drm/i915/icl: Fix CRC mismatch error for DP link layer compliance
[linux-2.6-block.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_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 <linux/dma-fence-array.h>
29 #include <linux/interval_tree_generic.h>
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <drm/drmP.h>
32 #include <drm/amdgpu_drm.h>
33 #include "amdgpu.h"
34 #include "amdgpu_trace.h"
35 #include "amdgpu_amdkfd.h"
36 #include "amdgpu_gmc.h"
37
38 /**
39  * DOC: GPUVM
40  *
41  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
42  * rather than there being a single global gart table
43  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
44  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
45  * vram pages and system memory pages and system memory pages
46  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
47  * (uncached system pages).
48  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
49  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
50  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
51  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
52  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
53  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
54  * command buffers and a VMID is assigned.
55  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
56  * SI supports 16.
57  */
58
59 #define START(node) ((node)->start)
60 #define LAST(node) ((node)->last)
61
62 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct amdgpu_bo_va_mapping, rb, uint64_t, __subtree_last,
63                      START, LAST, static, amdgpu_vm_it)
64
65 #undef START
66 #undef LAST
67
68 /**
69  * struct amdgpu_pte_update_params - Local structure
70  *
71  * Encapsulate some VM table update parameters to reduce
72  * the number of function parameters
73  *
74  */
75 struct amdgpu_pte_update_params {
76
77         /**
78          * @adev: amdgpu device we do this update for
79          */
80         struct amdgpu_device *adev;
81
82         /**
83          * @vm: optional amdgpu_vm we do this update for
84          */
85         struct amdgpu_vm *vm;
86
87         /**
88          * @src: address where to copy page table entries from
89          */
90         uint64_t src;
91
92         /**
93          * @ib: indirect buffer to fill with commands
94          */
95         struct amdgpu_ib *ib;
96
97         /**
98          * @func: Function which actually does the update
99          */
100         void (*func)(struct amdgpu_pte_update_params *params,
101                      struct amdgpu_bo *bo, uint64_t pe,
102                      uint64_t addr, unsigned count, uint32_t incr,
103                      uint64_t flags);
104         /**
105          * @pages_addr:
106          *
107          * DMA addresses to use for mapping, used during VM update by CPU
108          */
109         dma_addr_t *pages_addr;
110 };
111
112 /**
113  * struct amdgpu_prt_cb - Helper to disable partial resident texture feature from a fence callback
114  */
115 struct amdgpu_prt_cb {
116
117         /**
118          * @adev: amdgpu device
119          */
120         struct amdgpu_device *adev;
121
122         /**
123          * @cb: callback
124          */
125         struct dma_fence_cb cb;
126 };
127
128 /**
129  * amdgpu_vm_level_shift - return the addr shift for each level
130  *
131  * @adev: amdgpu_device pointer
132  * @level: VMPT level
133  *
134  * Returns:
135  * The number of bits the pfn needs to be right shifted for a level.
136  */
137 static unsigned amdgpu_vm_level_shift(struct amdgpu_device *adev,
138                                       unsigned level)
139 {
140         unsigned shift = 0xff;
141
142         switch (level) {
143         case AMDGPU_VM_PDB2:
144         case AMDGPU_VM_PDB1:
145         case AMDGPU_VM_PDB0:
146                 shift = 9 * (AMDGPU_VM_PDB0 - level) +
147                         adev->vm_manager.block_size;
148                 break;
149         case AMDGPU_VM_PTB:
150                 shift = 0;
151                 break;
152         default:
153                 dev_err(adev->dev, "the level%d isn't supported.\n", level);
154         }
155
156         return shift;
157 }
158
159 /**
160  * amdgpu_vm_num_entries - return the number of entries in a PD/PT
161  *
162  * @adev: amdgpu_device pointer
163  * @level: VMPT level
164  *
165  * Returns:
166  * The number of entries in a page directory or page table.
167  */
168 static unsigned amdgpu_vm_num_entries(struct amdgpu_device *adev,
169                                       unsigned level)
170 {
171         unsigned shift = amdgpu_vm_level_shift(adev,
172                                                adev->vm_manager.root_level);
173
174         if (level == adev->vm_manager.root_level)
175                 /* For the root directory */
176                 return round_up(adev->vm_manager.max_pfn, 1ULL << shift) >> shift;
177         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
178                 /* Everything in between */
179                 return 512;
180         else
181                 /* For the page tables on the leaves */
182                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev);
183 }
184
185 /**
186  * amdgpu_vm_entries_mask - the mask to get the entry number of a PD/PT
187  *
188  * @adev: amdgpu_device pointer
189  * @level: VMPT level
190  *
191  * Returns:
192  * The mask to extract the entry number of a PD/PT from an address.
193  */
194 static uint32_t amdgpu_vm_entries_mask(struct amdgpu_device *adev,
195                                        unsigned int level)
196 {
197         if (level <= adev->vm_manager.root_level)
198                 return 0xffffffff;
199         else if (level != AMDGPU_VM_PTB)
200                 return 0x1ff;
201         else
202                 return AMDGPU_VM_PTE_COUNT(adev) - 1;
203 }
204
205 /**
206  * amdgpu_vm_bo_size - returns the size of the BOs in bytes
207  *
208  * @adev: amdgpu_device pointer
209  * @level: VMPT level
210  *
211  * Returns:
212  * The size of the BO for a page directory or page table in bytes.
213  */
214 static unsigned amdgpu_vm_bo_size(struct amdgpu_device *adev, unsigned level)
215 {
216         return AMDGPU_GPU_PAGE_ALIGN(amdgpu_vm_num_entries(adev, level) * 8);
217 }
218
219 /**
220  * amdgpu_vm_bo_evicted - vm_bo is evicted
221  *
222  * @vm_bo: vm_bo which is evicted
223  *
224  * State for PDs/PTs and per VM BOs which are not at the location they should
225  * be.
226  */
227 static void amdgpu_vm_bo_evicted(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
228 {
229         struct amdgpu_vm *vm = vm_bo->vm;
230         struct amdgpu_bo *bo = vm_bo->bo;
231
232         vm_bo->moved = true;
233         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
234                 list_move(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
235         else
236                 list_move_tail(&vm_bo->vm_status, &vm->evicted);
237 }
238
239 /**
240  * amdgpu_vm_bo_relocated - vm_bo is reloacted
241  *
242  * @vm_bo: vm_bo which is relocated
243  *
244  * State for PDs/PTs which needs to update their parent PD.
245  */
246 static void amdgpu_vm_bo_relocated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
247 {
248         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->relocated);
249 }
250
251 /**
252  * amdgpu_vm_bo_moved - vm_bo is moved
253  *
254  * @vm_bo: vm_bo which is moved
255  *
256  * State for per VM BOs which are moved, but that change is not yet reflected
257  * in the page tables.
258  */
259 static void amdgpu_vm_bo_moved(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
260 {
261         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->moved);
262 }
263
264 /**
265  * amdgpu_vm_bo_idle - vm_bo is idle
266  *
267  * @vm_bo: vm_bo which is now idle
268  *
269  * State for PDs/PTs and per VM BOs which have gone through the state machine
270  * and are now idle.
271  */
272 static void amdgpu_vm_bo_idle(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
273 {
274         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->idle);
275         vm_bo->moved = false;
276 }
277
278 /**
279  * amdgpu_vm_bo_invalidated - vm_bo is invalidated
280  *
281  * @vm_bo: vm_bo which is now invalidated
282  *
283  * State for normal BOs which are invalidated and that change not yet reflected
284  * in the PTs.
285  */
286 static void amdgpu_vm_bo_invalidated(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
287 {
288         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
289         list_move(&vm_bo->vm_status, &vm_bo->vm->invalidated);
290         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
291 }
292
293 /**
294  * amdgpu_vm_bo_done - vm_bo is done
295  *
296  * @vm_bo: vm_bo which is now done
297  *
298  * State for normal BOs which are invalidated and that change has been updated
299  * in the PTs.
300  */
301 static void amdgpu_vm_bo_done(struct amdgpu_vm_bo_base *vm_bo)
302 {
303         spin_lock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
304         list_del_init(&vm_bo->vm_status);
305         spin_unlock(&vm_bo->vm->invalidated_lock);
306 }
307
308 /**
309  * amdgpu_vm_bo_base_init - Adds bo to the list of bos associated with the vm
310  *
311  * @base: base structure for tracking BO usage in a VM
312  * @vm: vm to which bo is to be added
313  * @bo: amdgpu buffer object
314  *
315  * Initialize a bo_va_base structure and add it to the appropriate lists
316  *
317  */
318 static void amdgpu_vm_bo_base_init(struct amdgpu_vm_bo_base *base,
319                                    struct amdgpu_vm *vm,
320                                    struct amdgpu_bo *bo)
321 {
322         base->vm = vm;
323         base->bo = bo;
324         base->next = NULL;
325         INIT_LIST_HEAD(&base->vm_status);
326
327         if (!bo)
328                 return;
329         base->next = bo->vm_bo;
330         bo->vm_bo = base;
331
332         if (bo->tbo.resv != vm->root.base.bo->tbo.resv)
333                 return;
334
335         vm->bulk_moveable = false;
336         if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
337                 amdgpu_vm_bo_relocated(base);
338         else
339                 amdgpu_vm_bo_idle(base);
340
341         if (bo->preferred_domains &
342             amdgpu_mem_type_to_domain(bo->tbo.mem.mem_type))
343                 return;
344
345         /*
346          * we checked all the prerequisites, but it looks like this per vm bo
347          * is currently evicted. add the bo to the evicted list to make sure it
348          * is validated on next vm use to avoid fault.
349          * */
350         amdgpu_vm_bo_evicted(base);
351 }
352
353 /**
354  * amdgpu_vm_pt_parent - get the parent page directory
355  *
356  * @pt: child page table
357  *
358  * Helper to get the parent entry for the child page table. NULL if we are at
359  * the root page directory.
360  */
361 static struct amdgpu_vm_pt *amdgpu_vm_pt_parent(struct amdgpu_vm_pt *pt)
362 {
363         struct amdgpu_bo *parent = pt->base.bo->parent;
364
365         if (!parent)
366                 return NULL;
367
368         return container_of(parent->vm_bo, struct amdgpu_vm_pt, base);
369 }
370
371 /**
372  * amdgpu_vm_pt_cursor - state for for_each_amdgpu_vm_pt
373  */
374 struct amdgpu_vm_pt_cursor {
375         uint64_t pfn;
376         struct amdgpu_vm_pt *parent;
377         struct amdgpu_vm_pt *entry;
378         unsigned level;
379 };
380
381 /**
382  * amdgpu_vm_pt_start - start PD/PT walk
383  *
384  * @adev: amdgpu_device pointer
385  * @vm: amdgpu_vm structure
386  * @start: start address of the walk
387  * @cursor: state to initialize
388  *
389  * Initialize a amdgpu_vm_pt_cursor to start a walk.
390  */
391 static void amdgpu_vm_pt_start(struct amdgpu_device *adev,
392                                struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
393                                struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
394 {
395         cursor->pfn = start;
396         cursor->parent = NULL;
397         cursor->entry = &vm->root;
398         cursor->level = adev->vm_manager.root_level;
399 }
400
401 /**
402  * amdgpu_vm_pt_descendant - go to child node
403  *
404  * @adev: amdgpu_device pointer
405  * @cursor: current state
406  *
407  * Walk to the child node of the current node.
408  * Returns:
409  * True if the walk was possible, false otherwise.
410  */
411 static bool amdgpu_vm_pt_descendant(struct amdgpu_device *adev,
412                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
413 {
414         unsigned mask, shift, idx;
415
416         if (!cursor->entry->entries)
417                 return false;
418
419         BUG_ON(!cursor->entry->base.bo);
420         mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor->level);
421         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level);
422
423         ++cursor->level;
424         idx = (cursor->pfn >> shift) & mask;
425         cursor->parent = cursor->entry;
426         cursor->entry = &cursor->entry->entries[idx];
427         return true;
428 }
429
430 /**
431  * amdgpu_vm_pt_sibling - go to sibling node
432  *
433  * @adev: amdgpu_device pointer
434  * @cursor: current state
435  *
436  * Walk to the sibling node of the current node.
437  * Returns:
438  * True if the walk was possible, false otherwise.
439  */
440 static bool amdgpu_vm_pt_sibling(struct amdgpu_device *adev,
441                                  struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
442 {
443         unsigned shift, num_entries;
444
445         /* Root doesn't have a sibling */
446         if (!cursor->parent)
447                 return false;
448
449         /* Go to our parents and see if we got a sibling */
450         shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor->level - 1);
451         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor->level - 1);
452
453         if (cursor->entry == &cursor->parent->entries[num_entries - 1])
454                 return false;
455
456         cursor->pfn += 1ULL << shift;
457         cursor->pfn &= ~((1ULL << shift) - 1);
458         ++cursor->entry;
459         return true;
460 }
461
462 /**
463  * amdgpu_vm_pt_ancestor - go to parent node
464  *
465  * @cursor: current state
466  *
467  * Walk to the parent node of the current node.
