
 665                                 return r;
 666                         goto retry;
 667                 } else if (r) {
 668                         return r;
 669                 }
 670
 671                 pde = vm->pd_gpu_addr + pt_idx * 8;
 672
 673                 pt = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_tables[pt_idx]);
 674
 675                 if (((last_pde + 8 * count) != pde) ||
 676                     ((last_pt + incr * count) != pt)) {
 677
 678                         if (count) {
 679                                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pde,
 680                                                         last_pt, count, incr,
 681                                                         R600_PTE_VALID);
 682
 683                                 count *= RADEON_VM_PTE_COUNT;
 684                                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pt, 0,
 685                                                         count, 0, 0);
 686                         }
 687
 688                         count = 1;
 689                         last_pde = pde;
 690                         last_pt = pt;
 691                 } else {
 692                         ++count;
 693                 }
 694         }
 695
 696         if (count) {
 697                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pde, last_pt, count,
 698                                         incr, R600_PTE_VALID);
 699
 700                 count *= RADEON_VM_PTE_COUNT;
 701                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pt, 0,
 702                                         count, 0, 0);
 703         }
 704
 705         return 0;
 706 }
 707
 708 /**
 709  * radeon_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
 710  *
 711  * @rdev: radeon_device pointer
 712  * @vm: requested vm
 713  * @start: start of GPU address range
 714  * @end: end of GPU address range
 715  * @dst: destination address to map to
 716  * @flags: mapping flags
 717  *
 718  * Update the page tables in the range @start - @end (cayman+).
 719  *
 720  * Global and local mutex must be locked!
 721  */
 722 static void radeon_vm_update_ptes(struct radeon_device *rdev,
 723                                   struct radeon_vm *vm,
 724                                   struct radeon_ib *ib,
 725                                   uint64_t start, uint64_t end,
 726                                   uint64_t dst, uint32_t flags)
 727 {
 728         static const uint64_t mask = RADEON_VM_PTE_COUNT - 1;
 729
 730         uint64_t last_pte = ~0, last_dst = ~0;
 731         unsigned count = 0;
 732         uint64_t addr;
 733
 734         start = start / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 735         end = end / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 736
 737         /* walk over the address space and update the page tables */
 738         for (addr = start; addr < end; ) {
 739                 uint64_t pt_idx = addr >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
 740                 unsigned nptes;
 741                 uint64_t pte;
 742
 743                 if ((addr & ~mask) == (end & ~mask))
 744                         nptes = end - addr;
 745                 else
 746                         nptes = RADEON_VM_PTE_COUNT - (addr & mask);
 747
 748                 pte = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_tables[pt_idx]);
 749                 pte += (addr & mask) * 8;
 750
 751                 if ((last_pte + 8 * count) != pte) {
 752
 753                         if (count) {
 754                                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pte,
 755                                                         last_dst, count,
 756                                                         RADEON_GPU_PAGE_SIZE,
 757                                                         flags);
 758                         }
 759
 760                         count = nptes;
 761                         last_pte = pte;
 762                         last_dst = dst;
 763                 } else {
 764                         count += nptes;
 765                 }
 766
 767                 addr += nptes;
 768                 dst += nptes * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 769         }
 770
 771         if (count) {
 772                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, ib, last_pte,
 773                                         last_dst, count,
 774                                         RADEON_GPU_PAGE_SIZE, flags);
 775         }
 776 }
 777
 778 /**
 779  * radeon_vm_bo_update - map a bo into the vm page table
 780  *
 781  * @rdev: radeon_device pointer
 782  * @vm: requested vm
 783  * @bo: radeon buffer object
 784  * @mem: ttm mem
 785  *
 786  * Fill in the page table entries for @bo (cayman+).
 787  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 788  *
 789  * Object have to be reserved & global and local mutex must be locked!
 790  */
 791 int radeon_vm_bo_update(struct radeon_device *rdev,
 792                         struct radeon_vm *vm,
 793                         struct radeon_bo *bo,
 794                         struct ttm_mem_reg *mem)
 795 {
 796         struct radeon_ib ib;
 797         struct radeon_bo_va *bo_va;
 798         unsigned nptes, npdes, ndw;
 799         uint64_t addr;
 800         int r;
 801
 802         /* nothing to do if vm isn't bound */
 803         if (vm->page_directory == NULL)
 804                 return 0;
 805
 806         bo_va = radeon_vm_bo_find(vm, bo);
 807         if (bo_va == NULL) {
 808                 dev_err(rdev->dev, "bo %p not in vm %p\n", bo, vm);
 809                 return -EINVAL;
 810         }
 811
 812         if (!bo_va->soffset) {
 813                 dev_err(rdev->dev, "bo %p don't has a mapping in vm %p\n",
 814                         bo, vm);
 815                 return -EINVAL;
 816         }
 817
 818         if ((bo_va->valid && mem) || (!bo_va->valid && mem == NULL))
 819                 return 0;
 820
 821         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_VALID;
 822         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 823         if (mem) {
 824                 addr = mem->start << PAGE_SHIFT;
 825                 if (mem->mem_type != TTM_PL_SYSTEM) {