468  * Returns:
469  * True if the walk was possible, false otherwise.
470  */
471 static bool amdgpu_vm_pt_ancestor(struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
472 {
473         if (!cursor->parent)
474                 return false;
475
476         --cursor->level;
477         cursor->entry = cursor->parent;
478         cursor->parent = amdgpu_vm_pt_parent(cursor->parent);
479         return true;
480 }
481
482 /**
483  * amdgpu_vm_pt_next - get next PD/PT in hieratchy
484  *
485  * @adev: amdgpu_device pointer
486  * @cursor: current state
487  *
488  * Walk the PD/PT tree to the next node.
489  */
490 static void amdgpu_vm_pt_next(struct amdgpu_device *adev,
491                               struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
492 {
493         /* First try a newborn child */
494         if (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor))
495                 return;
496
497         /* If that didn't worked try to find a sibling */
498         while (!amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor)) {
499                 /* No sibling, go to our parents and grandparents */
500                 if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor)) {
501                         cursor->pfn = ~0ll;
502                         return;
503                 }
504         }
505 }
506
507 /**
508  * amdgpu_vm_pt_first_leaf - get first leaf PD/PT
509  *
510  * @adev: amdgpu_device pointer
511  * @vm: amdgpu_vm structure
512  * @start: start addr of the walk
513  * @cursor: state to initialize
514  *
515  * Start a walk and go directly to the leaf node.
516  */
517 static void amdgpu_vm_pt_first_leaf(struct amdgpu_device *adev,
518                                     struct amdgpu_vm *vm, uint64_t start,
519                                     struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
520 {
521         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, start, cursor);
522         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
523 }
524
525 /**
526  * amdgpu_vm_pt_next_leaf - get next leaf PD/PT
527  *
528  * @adev: amdgpu_device pointer
529  * @cursor: current state
530  *
531  * Walk the PD/PT tree to the next leaf node.
532  */
533 static void amdgpu_vm_pt_next_leaf(struct amdgpu_device *adev,
534                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
535 {
536         amdgpu_vm_pt_next(adev, cursor);
537         if (cursor->pfn != ~0ll)
538                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
539 }
540
541 /**
542  * for_each_amdgpu_vm_pt_leaf - walk over all leaf PDs/PTs in the hierarchy
543  */
544 #define for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, start, end, cursor)                \
545         for (amdgpu_vm_pt_first_leaf((adev), (vm), (start), &(cursor));         \
546              (cursor).pfn <= end; amdgpu_vm_pt_next_leaf((adev), &(cursor)))
547
548 /**
549  * amdgpu_vm_pt_first_dfs - start a deep first search
550  *
551  * @adev: amdgpu_device structure
552  * @vm: amdgpu_vm structure
553  * @cursor: state to initialize
554  *
555  * Starts a deep first traversal of the PD/PT tree.
556  */
557 static void amdgpu_vm_pt_first_dfs(struct amdgpu_device *adev,
558                                    struct amdgpu_vm *vm,
559                                    struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
560 {
561         amdgpu_vm_pt_start(adev, vm, 0, cursor);
562         while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
563 }
564
565 /**
566  * amdgpu_vm_pt_next_dfs - get the next node for a deep first search
567  *
568  * @adev: amdgpu_device structure
569  * @cursor: current state
570  *
571  * Move the cursor to the next node in a deep first search.
572  */
573 static void amdgpu_vm_pt_next_dfs(struct amdgpu_device *adev,
574                                   struct amdgpu_vm_pt_cursor *cursor)
575 {
576         if (!cursor->entry)
577                 return;
578
579         if (!cursor->parent)
580                 cursor->entry = NULL;
581         else if (amdgpu_vm_pt_sibling(adev, cursor))
582                 while (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, cursor));
583         else
584                 amdgpu_vm_pt_ancestor(cursor);
585 }
586
587 /**
588  * for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe - safe deep first search of all PDs/PTs
589  */
590 #define for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)                 \
591         for (amdgpu_vm_pt_first_dfs((adev), (vm), &(cursor)),                   \
592              (entry) = (cursor).entry, amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor));\
593              (entry); (entry) = (cursor).entry,                                 \
594              amdgpu_vm_pt_next_dfs((adev), &(cursor)))
595
596 /**
597  * amdgpu_vm_get_pd_bo - add the VM PD to a validation list
598  *
599  * @vm: vm providing the BOs
600  * @validated: head of validation list
601  * @entry: entry to add
602  *
603  * Add the page directory to the list of BOs to
604  * validate for command submission.
605  */
606 void amdgpu_vm_get_pd_bo(struct amdgpu_vm *vm,
607                          struct list_head *validated,
608                          struct amdgpu_bo_list_entry *entry)
609 {
610         entry->priority = 0;
611         entry->tv.bo = &vm->root.base.bo->tbo;
612         /* One for the VM updates, one for TTM and one for the CS job */
613         entry->tv.num_shared = 3;
614         entry->user_pages = NULL;
615         list_add(&entry->tv.head, validated);
616 }
617
618 void amdgpu_vm_del_from_lru_notify(struct ttm_buffer_object *bo)
619 {
620         struct amdgpu_bo *abo;
621         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
622
623         if (!amdgpu_bo_is_amdgpu_bo(bo))
624                 return;
625
626         if (bo->mem.placement & TTM_PL_FLAG_NO_EVICT)
627                 return;
628
629         abo = ttm_to_amdgpu_bo(bo);
630         if (!abo->parent)
631                 return;
632         for (bo_base = abo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
633                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
634
635                 if (abo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
636                         vm->bulk_moveable = false;
637         }
638
639 }
640 /**
641  * amdgpu_vm_move_to_lru_tail - move all BOs to the end of LRU
642  *
643  * @adev: amdgpu device pointer
644  * @vm: vm providing the BOs
645  *
646  * Move all BOs to the end of LRU and remember their positions to put them
647  * together.
648  */
649 void amdgpu_vm_move_to_lru_tail(struct amdgpu_device *adev,
650                                 struct amdgpu_vm *vm)
651 {
652         struct ttm_bo_global *glob = adev->mman.bdev.glob;
653         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
654
655         if (vm->bulk_moveable) {
656                 spin_lock(&glob->lru_lock);
657                 ttm_bo_bulk_move_lru_tail(&vm->lru_bulk_move);
658                 spin_unlock(&glob->lru_lock);
659                 return;
660         }
661
662         memset(&vm->lru_bulk_move, 0, sizeof(vm->lru_bulk_move));
663
664         spin_lock(&glob->lru_lock);
665         list_for_each_entry(bo_base, &vm->idle, vm_status) {
666                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
667
668                 if (!bo->parent)
669                         continue;
670
671                 ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->tbo, &vm->lru_bulk_move);
672                 if (bo->shadow)
673                         ttm_bo_move_to_lru_tail(&bo->shadow->tbo,
674                                                 &vm->lru_bulk_move);
675         }
676         spin_unlock(&glob->lru_lock);
677
678         vm->bulk_moveable = true;
679 }
680
681 /**
682  * amdgpu_vm_validate_pt_bos - validate the page table BOs
683  *
684  * @adev: amdgpu device pointer
685  * @vm: vm providing the BOs
686  * @validate: callback to do the validation
687  * @param: parameter for the validation callback
688  *
689  * Validate the page table BOs on command submission if neccessary.
690  *
691  * Returns:
692  * Validation result.
693  */
694 int amdgpu_vm_validate_pt_bos(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
695                               int (*validate)(void *p, struct amdgpu_bo *bo),
696                               void *param)
697 {
698         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base, *tmp;
699         int r = 0;
700
701         vm->bulk_moveable &= list_empty(&vm->evicted);
702
703         list_for_each_entry_safe(bo_base, tmp, &vm->evicted, vm_status) {
704                 struct amdgpu_bo *bo = bo_base->bo;
705
706                 r = validate(param, bo);
707                 if (r)
708                         break;
709
710                 if (bo->tbo.type != ttm_bo_type_kernel) {
711                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
712                 } else {
713                         if (vm->use_cpu_for_update)
714                                 r = amdgpu_bo_kmap(bo, NULL);
715                         else
716                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
717                         if (r)
718                                 break;
719                         if (bo->shadow) {
720                                 r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->shadow->tbo);
721                                 if (r)
722                                         break;
723                         }
724                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
725                 }
726         }
727
728         return r;
729 }
730
731 /**
732  * amdgpu_vm_ready - check VM is ready for updates
733  *
734  * @vm: VM to check
735  *
736  * Check if all VM PDs/PTs are ready for updates
737  *
738  * Returns:
739  * True if eviction list is empty.
740  */
741 bool amdgpu_vm_ready(struct amdgpu_vm *vm)
742 {
743         return list_empty(&vm->evicted);
744 }
745
746 /**
747  * amdgpu_vm_clear_bo - initially clear the PDs/PTs
748  *
749  * @adev: amdgpu_device pointer
750  * @vm: VM to clear BO from
751  * @bo: BO to clear
752  * @level: level this BO is at
753  * @pte_support_ats: indicate ATS support from PTE
754  *
755  * Root PD needs to be reserved when calling this.
756  *
757  * Returns:
758  * 0 on success, errno otherwise.
759  */
760 static int amdgpu_vm_clear_bo(struct amdgpu_device *adev,
761                               struct amdgpu_vm *vm, struct amdgpu_bo *bo,
762                               unsigned level, bool pte_support_ats)
763 {
764         struct ttm_operation_ctx ctx = { true, false };
765         struct dma_fence *fence = NULL;
766         unsigned entries, ats_entries;
767         struct amdgpu_ring *ring;
768         struct amdgpu_job *job;
769         uint64_t addr;
770         int r;
771
772         entries = amdgpu_bo_size(bo) / 8;
773
774         if (pte_support_ats) {
775                 if (level == adev->vm_manager.root_level) {
776                         ats_entries = amdgpu_vm_level_shift(adev, level);
777                         ats_entries += AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT;
778                         ats_entries = AMDGPU_GMC_HOLE_START >> ats_entries;
779                         ats_entries = min(ats_entries, entries);
780                         entries -= ats_entries;
781                 } else {
782                         ats_entries = entries;
783                         entries = 0;
784                 }
785         } else {
786                 ats_entries = 0;
787         }
788
789         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
790
791         r = ttm_bo_validate(&bo->tbo, &bo->placement, &ctx);
792         if (r)
793                 goto error;
794
795         r = amdgpu_ttm_alloc_gart(&bo->tbo);
796         if (r)
797                 return r;
798
799         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, 64, &job);
800         if (r)
801                 goto error;
802
803         addr = amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
804         if (ats_entries) {
805                 uint64_t ats_value;
806
807                 ats_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
808                 if (level != AMDGPU_VM_PTB)
809                         ats_value |= AMDGPU_PDE_PTE;
810
811                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
812                                       ats_entries, 0, ats_value);
813                 addr += ats_entries * 8;
814         }
815
816         if (entries) {
817                 uint64_t value = 0;
818
819                 /* Workaround for fault priority problem on GMC9 */
820                 if (level == AMDGPU_VM_PTB && adev->asic_type >= CHIP_VEGA10)
821                         value = AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
822
823                 amdgpu_vm_set_pte_pde(adev, &job->ibs[0], addr, 0,
824                                       entries, 0, value);
825         }
826
827         amdgpu_ring_pad_ib(ring, &job->ibs[0]);
828
829         WARN_ON(job->ibs[0].length_dw > 64);
830         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, bo->tbo.resv,
831                              AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED, false);
832         if (r)
833                 goto error_free;
834
835         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED,
836                               &fence);
837         if (r)
838                 goto error_free;
839
840         amdgpu_bo_fence(bo, fence, true);
841         dma_fence_put(fence);
842
843         if (bo->shadow)
844                 return amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, bo->shadow,
845                                           level, pte_support_ats);
846
847         return 0;
848
849 error_free:
850         amdgpu_job_free(job);
851
852 error:
853         return r;
854 }
855
856 /**
857  * amdgpu_vm_bo_param - fill in parameters for PD/PT allocation
858  *
859  * @adev: amdgpu_device pointer
860  * @vm: requesting vm
861  * @bp: resulting BO allocation parameters
862  */
863 static void amdgpu_vm_bo_param(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
864                                int level, struct amdgpu_bo_param *bp)
865 {
866         memset(bp, 0, sizeof(*bp));
867
868         bp->size = amdgpu_vm_bo_size(adev, level);
869         bp->byte_align = AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
870         bp->domain = AMDGPU_GEM_DOMAIN_VRAM;
871         bp->domain = amdgpu_bo_get_preferred_pin_domain(adev, bp->domain);
872         bp->flags = AMDGPU_GEM_CREATE_VRAM_CONTIGUOUS |
873                 AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_GTT_USWC;
874         if (vm->use_cpu_for_update)
875                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_CPU_ACCESS_REQUIRED;
876         else if (!vm->root.base.bo || vm->root.base.bo->shadow)
877                 bp->flags |= AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
878         bp->type = ttm_bo_type_kernel;
879         if (vm->root.base.bo)
880                 bp->resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
881 }
882
883 /**
884  * amdgpu_vm_alloc_pts - Allocate page tables.
885  *
886  * @adev: amdgpu_device pointer
887  * @vm: VM to allocate page tables for
888  * @saddr: Start address which needs to be allocated
889  * @size: Size from start address we need.
890  *
891  * Make sure the page directories and page tables are allocated
892  *
893  * Returns:
894  * 0 on success, errno otherwise.
895  */
896 int amdgpu_vm_alloc_pts(struct amdgpu_device *adev,
897                         struct amdgpu_vm *vm,
898                         uint64_t saddr, uint64_t size)
899 {
900         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
901         struct amdgpu_bo *pt;
902         bool ats = false;
903         uint64_t eaddr;
904         int r;
905
906         /* validate the parameters */
907         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
908                 return -EINVAL;
909
910         eaddr = saddr + size - 1;
911
912         if (vm->pte_support_ats)
913                 ats = saddr < AMDGPU_GMC_HOLE_START;
914
915         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
916         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
917
918         if (eaddr >= adev->vm_manager.max_pfn) {
919                 dev_err(adev->dev, "va above limit (0x%08llX >= 0x%08llX)\n",
920                         eaddr, adev->vm_manager.max_pfn);
921                 return -EINVAL;
922         }
923
924         for_each_amdgpu_vm_pt_leaf(adev, vm, saddr, eaddr, cursor) {
925                 struct amdgpu_vm_pt *entry = cursor.entry;
926                 struct amdgpu_bo_param bp;
927
928                 if (cursor.level < AMDGPU_VM_PTB) {
929                         unsigned num_entries;
930
931                         num_entries = amdgpu_vm_num_entries(adev, cursor.level);
932                         entry->entries = kvmalloc_array(num_entries,
933                                                         sizeof(*entry->entries),
934                                                         GFP_KERNEL |
935                                                         __GFP_ZERO);
936                         if (!entry->entries)
937                                 return -ENOMEM;
938                 }
939
940
941                 if (entry->base.bo)
942                         continue;
943
944                 amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, cursor.level, &bp);
945
946                 r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &pt);
947                 if (r)
948                         return r;
949
950                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, pt, cursor.level, ats);
951                 if (r)
952                         goto error_free_pt;
953
954                 if (vm->use_cpu_for_update) {
955                         r = amdgpu_bo_kmap(pt, NULL);
956                         if (r)
957                                 goto error_free_pt;
958                 }
959
960                 /* Keep a reference to the root directory to avoid
961                 * freeing them up in the wrong order.
962                 */
963                 pt->parent = amdgpu_bo_ref(cursor.parent->base.bo);
964
965                 amdgpu_vm_bo_base_init(&entry->base, vm, pt);
966         }
967
968         return 0;
969
970 error_free_pt:
971         amdgpu_bo_unref(&pt->shadow);
972         amdgpu_bo_unref(&pt);
973         return r;
974 }
975
976 /**
977  * amdgpu_vm_free_pts - free PD/PT levels
978  *
979  * @adev: amdgpu device structure
980  * @vm: amdgpu vm structure
981  *
982  * Free the page directory or page table level and all sub levels.
983  */
984 static void amdgpu_vm_free_pts(struct amdgpu_device *adev,
985                                struct amdgpu_vm *vm)
986 {
987         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
988         struct amdgpu_vm_pt *entry;
989
990         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry) {
991
992                 if (entry->base.bo) {
993                         entry->base.bo->vm_bo = NULL;
994                         list_del(&entry->base.vm_status);
995                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo->shadow);
996                         amdgpu_bo_unref(&entry->base.bo);
997                 }
998                 kvfree(entry->entries);
999         }
1000
1001         BUG_ON(vm->root.base.bo);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * amdgpu_vm_check_compute_bug - check whether asic has compute vm bug
1006  *
1007  * @adev: amdgpu_device pointer
1008  */
1009 void amdgpu_vm_check_compute_bug(struct amdgpu_device *adev)
1010 {
1011         const struct amdgpu_ip_block *ip_block;
1012         bool has_compute_vm_bug;
1013         struct amdgpu_ring *ring;
1014         int i;
1015
1016         has_compute_vm_bug = false;
1017
1018         ip_block = amdgpu_device_ip_get_ip_block(adev, AMD_IP_BLOCK_TYPE_GFX);
1019         if (ip_block) {
1020                 /* Compute has a VM bug for GFX version < 7.
1021                    Compute has a VM bug for GFX 8 MEC firmware version < 673.*/
1022                 if (ip_block->version->major <= 7)
1023                         has_compute_vm_bug = true;
1024                 else if (ip_block->version->major == 8)
1025                         if (adev->gfx.mec_fw_version < 673)
1026                                 has_compute_vm_bug = true;
1027         }
1028
1029         for (i = 0; i < adev->num_rings; i++) {
1030                 ring = adev->rings[i];
1031                 if (ring->funcs->type == AMDGPU_RING_TYPE_COMPUTE)
1032                         /* only compute rings */
1033                         ring->has_compute_vm_bug = has_compute_vm_bug;
1034                 else
1035                         ring->has_compute_vm_bug = false;
1036         }
1037 }
1038
1039 /**
1040  * amdgpu_vm_need_pipeline_sync - Check if pipe sync is needed for job.
1041  *
1042  * @ring: ring on which the job will be submitted
1043  * @job: job to submit
1044  *
1045  * Returns:
1046  * True if sync is needed.
1047  */
1048 bool amdgpu_vm_need_pipeline_sync(struct amdgpu_ring *ring,
1049                                   struct amdgpu_job *job)
1050 {
1051         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1052         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1053         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1054         struct amdgpu_vmid *id;
1055         bool gds_switch_needed;
1056         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush || ring->has_compute_vm_bug;
1057
1058         if (job->vmid == 0)
1059                 return false;
1060         id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1061         gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1062                 id->gds_base != job->gds_base ||
1063                 id->gds_size != job->gds_size ||
1064                 id->gws_base != job->gws_base ||
1065                 id->gws_size != job->gws_size ||
1066                 id->oa_base != job->oa_base ||
1067                 id->oa_size != job->oa_size);
1068
1069         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id))
1070                 return true;
1071
1072         return vm_flush_needed || gds_switch_needed;
1073 }
1074
1075 /**
1076  * amdgpu_vm_flush - hardware flush the vm
1077  *
1078  * @ring: ring to use for flush
1079  * @job:  related job
1080  * @need_pipe_sync: is pipe sync needed
1081  *
1082  * Emit a VM flush when it is necessary.
1083  *
1084  * Returns:
1085  * 0 on success, errno otherwise.
1086  */
1087 int amdgpu_vm_flush(struct amdgpu_ring *ring, struct amdgpu_job *job, bool need_pipe_sync)
1088 {
1089         struct amdgpu_device *adev = ring->adev;
1090         unsigned vmhub = ring->funcs->vmhub;
1091         struct amdgpu_vmid_mgr *id_mgr = &adev->vm_manager.id_mgr[vmhub];
1092         struct amdgpu_vmid *id = &id_mgr->ids[job->vmid];
1093         bool gds_switch_needed = ring->funcs->emit_gds_switch && (
1094                 id->gds_base != job->gds_base ||
1095                 id->gds_size != job->gds_size ||
1096                 id->gws_base != job->gws_base ||
1097                 id->gws_size != job->gws_size ||
1098                 id->oa_base != job->oa_base ||
1099                 id->oa_size != job->oa_size);
1100         bool vm_flush_needed = job->vm_needs_flush;
1101         bool pasid_mapping_needed = id->pasid != job->pasid ||
1102                 !id->pasid_mapping ||
1103                 !dma_fence_is_signaled(id->pasid_mapping);
1104         struct dma_fence *fence = NULL;
1105         unsigned patch_offset = 0;
1106         int r;
1107
1108         if (amdgpu_vmid_had_gpu_reset(adev, id)) {
1109                 gds_switch_needed = true;
1110                 vm_flush_needed = true;
1111                 pasid_mapping_needed = true;
1112         }
1113
1114         gds_switch_needed &= !!ring->funcs->emit_gds_switch;
1115         vm_flush_needed &= !!ring->funcs->emit_vm_flush  &&
1116                         job->vm_pd_addr != AMDGPU_BO_INVALID_OFFSET;
1117         pasid_mapping_needed &= adev->gmc.gmc_funcs->emit_pasid_mapping &&
1118                 ring->funcs->emit_wreg;
1119
1120         if (!vm_flush_needed && !gds_switch_needed && !need_pipe_sync)
1121                 return 0;
1122
1123         if (ring->funcs->init_cond_exec)
1124                 patch_offset = amdgpu_ring_init_cond_exec(ring);
1125
1126         if (need_pipe_sync)
1127                 amdgpu_ring_emit_pipeline_sync(ring);
1128
1129         if (vm_flush_needed) {
1130                 trace_amdgpu_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1131                 amdgpu_ring_emit_vm_flush(ring, job->vmid, job->vm_pd_addr);
1132         }
1133
1134         if (pasid_mapping_needed)
1135                 amdgpu_gmc_emit_pasid_mapping(ring, job->vmid, job->pasid);
1136
1137         if (vm_flush_needed || pasid_mapping_needed) {
1138                 r = amdgpu_fence_emit(ring, &fence, 0);
1139                 if (r)
1140                         return r;
1141         }
1142
1143         if (vm_flush_needed) {
1144                 mutex_lock(&id_mgr->lock);
1145                 dma_fence_put(id->last_flush);
1146                 id->last_flush = dma_fence_get(fence);
1147                 id->current_gpu_reset_count =
1148                         atomic_read(&adev->gpu_reset_counter);
1149                 mutex_unlock(&id_mgr->lock);
1150         }
1151
1152         if (pasid_mapping_needed) {
1153                 id->pasid = job->pasid;
1154                 dma_fence_put(id->pasid_mapping);
1155                 id->pasid_mapping = dma_fence_get(fence);
1156         }
1157         dma_fence_put(fence);
1158
1159         if (ring->funcs->emit_gds_switch && gds_switch_needed) {
1160                 id->gds_base = job->gds_base;
1161                 id->gds_size = job->gds_size;
1162                 id->gws_base = job->gws_base;
1163                 id->gws_size = job->gws_size;
1164                 id->oa_base = job->oa_base;
1165                 id->oa_size = job->oa_size;
1166                 amdgpu_ring_emit_gds_switch(ring, job->vmid, job->gds_base,
1167                                             job->gds_size, job->gws_base,
1168                                             job->gws_size, job->oa_base,
1169                                             job->oa_size);
1170         }
1171
1172         if (ring->funcs->patch_cond_exec)
1173                 amdgpu_ring_patch_cond_exec(ring, patch_offset);
1174
1175         /* the double SWITCH_BUFFER here *cannot* be skipped by COND_EXEC */
1176         if (ring->funcs->emit_switch_buffer) {
1177                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1178                 amdgpu_ring_emit_switch_buffer(ring);
1179         }
1180         return 0;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * amdgpu_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
1185  *
1186  * @vm: requested vm
1187  * @bo: requested buffer object
1188  *
1189  * Find @bo inside the requested vm.
1190  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
1191  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
1192  *
1193  * Object has to be reserved!
1194  *
1195  * Returns:
1196  * Found bo_va or NULL.
1197  */
1198 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_find(struct amdgpu_vm *vm,
1199                                        struct amdgpu_bo *bo)
1200 {
1201         struct amdgpu_vm_bo_base *base;
1202
1203         for (base = bo->vm_bo; base; base = base->next) {
1204                 if (base->vm != vm)
1205                         continue;
1206
1207                 return container_of(base, struct amdgpu_bo_va, base);
1208         }
1209         return NULL;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * amdgpu_vm_do_set_ptes - helper to call the right asic function
1214  *
1215  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1216  * @bo: PD/PT to update
1217  * @pe: addr of the page entry
1218  * @addr: dst addr to write into pe
1219  * @count: number of page entries to update
1220  * @incr: increase next addr by incr bytes
1221  * @flags: hw access flags
1222  *
1223  * Traces the parameters and calls the right asic functions
1224  * to setup the page table using the DMA.