 826                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_VALID;
 827                         bo_va->valid = true;
 828                 }
 829                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
 830                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 831                 } else {
 832                         addr += rdev->vm_manager.vram_base_offset;
 833                 }
 834         } else {
 835                 addr = 0;
 836                 bo_va->valid = false;
 837         }
 838
 839         trace_radeon_vm_bo_update(bo_va);
 840
 841         nptes = radeon_bo_ngpu_pages(bo);
 842
 843         /* assume two extra pdes in case the mapping overlaps the borders */
 844         npdes = (nptes >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE) + 2;
 845
 846         /* padding, etc. */
 847         ndw = 64;
 848
 849         if (RADEON_VM_BLOCK_SIZE > 11)
 850                 /* reserve space for one header for every 2k dwords */
 851                 ndw += (nptes >> 11) * 4;
 852         else
 853                 /* reserve space for one header for
 854                     every (1 << BLOCK_SIZE) entries */
 855                 ndw += (nptes >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE) * 4;
 856
 857         /* reserve space for pte addresses */
 858         ndw += nptes * 2;
 859
 860         /* reserve space for one header for every 2k dwords */
 861         ndw += (npdes >> 11) * 4;
 862
 863         /* reserve space for pde addresses */
 864         ndw += npdes * 2;
 865
 866         /* reserve space for clearing new page tables */
 867         ndw += npdes * 2 * RADEON_VM_PTE_COUNT;
 868
 869         /* update too big for an IB */
 870         if (ndw > 0xfffff)
 871                 return -ENOMEM;
 872
 873         r = radeon_ib_get(rdev, R600_RING_TYPE_DMA_INDEX, &ib, NULL, ndw * 4);
 874         if (r)
 875                 return r;
 876         ib.length_dw = 0;
 877
 878         r = radeon_vm_update_pdes(rdev, vm, &ib, bo_va->soffset, bo_va->eoffset);
 879         if (r) {
 880                 radeon_ib_free(rdev, &ib);
 881                 return r;
 882         }
 883
 884         radeon_vm_update_ptes(rdev, vm, &ib, bo_va->soffset, bo_va->eoffset,
 885                               addr, radeon_vm_page_flags(bo_va->flags));
 886
 887         radeon_semaphore_sync_to(ib.semaphore, vm->fence);
 888         r = radeon_ib_schedule(rdev, &ib, NULL);
 889         if (r) {
 890                 radeon_ib_free(rdev, &ib);
 891                 return r;
 892         }
 893         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 894         vm->fence = radeon_fence_ref(ib.fence);
 895         radeon_ib_free(rdev, &ib);
 896         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 897
 898         return 0;
 899 }
 900
 901 /**
 902  * radeon_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
 903  *
 904  * @rdev: radeon_device pointer
 905  * @bo_va: requested bo_va
 906  *
 907  * Remove @bo_va->bo from the requested vm (cayman+).
 908  * Remove @bo_va->bo from the list of bos associated with the bo_va->vm and
 909  * remove the ptes for @bo_va in the page table.
 910  * Returns 0 for success.
 911  *
 912  * Object have to be reserved!
 913  */
 914 int radeon_vm_bo_rmv(struct radeon_device *rdev,
 915                      struct radeon_bo_va *bo_va)
 916 {
 917         int r = 0;
 918
 919         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 920         mutex_lock(&bo_va->vm->mutex);
 921         if (bo_va->soffset) {
 922                 r = radeon_vm_bo_update(rdev, bo_va->vm, bo_va->bo, NULL);
 923         }
 924         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 925         list_del(&bo_va->vm_list);
 926         mutex_unlock(&bo_va->vm->mutex);
 927         list_del(&bo_va->bo_list);
 928
 929         kfree(bo_va);
 930         return r;
 931 }
 932
 933 /**
 934  * radeon_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
 935  *
 936  * @rdev: radeon_device pointer
 937  * @vm: requested vm
 938  * @bo: radeon buffer object
 939  *
 940  * Mark @bo as invalid (cayman+).
 941  */
 942 void radeon_vm_bo_invalidate(struct radeon_device *rdev,
 943                              struct radeon_bo *bo)
 944 {
 945         struct radeon_bo_va *bo_va;
 946
 947         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
 948                 bo_va->valid = false;
 949         }
 950 }
 951
 952 /**
 953  * radeon_vm_init - initialize a vm instance
 954  *
 955  * @rdev: radeon_device pointer
 956  * @vm: requested vm
 957  *
 958  * Init @vm fields (cayman+).
 959  */
 960 void radeon_vm_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 961 {
 962         vm->id = 0;
 963         vm->fence = NULL;
 964         vm->last_flush = NULL;
 965         vm->last_id_use = NULL;
 966         mutex_init(&vm->mutex);
 967         INIT_LIST_HEAD(&vm->list);
 968         INIT_LIST_HEAD(&vm->va);
 969 }
 970
 971 /**
 972  * radeon_vm_fini - tear down a vm instance
 973  *
 974  * @rdev: radeon_device pointer
 975  * @vm: requested vm
 976  *
 977  * Tear down @vm (cayman+).
 978  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
 979  */
 980 void radeon_vm_fini(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 981 {
 982         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
 983         int r;
 984
 985         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 986         mutex_lock(&vm->mutex);
 987         radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
 988         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 989
 990         if (!list_empty(&vm->va)) {
 991                 dev_err(rdev->dev, "still active bo inside vm\n");
 992         }
 993         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->va, vm_list) {
 994                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
 995                 r = radeon_bo_reserve(bo_va->bo, false);
 996                 if (!r) {
 997                         list_del_init(&bo_va->bo_list);
 998                         radeon_bo_unreserve(bo_va->bo);
 999                         kfree(bo_va);
1000                 }
1001         }
1002         radeon_fence_unref(&vm->fence);
1003         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
1004         radeon_fence_unref(&vm->last_id_use);
1005         mutex_unlock(&vm->mutex);
1006 }