1225  */
1226 static void amdgpu_vm_do_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1227                                   struct amdgpu_bo *bo,
1228                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1229                                   unsigned count, uint32_t incr,
1230                                   uint64_t flags)
1231 {
1232         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1233         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1234
1235         if (count < 3) {
1236                 amdgpu_vm_write_pte(params->adev, params->ib, pe,
1237                                     addr | flags, count, incr);
1238
1239         } else {
1240                 amdgpu_vm_set_pte_pde(params->adev, params->ib, pe, addr,
1241                                       count, incr, flags);
1242         }
1243 }
1244
1245 /**
1246  * amdgpu_vm_do_copy_ptes - copy the PTEs from the GART
1247  *
1248  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1249  * @bo: PD/PT to update
1250  * @pe: addr of the page entry
1251  * @addr: dst addr to write into pe
1252  * @count: number of page entries to update
1253  * @incr: increase next addr by incr bytes
1254  * @flags: hw access flags
1255  *
1256  * Traces the parameters and calls the DMA function to copy the PTEs.
1257  */
1258 static void amdgpu_vm_do_copy_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1259                                    struct amdgpu_bo *bo,
1260                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1261                                    unsigned count, uint32_t incr,
1262                                    uint64_t flags)
1263 {
1264         uint64_t src = (params->src + (addr >> 12) * 8);
1265
1266         pe += amdgpu_bo_gpu_offset(bo);
1267         trace_amdgpu_vm_copy_ptes(pe, src, count);
1268
1269         amdgpu_vm_copy_pte(params->adev, params->ib, pe, src, count);
1270 }
1271
1272 /**
1273  * amdgpu_vm_map_gart - Resolve gart mapping of addr
1274  *
1275  * @pages_addr: optional DMA address to use for lookup
1276  * @addr: the unmapped addr
1277  *
1278  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
1279  * to.
1280  *
1281  * Returns:
1282  * The pointer for the page table entry.
1283  */
1284 static uint64_t amdgpu_vm_map_gart(const dma_addr_t *pages_addr, uint64_t addr)
1285 {
1286         uint64_t result;
1287
1288         /* page table offset */
1289         result = pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
1290
1291         /* in case cpu page size != gpu page size*/
1292         result |= addr & (~PAGE_MASK);
1293
1294         result &= 0xFFFFFFFFFFFFF000ULL;
1295
1296         return result;
1297 }
1298
1299 /**
1300  * amdgpu_vm_cpu_set_ptes - helper to update page tables via CPU
1301  *
1302  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1303  * @bo: PD/PT to update
1304  * @pe: kmap addr of the page entry
1305  * @addr: dst addr to write into pe
1306  * @count: number of page entries to update
1307  * @incr: increase next addr by incr bytes
1308  * @flags: hw access flags
1309  *
1310  * Write count number of PT/PD entries directly.
1311  */
1312 static void amdgpu_vm_cpu_set_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1313                                    struct amdgpu_bo *bo,
1314                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1315                                    unsigned count, uint32_t incr,
1316                                    uint64_t flags)
1317 {
1318         unsigned int i;
1319         uint64_t value;
1320
1321         pe += (unsigned long)amdgpu_bo_kptr(bo);
1322
1323         trace_amdgpu_vm_set_ptes(pe, addr, count, incr, flags);
1324
1325         for (i = 0; i < count; i++) {
1326                 value = params->pages_addr ?
1327                         amdgpu_vm_map_gart(params->pages_addr, addr) :
1328                         addr;
1329                 amdgpu_gmc_set_pte_pde(params->adev, (void *)(uintptr_t)pe,
1330                                        i, value, flags);
1331                 addr += incr;
1332         }
1333 }
1334
1335
1336 /**
1337  * amdgpu_vm_wait_pd - Wait for PT BOs to be free.
1338  *
1339  * @adev: amdgpu_device pointer
1340  * @vm: related vm
1341  * @owner: fence owner
1342  *
1343  * Returns:
1344  * 0 on success, errno otherwise.
1345  */
1346 static int amdgpu_vm_wait_pd(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
1347                              void *owner)
1348 {
1349         struct amdgpu_sync sync;
1350         int r;
1351
1352         amdgpu_sync_create(&sync);
1353         amdgpu_sync_resv(adev, &sync, vm->root.base.bo->tbo.resv, owner, false);
1354         r = amdgpu_sync_wait(&sync, true);
1355         amdgpu_sync_free(&sync);
1356
1357         return r;
1358 }
1359
1360 /**
1361  * amdgpu_vm_update_func - helper to call update function
1362  *
1363  * Calls the update function for both the given BO as well as its shadow.
1364  */
1365 static void amdgpu_vm_update_func(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1366                                   struct amdgpu_bo *bo,
1367                                   uint64_t pe, uint64_t addr,
1368                                   unsigned count, uint32_t incr,
1369                                   uint64_t flags)
1370 {
1371         if (bo->shadow)
1372                 params->func(params, bo->shadow, pe, addr, count, incr, flags);
1373         params->func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1374 }
1375
1376 /*
1377  * amdgpu_vm_update_pde - update a single level in the hierarchy
1378  *
1379  * @param: parameters for the update
1380  * @vm: requested vm
1381  * @parent: parent directory
1382  * @entry: entry to update
1383  *
1384  * Makes sure the requested entry in parent is up to date.
1385  */
1386 static void amdgpu_vm_update_pde(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1387                                  struct amdgpu_vm *vm,
1388                                  struct amdgpu_vm_pt *parent,
1389                                  struct amdgpu_vm_pt *entry)
1390 {
1391         struct amdgpu_bo *bo = parent->base.bo, *pbo;
1392         uint64_t pde, pt, flags;
1393         unsigned level;
1394
1395         /* Don't update huge pages here */
1396         if (entry->huge)
1397                 return;
1398
1399         for (level = 0, pbo = bo->parent; pbo; ++level)
1400                 pbo = pbo->parent;
1401
1402         level += params->adev->vm_manager.root_level;
1403         amdgpu_gmc_get_pde_for_bo(entry->base.bo, level, &pt, &flags);
1404         pde = (entry - parent->entries) * 8;
1405         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pde, pt, 1, 0, flags);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * amdgpu_vm_invalidate_pds - mark all PDs as invalid
1410  *
1411  * @adev: amdgpu_device pointer
1412  * @vm: related vm
1413  *
1414  * Mark all PD level as invalid after an error.
1415  */
1416 static void amdgpu_vm_invalidate_pds(struct amdgpu_device *adev,
1417                                      struct amdgpu_vm *vm)
1418 {
1419         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1420         struct amdgpu_vm_pt *entry;
1421
1422         for_each_amdgpu_vm_pt_dfs_safe(adev, vm, cursor, entry)
1423                 if (entry->base.bo && !entry->base.moved)
1424                         amdgpu_vm_bo_relocated(&entry->base);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * amdgpu_vm_update_directories - make sure that all directories are valid
1429  *
1430  * @adev: amdgpu_device pointer
1431  * @vm: requested vm
1432  *
1433  * Makes sure all directories are up to date.
1434  *
1435  * Returns:
1436  * 0 for success, error for failure.
1437  */
1438 int amdgpu_vm_update_directories(struct amdgpu_device *adev,
1439                                  struct amdgpu_vm *vm)
1440 {
1441         struct amdgpu_pte_update_params params;
1442         struct amdgpu_job *job;
1443         unsigned ndw = 0;
1444         int r = 0;
1445
1446         if (list_empty(&vm->relocated))
1447                 return 0;
1448
1449 restart:
1450         memset(&params, 0, sizeof(params));
1451         params.adev = adev;
1452
1453         if (vm->use_cpu_for_update) {
1454                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM);
1455                 if (unlikely(r))
1456                         return r;
1457
1458                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1459         } else {
1460                 ndw = 512 * 8;
1461                 r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1462                 if (r)
1463                         return r;
1464
1465                 params.ib = &job->ibs[0];
1466                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1467         }
1468
1469         while (!list_empty(&vm->relocated)) {
1470                 struct amdgpu_vm_pt *pt, *entry;
1471
1472                 entry = list_first_entry(&vm->relocated, struct amdgpu_vm_pt,
1473                                          base.vm_status);
1474                 amdgpu_vm_bo_idle(&entry->base);
1475
1476                 pt = amdgpu_vm_pt_parent(entry);
1477                 if (!pt)
1478                         continue;
1479
1480                 amdgpu_vm_update_pde(&params, vm, pt, entry);
1481
1482                 if (!vm->use_cpu_for_update &&
1483                     (ndw - params.ib->length_dw) < 32)
1484                         break;
1485         }
1486
1487         if (vm->use_cpu_for_update) {
1488                 /* Flush HDP */
1489                 mb();
1490                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
1491         } else if (params.ib->length_dw == 0) {
1492                 amdgpu_job_free(job);
1493         } else {
1494                 struct amdgpu_bo *root = vm->root.base.bo;
1495                 struct amdgpu_ring *ring;
1496                 struct dma_fence *fence;
1497
1498                 ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring,
1499                                     sched);
1500
1501                 amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1502                 amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, root->tbo.resv,
1503                                  AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, false);
1504                 WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1505                 r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM,
1506                                       &fence);
1507                 if (r)
1508                         goto error;
1509
1510                 amdgpu_bo_fence(root, fence, true);
1511                 dma_fence_put(vm->last_update);
1512                 vm->last_update = fence;
1513         }
1514
1515         if (!list_empty(&vm->relocated))
1516                 goto restart;
1517
1518         return 0;
1519
1520 error:
1521         amdgpu_vm_invalidate_pds(adev, vm);
1522         amdgpu_job_free(job);
1523         return r;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * amdgpu_vm_update_flags - figure out flags for PTE updates
1528  *
1529  * Make sure to set the right flags for the PTEs at the desired level.
1530  */
1531 static void amdgpu_vm_update_flags(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1532                                    struct amdgpu_bo *bo, unsigned level,
1533                                    uint64_t pe, uint64_t addr,
1534                                    unsigned count, uint32_t incr,
1535                                    uint64_t flags)
1536
1537 {
1538         if (level != AMDGPU_VM_PTB) {
1539                 flags |= AMDGPU_PDE_PTE;
1540                 amdgpu_gmc_get_vm_pde(params->adev, level, &addr, &flags);
1541
1542         } else if (params->adev->asic_type >= CHIP_VEGA10 &&
1543                    !(flags & AMDGPU_PTE_VALID) &&
1544                    !(flags & AMDGPU_PTE_PRT)) {
1545
1546                 /* Workaround for fault priority problem on GMC9 */
1547                 flags |= AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1548         }
1549
1550         amdgpu_vm_update_func(params, bo, pe, addr, count, incr, flags);
1551 }
1552
1553 /**
1554  * amdgpu_vm_fragment - get fragment for PTEs
1555  *
1556  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1557  * @start: first PTE to handle
1558  * @end: last PTE to handle
1559  * @flags: hw mapping flags
1560  * @frag: resulting fragment size
1561  * @frag_end: end of this fragment
1562  *
1563  * Returns the first possible fragment for the start and end address.
1564  */
1565 static void amdgpu_vm_fragment(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1566                                uint64_t start, uint64_t end, uint64_t flags,
1567                                unsigned int *frag, uint64_t *frag_end)
1568 {
1569         /**
1570          * The MC L1 TLB supports variable sized pages, based on a fragment
1571          * field in the PTE. When this field is set to a non-zero value, page
1572          * granularity is increased from 4KB to (1 << (12 + frag)). The PTE
1573          * flags are considered valid for all PTEs within the fragment range
1574          * and corresponding mappings are assumed to be physically contiguous.
1575          *
1576          * The L1 TLB can store a single PTE for the whole fragment,
1577          * significantly increasing the space available for translation
1578          * caching. This leads to large improvements in throughput when the
1579          * TLB is under pressure.
1580          *
1581          * The L2 TLB distributes small and large fragments into two
1582          * asymmetric partitions. The large fragment cache is significantly
1583          * larger. Thus, we try to use large fragments wherever possible.
1584          * Userspace can support this by aligning virtual base address and
1585          * allocation size to the fragment size.
1586          *
1587          * Starting with Vega10 the fragment size only controls the L1. The L2
1588          * is now directly feed with small/huge/giant pages from the walker.
1589          */
1590         unsigned max_frag;
1591
1592         if (params->adev->asic_type < CHIP_VEGA10)
1593                 max_frag = params->adev->vm_manager.fragment_size;
1594         else
1595                 max_frag = 31;
1596
1597         /* system pages are non continuously */
1598         if (params->src) {
1599                 *frag = 0;
1600                 *frag_end = end;
1601                 return;
1602         }
1603
1604         /* This intentionally wraps around if no bit is set */
1605         *frag = min((unsigned)ffs(start) - 1, (unsigned)fls64(end - start) - 1);
1606         if (*frag >= max_frag) {
1607                 *frag = max_frag;
1608                 *frag_end = end & ~((1ULL << max_frag) - 1);
1609         } else {
1610                 *frag_end = start + (1 << *frag);
1611         }
1612 }
1613
1614 /**
1615  * amdgpu_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
1616  *
1617  * @params: see amdgpu_pte_update_params definition
1618  * @start: start of GPU address range
1619  * @end: end of GPU address range
1620  * @dst: destination address to map to, the next dst inside the function
1621  * @flags: mapping flags
1622  *
1623  * Update the page tables in the range @start - @end.
1624  *
1625  * Returns:
1626  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1627  */
1628 static int amdgpu_vm_update_ptes(struct amdgpu_pte_update_params *params,
1629                                  uint64_t start, uint64_t end,
1630                                  uint64_t dst, uint64_t flags)
1631 {
1632         struct amdgpu_device *adev = params->adev;
1633         struct amdgpu_vm_pt_cursor cursor;
1634         uint64_t frag_start = start, frag_end;
1635         unsigned int frag;
1636
1637         /* figure out the initial fragment */
1638         amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end, flags, &frag, &frag_end);
1639
1640         /* walk over the address space and update the PTs */
1641         amdgpu_vm_pt_start(adev, params->vm, start, &cursor);
1642         while (cursor.pfn < end) {
1643                 struct amdgpu_bo *pt = cursor.entry->base.bo;
1644                 unsigned shift, parent_shift, mask;
1645                 uint64_t incr, entry_end, pe_start;
1646
1647                 if (!pt)
1648                         return -ENOENT;
1649
1650                 /* The root level can't be a huge page */
1651                 if (cursor.level == adev->vm_manager.root_level) {
1652                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1653                                 return -ENOENT;
1654                         continue;
1655                 }
1656
1657                 /* If it isn't already handled it can't be a huge page */
1658                 if (cursor.entry->huge) {
1659                         /* Add the entry to the relocated list to update it. */
1660                         cursor.entry->huge = false;
1661                         amdgpu_vm_bo_relocated(&cursor.entry->base);
1662                 }
1663
1664                 shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level);
1665                 parent_shift = amdgpu_vm_level_shift(adev, cursor.level - 1);
1666                 if (adev->asic_type < CHIP_VEGA10) {
1667                         /* No huge page support before GMC v9 */
1668                         if (cursor.level != AMDGPU_VM_PTB) {
1669                                 if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1670                                         return -ENOENT;
1671                                 continue;
1672                         }
1673                 } else if (frag < shift) {
1674                         /* We can't use this level when the fragment size is
1675                          * smaller than the address shift. Go to the next
1676                          * child entry and try again.
1677                          */
1678                         if (!amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor))
1679                                 return -ENOENT;
1680                         continue;
1681                 } else if (frag >= parent_shift &&
1682                            cursor.level - 1 != adev->vm_manager.root_level) {
1683                         /* If the fragment size is even larger than the parent
1684                          * shift we should go up one level and check it again
1685                          * unless one level up is the root level.
1686                          */
1687                         if (!amdgpu_vm_pt_ancestor(&cursor))
1688                                 return -ENOENT;
1689                         continue;
1690                 }
1691
1692                 /* Looks good so far, calculate parameters for the update */
1693                 incr = (uint64_t)AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1694                 mask = amdgpu_vm_entries_mask(adev, cursor.level);
1695                 pe_start = ((cursor.pfn >> shift) & mask) * 8;
1696                 entry_end = (uint64_t)(mask + 1) << shift;
1697                 entry_end += cursor.pfn & ~(entry_end - 1);
1698                 entry_end = min(entry_end, end);
1699
1700                 do {
1701                         uint64_t upd_end = min(entry_end, frag_end);
1702                         unsigned nptes = (upd_end - frag_start) >> shift;
1703
1704                         amdgpu_vm_update_flags(params, pt, cursor.level,
1705                                                pe_start, dst, nptes, incr,
1706                                                flags | AMDGPU_PTE_FRAG(frag));
1707
1708                         pe_start += nptes * 8;
1709                         dst += (uint64_t)nptes * AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE << shift;
1710
1711                         frag_start = upd_end;
1712                         if (frag_start >= frag_end) {
1713                                 /* figure out the next fragment */
1714                                 amdgpu_vm_fragment(params, frag_start, end,
1715                                                    flags, &frag, &frag_end);
1716                                 if (frag < shift)
1717                                         break;
1718                         }
1719                 } while (frag_start < entry_end);
1720
1721                 if (amdgpu_vm_pt_descendant(adev, &cursor)) {
1722                         /* Mark all child entries as huge */
1723                         while (cursor.pfn < frag_start) {
1724                                 cursor.entry->huge = true;
1725                                 amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1726                         }
1727
1728                 } else if (frag >= shift) {
1729                         /* or just move on to the next on the same level. */
1730                         amdgpu_vm_pt_next(adev, &cursor);
1731                 }
1732         }
1733
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 /**
1738  * amdgpu_vm_bo_update_mapping - update a mapping in the vm page table
1739  *
1740  * @adev: amdgpu_device pointer
1741  * @exclusive: fence we need to sync to
1742  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1743  * @vm: requested vm
1744  * @start: start of mapped range
1745  * @last: last mapped entry
1746  * @flags: flags for the entries
1747  * @addr: addr to set the area to
1748  * @fence: optional resulting fence
1749  *
1750  * Fill in the page table entries between @start and @last.
1751  *
1752  * Returns:
1753  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1754  */
1755 static int amdgpu_vm_bo_update_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1756                                        struct dma_fence *exclusive,
1757                                        dma_addr_t *pages_addr,
1758                                        struct amdgpu_vm *vm,
1759                                        uint64_t start, uint64_t last,
1760                                        uint64_t flags, uint64_t addr,
1761                                        struct dma_fence **fence)
1762 {
1763         struct amdgpu_ring *ring;
1764         void *owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_VM;
1765         unsigned nptes, ncmds, ndw;
1766         struct amdgpu_job *job;
1767         struct amdgpu_pte_update_params params;
1768         struct dma_fence *f = NULL;
1769         int r;
1770
1771         memset(&params, 0, sizeof(params));
1772         params.adev = adev;
1773         params.vm = vm;
1774
1775         /* sync to everything on unmapping */
1776         if (!(flags & AMDGPU_PTE_VALID))
1777                 owner = AMDGPU_FENCE_OWNER_UNDEFINED;
1778
1779         if (vm->use_cpu_for_update) {
1780                 /* params.src is used as flag to indicate system Memory */
1781                 if (pages_addr)
1782                         params.src = ~0;
1783
1784                 /* Wait for PT BOs to be idle. PTs share the same resv. object
1785                  * as the root PD BO
1786                  */
1787                 r = amdgpu_vm_wait_pd(adev, vm, owner);
1788                 if (unlikely(r))
1789                         return r;
1790
1791                 /* Wait for any BO move to be completed */
1792                 if (exclusive) {
1793                         r = dma_fence_wait(exclusive, true);
1794                         if (unlikely(r))
1795                                 return r;
1796                 }
1797
1798                 params.func = amdgpu_vm_cpu_set_ptes;
1799                 params.pages_addr = pages_addr;
1800                 return amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1,
1801                                              addr, flags);
1802         }
1803
1804         ring = container_of(vm->entity.rq->sched, struct amdgpu_ring, sched);
1805
1806         nptes = last - start + 1;
1807
1808         /*
1809          * reserve space for two commands every (1 << BLOCK_SIZE)
1810          *  entries or 2k dwords (whatever is smaller)
1811          */
1812         ncmds = ((nptes >> min(adev->vm_manager.block_size, 11u)) + 1);
1813
1814         /* The second command is for the shadow pagetables. */
1815         if (vm->root.base.bo->shadow)
1816                 ncmds *= 2;
1817
1818         /* padding, etc. */
1819         ndw = 64;
1820
1821         if (pages_addr) {
1822                 /* copy commands needed */
1823                 ndw += ncmds * adev->vm_manager.vm_pte_funcs->copy_pte_num_dw;
1824
1825                 /* and also PTEs */
1826                 ndw += nptes * 2;
1827
1828                 params.func = amdgpu_vm_do_copy_ptes;
1829
1830         } else {
1831                 /* set page commands needed */
1832                 ndw += ncmds * 10;
1833
1834                 /* extra commands for begin/end fragments */
1835                 ncmds = 2 * adev->vm_manager.fragment_size;
1836                 if (vm->root.base.bo->shadow)
1837                         ncmds *= 2;
1838
1839                 ndw += 10 * ncmds;
1840
1841                 params.func = amdgpu_vm_do_set_ptes;
1842         }
1843
1844         r = amdgpu_job_alloc_with_ib(adev, ndw * 4, &job);
1845         if (r)
1846                 return r;
1847
1848         params.ib = &job->ibs[0];
1849
1850         if (pages_addr) {
1851                 uint64_t *pte;
1852                 unsigned i;
1853
1854                 /* Put the PTEs at the end of the IB. */
1855                 i = ndw - nptes * 2;
1856                 pte= (uint64_t *)&(job->ibs->ptr[i]);
1857                 params.src = job->ibs->gpu_addr + i * 4;
1858
1859                 for (i = 0; i < nptes; ++i) {
1860                         pte[i] = amdgpu_vm_map_gart(pages_addr, addr + i *
1861                                                     AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE);
1862                         pte[i] |= flags;
1863                 }
1864                 addr = 0;
1865         }
1866
1867         r = amdgpu_sync_fence(adev, &job->sync, exclusive, false);
1868         if (r)
1869                 goto error_free;
1870
1871         r = amdgpu_sync_resv(adev, &job->sync, vm->root.base.bo->tbo.resv,
1872                              owner, false);
1873         if (r)
1874                 goto error_free;
1875
1876         r = amdgpu_vm_update_ptes(&params, start, last + 1, addr, flags);
1877         if (r)
1878                 goto error_free;
1879
1880         amdgpu_ring_pad_ib(ring, params.ib);
1881         WARN_ON(params.ib->length_dw > ndw);
1882         r = amdgpu_job_submit(job, &vm->entity, AMDGPU_FENCE_OWNER_VM, &f);
1883         if (r)
1884                 goto error_free;
1885
1886         amdgpu_bo_fence(vm->root.base.bo, f, true);
1887         dma_fence_put(*fence);
1888         *fence = f;
1889         return 0;
1890
1891 error_free:
1892         amdgpu_job_free(job);
1893         return r;
1894 }
1895
1896 /**
1897  * amdgpu_vm_bo_split_mapping - split a mapping into smaller chunks
1898  *
1899  * @adev: amdgpu_device pointer
1900  * @exclusive: fence we need to sync to
1901  * @pages_addr: DMA addresses to use for mapping
1902  * @vm: requested vm
1903  * @mapping: mapped range and flags to use for the update
1904  * @flags: HW flags for the mapping
1905  * @nodes: array of drm_mm_nodes with the MC addresses
1906  * @fence: optional resulting fence
1907  *
1908  * Split the mapping into smaller chunks so that each update fits
1909  * into a SDMA IB.
1910  *
1911  * Returns:
1912  * 0 for success, -EINVAL for failure.
1913  */
1914 static int amdgpu_vm_bo_split_mapping(struct amdgpu_device *adev,
1915                                       struct dma_fence *exclusive,
1916                                       dma_addr_t *pages_addr,
1917                                       struct amdgpu_vm *vm,
1918                                       struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
1919                                       uint64_t flags,
1920                                       struct drm_mm_node *nodes,
1921                                       struct dma_fence **fence)
1922 {
1923         unsigned min_linear_pages = 1 << adev->vm_manager.fragment_size;
1924         uint64_t pfn, start = mapping->start;
1925         int r;
1926
1927         /* normally,bo_va->flags only contians READABLE and WIRTEABLE bit go here
1928          * but in case of something, we filter the flags in first place
1929          */
1930         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_READABLE))
1931                 flags &= ~AMDGPU_PTE_READABLE;
1932         if (!(mapping->flags & AMDGPU_PTE_WRITEABLE))
1933                 flags &= ~AMDGPU_PTE_WRITEABLE;
1934
1935         flags &= ~AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1936         flags |= mapping->flags & AMDGPU_PTE_EXECUTABLE;
1937
1938         flags &= ~AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK;
1939         flags |= (mapping->flags & AMDGPU_PTE_MTYPE_MASK);
1940
1941         if ((mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT) &&
1942             (adev->asic_type >= CHIP_VEGA10)) {
1943                 flags |= AMDGPU_PTE_PRT;
1944                 flags &= ~AMDGPU_PTE_VALID;
1945         }
1946
1947         trace_amdgpu_vm_bo_update(mapping);
1948
1949         pfn = mapping->offset >> PAGE_SHIFT;
1950         if (nodes) {
1951                 while (pfn >= nodes->size) {
1952                         pfn -= nodes->size;
1953                         ++nodes;
1954                 }
1955         }
1956
1957         do {
1958                 dma_addr_t *dma_addr = NULL;
1959                 uint64_t max_entries;
1960                 uint64_t addr, last;
1961
1962                 if (nodes) {
1963                         addr = nodes->start << PAGE_SHIFT;
1964                         max_entries = (nodes->size - pfn) *
1965                                 AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1966                 } else {
1967                         addr = 0;
1968                         max_entries = S64_MAX;
1969                 }
1970
1971                 if (pages_addr) {
1972                         uint64_t count;
1973
1974                         max_entries = min(max_entries, 16ull * 1024ull);
1975                         for (count = 1;
1976                              count < max_entries / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1977                              ++count) {
1978                                 uint64_t idx = pfn + count;
1979
1980                                 if (pages_addr[idx] !=
1981                                     (pages_addr[idx - 1] + PAGE_SIZE))
1982                                         break;
1983                         }
1984
1985                         if (count < min_linear_pages) {
1986                                 addr = pfn << PAGE_SHIFT;
1987                                 dma_addr = pages_addr;
1988                         } else {
1989                                 addr = pages_addr[pfn];
1990                                 max_entries = count * AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
1991                         }
1992
1993                 } else if (flags & AMDGPU_PTE_VALID) {
1994                         addr += adev->vm_manager.vram_base_offset;
1995                         addr += pfn << PAGE_SHIFT;
1996                 }
1997
1998                 last = min((uint64_t)mapping->last, start + max_entries - 1);
1999                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, exclusive, dma_addr, vm,
2000                                                 start, last, flags, addr,
2001                                                 fence);
2002                 if (r)
2003                         return r;
2004
2005                 pfn += (last - start + 1) / AMDGPU_GPU_PAGES_IN_CPU_PAGE;
2006                 if (nodes && nodes->size == pfn) {
2007                         pfn = 0;
2008                         ++nodes;
2009                 }
2010                 start = last + 1;
2011
2012         } while (unlikely(start != mapping->last + 1));
2013
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 /**
2018  * amdgpu_vm_bo_update - update all BO mappings in the vm page table
2019  *
2020  * @adev: amdgpu_device pointer
2021  * @bo_va: requested BO and VM object
2022  * @clear: if true clear the entries
2023  *
2024  * Fill in the page table entries for @bo_va.
2025  *
2026  * Returns:
2027  * 0 for success, -EINVAL for failure.
2028  */
2029 int amdgpu_vm_bo_update(struct amdgpu_device *adev,
2030                         struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2031                         bool clear)
2032 {
2033         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2034         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2035         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2036         dma_addr_t *pages_addr = NULL;
2037         struct ttm_mem_reg *mem;
2038         struct drm_mm_node *nodes;
2039         struct dma_fence *exclusive, **last_update;
2040         uint64_t flags;
2041         int r;
2042
2043         if (clear || !bo) {
2044                 mem = NULL;
2045                 nodes = NULL;
2046                 exclusive = NULL;
2047         } else {
2048                 struct ttm_dma_tt *ttm;
2049
2050                 mem = &bo->tbo.mem;
2051                 nodes = mem->mm_node;
2052                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
2053                         ttm = container_of(bo->tbo.ttm, struct ttm_dma_tt, ttm);
2054                         pages_addr = ttm->dma_address;
2055                 }
2056                 exclusive = reservation_object_get_excl(bo->tbo.resv);
2057         }
2058
2059         if (bo)
2060                 flags = amdgpu_ttm_tt_pte_flags(adev, bo->tbo.ttm, mem);
2061         else
2062                 flags = 0x0;
2063
2064         if (clear || (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv))
2065                 last_update = &vm->last_update;
2066         else
2067                 last_update = &bo_va->last_pt_update;
2068
2069         if (!clear && bo_va->base.moved) {
2070                 bo_va->base.moved = false;
2071                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2072
2073         } else if (bo_va->cleared != clear) {
2074                 list_splice_init(&bo_va->valids, &bo_va->invalids);
2075         }
2076
2077         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2078                 r = amdgpu_vm_bo_split_mapping(adev, exclusive, pages_addr, vm,
2079                                                mapping, flags, nodes,
2080                                                last_update);
2081                 if (r)
2082                         return r;
2083         }
2084
2085         if (vm->use_cpu_for_update) {
2086                 /* Flush HDP */
2087                 mb();
2088                 amdgpu_asic_flush_hdp(adev, NULL);
2089         }
2090
2091         /* If the BO is not in its preferred location add it back to
2092          * the evicted list so that it gets validated again on the
2093          * next command submission.
2094          */
2095         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2096                 uint32_t mem_type = bo->tbo.mem.mem_type;
2097
2098                 if (!(bo->preferred_domains & amdgpu_mem_type_to_domain(mem_type)))
2099                         amdgpu_vm_bo_evicted(&bo_va->base);
2100                 else
2101                         amdgpu_vm_bo_idle(&bo_va->base);
2102         } else {
2103                 amdgpu_vm_bo_done(&bo_va->base);
2104         }
2105
2106         list_splice_init(&bo_va->invalids, &bo_va->valids);
2107         bo_va->cleared = clear;
2108
2109         if (trace_amdgpu_vm_bo_mapping_enabled()) {
2110                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list)
2111                         trace_amdgpu_vm_bo_mapping(mapping);
2112         }
2113
2114         return 0;
2115 }
2116
2117 /**
2118  * amdgpu_vm_update_prt_state - update the global PRT state
2119  *
2120  * @adev: amdgpu_device pointer
2121  */
2122 static void amdgpu_vm_update_prt_state(struct amdgpu_device *adev)
2123 {
2124         unsigned long flags;
2125         bool enable;
2126
2127         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2128         enable = !!atomic_read(&adev->vm_manager.num_prt_users);
2129         adev->gmc.gmc_funcs->set_prt(adev, enable);
2130         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.prt_lock, flags);
2131 }
2132
2133 /**
2134  * amdgpu_vm_prt_get - add a PRT user
2135  *
2136  * @adev: amdgpu_device pointer
2137  */
2138 static void amdgpu_vm_prt_get(struct amdgpu_device *adev)
2139 {
2140         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2141                 return;
2142
2143         if (atomic_inc_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 1)
2144                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2145 }
2146
2147 /**
2148  * amdgpu_vm_prt_put - drop a PRT user
2149  *
2150  * @adev: amdgpu_device pointer
2151  */
2152 static void amdgpu_vm_prt_put(struct amdgpu_device *adev)
2153 {
2154         if (atomic_dec_return(&adev->vm_manager.num_prt_users) == 0)
2155                 amdgpu_vm_update_prt_state(adev);
2156 }
2157
2158 /**
2159  * amdgpu_vm_prt_cb - callback for updating the PRT status
2160  *
2161  * @fence: fence for the callback
2162  * @_cb: the callback function
2163  */
2164 static void amdgpu_vm_prt_cb(struct dma_fence *fence, struct dma_fence_cb *_cb)
2165 {
2166         struct amdgpu_prt_cb *cb = container_of(_cb, struct amdgpu_prt_cb, cb);
2167
2168         amdgpu_vm_prt_put(cb->adev);
2169         kfree(cb);
2170 }
2171
2172 /**
2173  * amdgpu_vm_add_prt_cb - add callback for updating the PRT status
2174  *
2175  * @adev: amdgpu_device pointer
2176  * @fence: fence for the callback
2177  */
2178 static void amdgpu_vm_add_prt_cb(struct amdgpu_device *adev,
2179                                  struct dma_fence *fence)
2180 {
2181         struct amdgpu_prt_cb *cb;
2182
2183         if (!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt)
2184                 return;
2185
2186         cb = kmalloc(sizeof(struct amdgpu_prt_cb), GFP_KERNEL);
2187         if (!cb) {
2188                 /* Last resort when we are OOM */
2189                 if (fence)
2190                         dma_fence_wait(fence, false);
2191
2192                 amdgpu_vm_prt_put(adev);
2193         } else {
2194                 cb->adev = adev;
2195                 if (!fence || dma_fence_add_callback(fence, &cb->cb,
2196                                                      amdgpu_vm_prt_cb))
2197                         amdgpu_vm_prt_cb(fence, &cb->cb);
2198         }
2199 }
2200
2201 /**
2202  * amdgpu_vm_free_mapping - free a mapping
2203  *
2204  * @adev: amdgpu_device pointer
2205  * @vm: requested vm
2206  * @mapping: mapping to be freed
2207  * @fence: fence of the unmap operation
2208  *
2209  * Free a mapping and make sure we decrease the PRT usage count if applicable.
2210  */
2211 static void amdgpu_vm_free_mapping(struct amdgpu_device *adev,
2212                                    struct amdgpu_vm *vm,
2213                                    struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping,
2214                                    struct dma_fence *fence)
2215 {
2216         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2217                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, fence);
2218         kfree(mapping);
2219 }
2220
2221 /**
2222  * amdgpu_vm_prt_fini - finish all prt mappings
2223  *
2224  * @adev: amdgpu_device pointer
2225  * @vm: requested vm
2226  *
2227  * Register a cleanup callback to disable PRT support after VM dies.
2228  */
2229 static void amdgpu_vm_prt_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
2230 {
2231         struct reservation_object *resv = vm->root.base.bo->tbo.resv;
2232         struct dma_fence *excl, **shared;
2233         unsigned i, shared_count;
2234         int r;
2235
2236         r = reservation_object_get_fences_rcu(resv, &excl,
2237                                               &shared_count, &shared);
2238         if (r) {
2239                 /* Not enough memory to grab the fence list, as last resort
2240                  * block for all the fences to complete.
2241                  */
2242                 reservation_object_wait_timeout_rcu(resv, true, false,
2243                                                     MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
2244                 return;
2245         }
2246
2247         /* Add a callback for each fence in the reservation object */
2248         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2249         amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, excl);
2250
2251         for (i = 0; i < shared_count; ++i) {
2252                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2253                 amdgpu_vm_add_prt_cb(adev, shared[i]);
2254         }
2255
2256         kfree(shared);
2257 }
2258
2259 /**
2260  * amdgpu_vm_clear_freed - clear freed BOs in the PT
2261  *
2262  * @adev: amdgpu_device pointer
2263  * @vm: requested vm
2264  * @fence: optional resulting fence (unchanged if no work needed to be done
2265  * or if an error occurred)
2266  *
2267  * Make sure all freed BOs are cleared in the PT.
2268  * PTs have to be reserved and mutex must be locked!
2269  *
2270  * Returns:
2271  * 0 for success.
2272  *
2273  */
2274 int amdgpu_vm_clear_freed(struct amdgpu_device *adev,
2275                           struct amdgpu_vm *vm,
2276                           struct dma_fence **fence)
2277 {
2278         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2279         uint64_t init_pte_value = 0;
2280         struct dma_fence *f = NULL;
2281         int r;
2282
2283         while (!list_empty(&vm->freed)) {
2284                 mapping = list_first_entry(&vm->freed,
2285                         struct amdgpu_bo_va_mapping, list);
2286                 list_del(&mapping->list);
2287
2288                 if (vm->pte_support_ats &&
2289                     mapping->start < AMDGPU_GMC_HOLE_START)
2290                         init_pte_value = AMDGPU_PTE_DEFAULT_ATC;
2291
2292                 r = amdgpu_vm_bo_update_mapping(adev, NULL, NULL, vm,
2293                                                 mapping->start, mapping->last,
2294                                                 init_pte_value, 0, &f);
2295                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, f);
2296                 if (r) {
2297                         dma_fence_put(f);
2298                         return r;
2299                 }
2300         }
2301
2302         if (fence && f) {
2303                 dma_fence_put(*fence);
2304                 *fence = f;
2305         } else {
2306                 dma_fence_put(f);
2307         }
2308
2309         return 0;
2310
2311 }
2312
2313 /**
2314  * amdgpu_vm_handle_moved - handle moved BOs in the PT
2315  *
2316  * @adev: amdgpu_device pointer
2317  * @vm: requested vm
2318  *
2319  * Make sure all BOs which are moved are updated in the PTs.
2320  *
2321  * Returns:
2322  * 0 for success.
2323  *
2324  * PTs have to be reserved!
2325  */
2326 int amdgpu_vm_handle_moved(struct amdgpu_device *adev,
2327                            struct amdgpu_vm *vm)
2328 {
2329         struct amdgpu_bo_va *bo_va, *tmp;
2330         struct reservation_object *resv;
2331         bool clear;
2332         int r;
2333
2334         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->moved, base.vm_status) {
2335                 /* Per VM BOs never need to bo cleared in the page tables */
2336                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, false);
2337                 if (r)
2338                         return r;
2339         }
2340
2341         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2342         while (!list_empty(&vm->invalidated)) {
2343                 bo_va = list_first_entry(&vm->invalidated, struct amdgpu_bo_va,
2344                                          base.vm_status);
2345                 resv = bo_va->base.bo->tbo.resv;
2346                 spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2347
2348                 /* Try to reserve the BO to avoid clearing its ptes */
2349                 if (!amdgpu_vm_debug && reservation_object_trylock(resv))
2350                         clear = false;
2351                 /* Somebody else is using the BO right now */
2352                 else
2353                         clear = true;
2354
2355                 r = amdgpu_vm_bo_update(adev, bo_va, clear);
2356                 if (r)
2357                         return r;
2358
2359                 if (!clear)
2360                         reservation_object_unlock(resv);
2361                 spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2362         }
2363         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2364
2365         return 0;
2366 }
2367
2368 /**
2369  * amdgpu_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
2370  *
2371  * @adev: amdgpu_device pointer
2372  * @vm: requested vm
2373  * @bo: amdgpu buffer object
2374  *
2375  * Add @bo into the requested vm.
2376  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
2377  *
2378  * Returns:
2379  * Newly added bo_va or NULL for failure
2380  *
2381  * Object has to be reserved!
2382  */
2383 struct amdgpu_bo_va *amdgpu_vm_bo_add(struct amdgpu_device *adev,
2384                                       struct amdgpu_vm *vm,
2385                                       struct amdgpu_bo *bo)
2386 {
2387         struct amdgpu_bo_va *bo_va;
2388
2389         bo_va = kzalloc(sizeof(struct amdgpu_bo_va), GFP_KERNEL);
2390         if (bo_va == NULL) {
2391                 return NULL;
2392         }
2393         amdgpu_vm_bo_base_init(&bo_va->base, vm, bo);
2394
2395         bo_va->ref_count = 1;
2396         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->valids);
2397         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->invalids);
2398
2399         return bo_va;
2400 }
2401
2402
2403 /**
2404  * amdgpu_vm_bo_insert_mapping - insert a new mapping
2405  *
2406  * @adev: amdgpu_device pointer
2407  * @bo_va: bo_va to store the address
2408  * @mapping: the mapping to insert
2409  *
2410  * Insert a new mapping into all structures.
2411  */
2412 static void amdgpu_vm_bo_insert_map(struct amdgpu_device *adev,
2413                                     struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2414                                     struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping)
2415 {
2416         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2417         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2418
2419         mapping->bo_va = bo_va;
2420         list_add(&mapping->list, &bo_va->invalids);
2421         amdgpu_vm_it_insert(mapping, &vm->va);
2422
2423         if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2424                 amdgpu_vm_prt_get(adev);
2425
2426         if (bo && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv &&
2427             !bo_va->base.moved) {
2428                 list_move(&bo_va->base.vm_status, &vm->moved);
2429         }
2430         trace_amdgpu_vm_bo_map(bo_va, mapping);
2431 }
2432
2433 /**
2434  * amdgpu_vm_bo_map - map bo inside a vm
2435  *
2436  * @adev: amdgpu_device pointer
2437  * @bo_va: bo_va to store the address
2438  * @saddr: where to map the BO
2439  * @offset: requested offset in the BO
2440  * @size: BO size in bytes
2441  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2442  *
2443  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM.
2444  *
2445  * Returns:
2446  * 0 for success, error for failure.
2447  *
2448  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2449  */
2450 int amdgpu_vm_bo_map(struct amdgpu_device *adev,
2451                      struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2452                      uint64_t saddr, uint64_t offset,
2453                      uint64_t size, uint64_t flags)
2454 {
2455         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
2456         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2457         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2458         uint64_t eaddr;
2459
2460         /* validate the parameters */
2461         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2462             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2463                 return -EINVAL;
2464
2465         /* make sure object fit at this offset */
2466         eaddr = saddr + size - 1;
2467         if (saddr >= eaddr ||
2468             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2469                 return -EINVAL;
2470
2471         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2472         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2473
2474         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2475         if (tmp) {
2476                 /* bo and tmp overlap, invalid addr */
2477                 dev_err(adev->dev, "bo %p va 0x%010Lx-0x%010Lx conflict with "
2478                         "0x%010Lx-0x%010Lx\n", bo, saddr, eaddr,
2479                         tmp->start, tmp->last + 1);
2480                 return -EINVAL;
2481         }
2482
2483         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2484         if (!mapping)
2485                 return -ENOMEM;
2486
2487         mapping->start = saddr;
2488         mapping->last = eaddr;
2489         mapping->offset = offset;
2490         mapping->flags = flags;
2491
2492         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2493
2494         return 0;
2495 }
2496
2497 /**
2498  * amdgpu_vm_bo_replace_map - map bo inside a vm, replacing existing mappings
2499  *
2500  * @adev: amdgpu_device pointer
2501  * @bo_va: bo_va to store the address
2502  * @saddr: where to map the BO
2503  * @offset: requested offset in the BO
2504  * @size: BO size in bytes
2505  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
2506  *
2507  * Add a mapping of the BO at the specefied addr into the VM. Replace existing
2508  * mappings as we do so.
2509  *
2510  * Returns:
2511  * 0 for success, error for failure.
2512  *
2513  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2514  */
2515 int amdgpu_vm_bo_replace_map(struct amdgpu_device *adev,
2516                              struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2517                              uint64_t saddr, uint64_t offset,
2518                              uint64_t size, uint64_t flags)
2519 {
2520         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2521         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2522         uint64_t eaddr;
2523         int r;
2524
2525         /* validate the parameters */
2526         if (saddr & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK || offset & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK ||
2527             size == 0 || size & AMDGPU_GPU_PAGE_MASK)
2528                 return -EINVAL;
2529
2530         /* make sure object fit at this offset */
2531         eaddr = saddr + size - 1;
2532         if (saddr >= eaddr ||
2533             (bo && offset + size > amdgpu_bo_size(bo)))
2534                 return -EINVAL;
2535
2536         /* Allocate all the needed memory */
2537         mapping = kmalloc(sizeof(*mapping), GFP_KERNEL);
2538         if (!mapping)
2539                 return -ENOMEM;
2540
2541         r = amdgpu_vm_bo_clear_mappings(adev, bo_va->base.vm, saddr, size);
2542         if (r) {
2543                 kfree(mapping);
2544                 return r;
2545         }
2546
2547         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2548         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2549
2550         mapping->start = saddr;
2551         mapping->last = eaddr;
2552         mapping->offset = offset;
2553         mapping->flags = flags;
2554
2555         amdgpu_vm_bo_insert_map(adev, bo_va, mapping);
2556
2557         return 0;
2558 }
2559
2560 /**
2561  * amdgpu_vm_bo_unmap - remove bo mapping from vm
2562  *
2563  * @adev: amdgpu_device pointer
2564  * @bo_va: bo_va to remove the address from
2565  * @saddr: where to the BO is mapped
2566  *
2567  * Remove a mapping of the BO at the specefied addr from the VM.
2568  *
2569  * Returns:
2570  * 0 for success, error for failure.
2571  *
2572  * Object has to be reserved and unreserved outside!
2573  */
2574 int amdgpu_vm_bo_unmap(struct amdgpu_device *adev,
2575                        struct amdgpu_bo_va *bo_va,
2576                        uint64_t saddr)
2577 {
2578         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2579         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2580         bool valid = true;
2581
2582         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2583
2584         list_for_each_entry(mapping, &bo_va->valids, list) {
2585                 if (mapping->start == saddr)
2586                         break;
2587         }
2588
2589         if (&mapping->list == &bo_va->valids) {
2590                 valid = false;
2591
2592                 list_for_each_entry(mapping, &bo_va->invalids, list) {
2593                         if (mapping->start == saddr)
2594                                 break;
2595                 }
2596
2597                 if (&mapping->list == &bo_va->invalids)
2598                         return -ENOENT;
2599         }
2600
2601         list_del(&mapping->list);
2602         amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2603         mapping->bo_va = NULL;
2604         trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2605
2606         if (valid)
2607                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2608         else
2609                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2610                                        bo_va->last_pt_update);
2611
2612         return 0;
2613 }
2614
2615 /**
2616  * amdgpu_vm_bo_clear_mappings - remove all mappings in a specific range
2617  *
2618  * @adev: amdgpu_device pointer
2619  * @vm: VM structure to use
2620  * @saddr: start of the range
2621  * @size: size of the range
2622  *
2623  * Remove all mappings in a range, split them as appropriate.
2624  *
2625  * Returns:
2626  * 0 for success, error for failure.
2627  */
2628 int amdgpu_vm_bo_clear_mappings(struct amdgpu_device *adev,
2629                                 struct amdgpu_vm *vm,
2630                                 uint64_t saddr, uint64_t size)
2631 {
2632         struct amdgpu_bo_va_mapping *before, *after, *tmp, *next;
2633         LIST_HEAD(removed);
2634         uint64_t eaddr;
2635
2636         eaddr = saddr + size - 1;
2637         saddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2638         eaddr /= AMDGPU_GPU_PAGE_SIZE;
2639
2640         /* Allocate all the needed memory */
2641         before = kzalloc(sizeof(*before), GFP_KERNEL);
2642         if (!before)
2643                 return -ENOMEM;
2644         INIT_LIST_HEAD(&before->list);
2645
2646         after = kzalloc(sizeof(*after), GFP_KERNEL);
2647         if (!after) {
2648                 kfree(before);
2649                 return -ENOMEM;
2650         }
2651         INIT_LIST_HEAD(&after->list);
2652
2653         /* Now gather all removed mappings */
2654         tmp = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, saddr, eaddr);
2655         while (tmp) {
2656                 /* Remember mapping split at the start */
2657                 if (tmp->start < saddr) {
2658                         before->start = tmp->start;
2659                         before->last = saddr - 1;
2660                         before->offset = tmp->offset;
2661                         before->flags = tmp->flags;
2662                         before->bo_va = tmp->bo_va;
2663                         list_add(&before->list, &tmp->bo_va->invalids);
2664                 }
2665
2666                 /* Remember mapping split at the end */
2667                 if (tmp->last > eaddr) {
2668                         after->start = eaddr + 1;
2669                         after->last = tmp->last;
2670                         after->offset = tmp->offset;
2671                         after->offset += after->start - tmp->start;
2672                         after->flags = tmp->flags;
2673                         after->bo_va = tmp->bo_va;
2674                         list_add(&after->list, &tmp->bo_va->invalids);
2675                 }
2676
2677                 list_del(&tmp->list);
2678                 list_add(&tmp->list, &removed);
2679
2680                 tmp = amdgpu_vm_it_iter_next(tmp, saddr, eaddr);
2681         }
2682
2683         /* And free them up */
2684         list_for_each_entry_safe(tmp, next, &removed, list) {
2685                 amdgpu_vm_it_remove(tmp, &vm->va);
2686                 list_del(&tmp->list);
2687
2688                 if (tmp->start < saddr)
2689                     tmp->start = saddr;
2690                 if (tmp->last > eaddr)
2691                     tmp->last = eaddr;
2692
2693                 tmp->bo_va = NULL;
2694                 list_add(&tmp->list, &vm->freed);
2695                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(NULL, tmp);
2696         }
2697
2698         /* Insert partial mapping before the range */
2699         if (!list_empty(&before->list)) {
2700                 amdgpu_vm_it_insert(before, &vm->va);
2701                 if (before->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2702                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2703         } else {
2704                 kfree(before);
2705         }
2706
2707         /* Insert partial mapping after the range */
2708         if (!list_empty(&after->list)) {
2709                 amdgpu_vm_it_insert(after, &vm->va);
2710                 if (after->flags & AMDGPU_PTE_PRT)
2711                         amdgpu_vm_prt_get(adev);
2712         } else {
2713                 kfree(after);
2714         }
2715
2716         return 0;
2717 }
2718
2719 /**
2720  * amdgpu_vm_bo_lookup_mapping - find mapping by address
2721  *
2722  * @vm: the requested VM
2723  * @addr: the address
2724  *
2725  * Find a mapping by it's address.
2726  *
2727  * Returns:
2728  * The amdgpu_bo_va_mapping matching for addr or NULL
2729  *
2730  */
2731 struct amdgpu_bo_va_mapping *amdgpu_vm_bo_lookup_mapping(struct amdgpu_vm *vm,
2732                                                          uint64_t addr)
2733 {
2734         return amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, addr, addr);
2735 }
2736
2737 /**
2738  * amdgpu_vm_bo_trace_cs - trace all reserved mappings
2739  *
2740  * @vm: the requested vm
2741  * @ticket: CS ticket
2742  *
2743  * Trace all mappings of BOs reserved during a command submission.
2744  */
2745 void amdgpu_vm_bo_trace_cs(struct amdgpu_vm *vm, struct ww_acquire_ctx *ticket)
2746 {
2747         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping;
2748
2749         if (!trace_amdgpu_vm_bo_cs_enabled())
2750                 return;
2751
2752         for (mapping = amdgpu_vm_it_iter_first(&vm->va, 0, U64_MAX); mapping;
2753              mapping = amdgpu_vm_it_iter_next(mapping, 0, U64_MAX)) {
2754                 if (mapping->bo_va && mapping->bo_va->base.bo) {
2755                         struct amdgpu_bo *bo;
2756
2757                         bo = mapping->bo_va->base.bo;
2758                         if (READ_ONCE(bo->tbo.resv->lock.ctx) != ticket)
2759                                 continue;
2760                 }
2761
2762                 trace_amdgpu_vm_bo_cs(mapping);
2763         }
2764 }
2765
2766 /**
2767  * amdgpu_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
2768  *
2769  * @adev: amdgpu_device pointer
2770  * @bo_va: requested bo_va
2771  *
2772  * Remove @bo_va->bo from the requested vm.
2773  *
2774  * Object have to be reserved!
2775  */
2776 void amdgpu_vm_bo_rmv(struct amdgpu_device *adev,
2777                       struct amdgpu_bo_va *bo_va)
2778 {
2779         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *next;
2780         struct amdgpu_bo *bo = bo_va->base.bo;
2781         struct amdgpu_vm *vm = bo_va->base.vm;
2782         struct amdgpu_vm_bo_base **base;
2783
2784         if (bo) {
2785                 if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2786                         vm->bulk_moveable = false;
2787
2788                 for (base = &bo_va->base.bo->vm_bo; *base;
2789                      base = &(*base)->next) {
2790                         if (*base != &bo_va->base)
2791                                 continue;
2792
2793                         *base = bo_va->base.next;
2794                         break;
2795                 }
2796         }
2797
2798         spin_lock(&vm->invalidated_lock);
2799         list_del(&bo_va->base.vm_status);
2800         spin_unlock(&vm->invalidated_lock);
2801
2802         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->valids, list) {
2803                 list_del(&mapping->list);
2804                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2805                 mapping->bo_va = NULL;
2806                 trace_amdgpu_vm_bo_unmap(bo_va, mapping);
2807                 list_add(&mapping->list, &vm->freed);
2808         }
2809         list_for_each_entry_safe(mapping, next, &bo_va->invalids, list) {
2810                 list_del(&mapping->list);
2811                 amdgpu_vm_it_remove(mapping, &vm->va);
2812                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping,
2813                                        bo_va->last_pt_update);
2814         }
2815
2816         dma_fence_put(bo_va->last_pt_update);
2817         kfree(bo_va);
2818 }
2819
2820 /**
2821  * amdgpu_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
2822  *
2823  * @adev: amdgpu_device pointer
2824  * @bo: amdgpu buffer object
2825  * @evicted: is the BO evicted
2826  *
2827  * Mark @bo as invalid.
2828  */
2829 void amdgpu_vm_bo_invalidate(struct amdgpu_device *adev,
2830                              struct amdgpu_bo *bo, bool evicted)
2831 {
2832         struct amdgpu_vm_bo_base *bo_base;
2833
2834         /* shadow bo doesn't have bo base, its validation needs its parent */
2835         if (bo->parent && bo->parent->shadow == bo)
2836                 bo = bo->parent;
2837
2838         for (bo_base = bo->vm_bo; bo_base; bo_base = bo_base->next) {
2839                 struct amdgpu_vm *vm = bo_base->vm;
2840
2841                 if (evicted && bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv) {
2842                         amdgpu_vm_bo_evicted(bo_base);
2843                         continue;
2844                 }
2845
2846                 if (bo_base->moved)
2847                         continue;
2848                 bo_base->moved = true;
2849
2850                 if (bo->tbo.type == ttm_bo_type_kernel)
2851                         amdgpu_vm_bo_relocated(bo_base);
2852                 else if (bo->tbo.resv == vm->root.base.bo->tbo.resv)
2853                         amdgpu_vm_bo_moved(bo_base);
2854                 else
2855                         amdgpu_vm_bo_invalidated(bo_base);
2856         }
2857 }
2858
2859 /**
2860  * amdgpu_vm_get_block_size - calculate VM page table size as power of two
2861  *
2862  * @vm_size: VM size
2863  *
2864  * Returns:
2865  * VM page table as power of two
2866  */
2867 static uint32_t amdgpu_vm_get_block_size(uint64_t vm_size)
2868 {
2869         /* Total bits covered by PD + PTs */
2870         unsigned bits = ilog2(vm_size) + 18;
2871
2872         /* Make sure the PD is 4K in size up to 8GB address space.
2873            Above that split equal between PD and PTs */
2874         if (vm_size <= 8)
2875                 return (bits - 9);
2876         else
2877                 return ((bits + 3) / 2);
2878 }
2879
2880 /**
2881  * amdgpu_vm_adjust_size - adjust vm size, block size and fragment size
2882  *
2883  * @adev: amdgpu_device pointer
2884  * @min_vm_size: the minimum vm size in GB if it's set auto
2885  * @fragment_size_default: Default PTE fragment size
2886  * @max_level: max VMPT level
2887  * @max_bits: max address space size in bits
2888  *
2889  */
2890 void amdgpu_vm_adjust_size(struct amdgpu_device *adev, uint32_t min_vm_size,
2891                            uint32_t fragment_size_default, unsigned max_level,
2892                            unsigned max_bits)
2893 {
2894         unsigned int max_size = 1 << (max_bits - 30);
2895         unsigned int vm_size;
2896         uint64_t tmp;
2897
2898         /* adjust vm size first */
2899         if (amdgpu_vm_size != -1) {
2900                 vm_size = amdgpu_vm_size;
2901                 if (vm_size > max_size) {
2902                         dev_warn(adev->dev, "VM size (%d) too large, max is %u GB\n",
2903                                  amdgpu_vm_size, max_size);
2904                         vm_size = max_size;
2905                 }
2906         } else {
2907                 struct sysinfo si;
2908                 unsigned int phys_ram_gb;
2909
2910                 /* Optimal VM size depends on the amount of physical
2911                  * RAM available. Underlying requirements and
2912                  * assumptions:
2913                  *
2914                  *  - Need to map system memory and VRAM from all GPUs
2915                  *     - VRAM from other GPUs not known here
2916                  *     - Assume VRAM <= system memory
2917                  *  - On GFX8 and older, VM space can be segmented for
2918                  *    different MTYPEs
2919                  *  - Need to allow room for fragmentation, guard pages etc.
2920                  *
2921                  * This adds up to a rough guess of system memory x3.
2922                  * Round up to power of two to maximize the available
2923                  * VM size with the given page table size.
2924                  */
2925                 si_meminfo(&si);
2926                 phys_ram_gb = ((uint64_t)si.totalram * si.mem_unit +
2927                                (1 << 30) - 1) >> 30;
2928                 vm_size = roundup_pow_of_two(
2929                         min(max(phys_ram_gb * 3, min_vm_size), max_size));
2930         }
2931
2932         adev->vm_manager.max_pfn = (uint64_t)vm_size << 18;
2933
2934         tmp = roundup_pow_of_two(adev->vm_manager.max_pfn);
2935         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2936                 tmp >>= amdgpu_vm_block_size - 9;
2937         tmp = DIV_ROUND_UP(fls64(tmp) - 1, 9) - 1;
2938         adev->vm_manager.num_level = min(max_level, (unsigned)tmp);
2939         switch (adev->vm_manager.num_level) {
2940         case 3:
2941                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB2;
2942                 break;
2943         case 2:
2944                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB1;
2945                 break;
2946         case 1:
2947                 adev->vm_manager.root_level = AMDGPU_VM_PDB0;
2948                 break;
2949         default:
2950                 dev_err(adev->dev, "VMPT only supports 2~4+1 levels\n");
2951         }
2952         /* block size depends on vm size and hw setup*/
2953         if (amdgpu_vm_block_size != -1)
2954                 adev->vm_manager.block_size =
2955                         min((unsigned)amdgpu_vm_block_size, max_bits
2956                             - AMDGPU_GPU_PAGE_SHIFT
2957                             - 9 * adev->vm_manager.num_level);
2958         else if (adev->vm_manager.num_level > 1)
2959                 adev->vm_manager.block_size = 9;
2960         else
2961                 adev->vm_manager.block_size = amdgpu_vm_get_block_size(tmp);
2962
2963         if (amdgpu_vm_fragment_size == -1)
2964                 adev->vm_manager.fragment_size = fragment_size_default;
2965         else
2966                 adev->vm_manager.fragment_size = amdgpu_vm_fragment_size;
2967
2968         DRM_INFO("vm size is %u GB, %u levels, block size is %u-bit, fragment size is %u-bit\n",
2969                  vm_size, adev->vm_manager.num_level + 1,
2970                  adev->vm_manager.block_size,
2971                  adev->vm_manager.fragment_size);
2972 }
2973
2974 static struct amdgpu_retryfault_hashtable *init_fault_hash(void)
2975 {
2976         struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash;
2977
2978         fault_hash = kmalloc(sizeof(*fault_hash), GFP_KERNEL);
2979         if (!fault_hash)
2980                 return fault_hash;
2981
2982         INIT_CHASH_TABLE(fault_hash->hash,
2983                         AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS, 8, 0);
2984         spin_lock_init(&fault_hash->lock);
2985         fault_hash->count = 0;
2986
2987         return fault_hash;
2988 }
2989
2990 /**
2991  * amdgpu_vm_init - initialize a vm instance
2992  *
2993  * @adev: amdgpu_device pointer
2994  * @vm: requested vm
2995  * @vm_context: Indicates if it GFX or Compute context
2996  * @pasid: Process address space identifier
2997  *
2998  * Init @vm fields.
2999  *
3000  * Returns:
3001  * 0 for success, error for failure.
3002  */
3003 int amdgpu_vm_init(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm,
3004                    int vm_context, unsigned int pasid)
3005 {
3006         struct amdgpu_bo_param bp;
3007         struct amdgpu_bo *root;
3008         int r, i;
3009
3010         vm->va = RB_ROOT_CACHED;
3011         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
3012                 vm->reserved_vmid[i] = NULL;
3013         INIT_LIST_HEAD(&vm->evicted);
3014         INIT_LIST_HEAD(&vm->relocated);
3015         INIT_LIST_HEAD(&vm->moved);
3016         INIT_LIST_HEAD(&vm->idle);
3017         INIT_LIST_HEAD(&vm->invalidated);
3018         spin_lock_init(&vm->invalidated_lock);
3019         INIT_LIST_HEAD(&vm->freed);
3020
3021         /* create scheduler entity for page table updates */
3022         r = drm_sched_entity_init(&vm->entity, adev->vm_manager.vm_pte_rqs,
3023                                   adev->vm_manager.vm_pte_num_rqs, NULL);
3024         if (r)
3025                 return r;
3026
3027         vm->pte_support_ats = false;
3028
3029         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE) {
3030                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3031                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3032
3033                 if (adev->asic_type == CHIP_RAVEN)
3034                         vm->pte_support_ats = true;
3035         } else {
3036                 vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3037                                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_GFX);
3038         }
3039         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3040                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3041         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update && !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3042                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3043         vm->last_update = NULL;
3044
3045         amdgpu_vm_bo_param(adev, vm, adev->vm_manager.root_level, &bp);
3046         if (vm_context == AMDGPU_VM_CONTEXT_COMPUTE)
3047                 bp.flags &= ~AMDGPU_GEM_CREATE_SHADOW;
3048         r = amdgpu_bo_create(adev, &bp, &root);
3049         if (r)
3050                 goto error_free_sched_entity;
3051
3052         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3053         if (r)
3054                 goto error_free_root;
3055
3056         r = reservation_object_reserve_shared(root->tbo.resv, 1);
3057         if (r)
3058                 goto error_unreserve;
3059
3060         r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, root,
3061                                adev->vm_manager.root_level,
3062                                vm->pte_support_ats);
3063         if (r)
3064                 goto error_unreserve;
3065
3066         amdgpu_vm_bo_base_init(&vm->root.base, vm, root);
3067         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3068
3069         if (pasid) {
3070                 unsigned long flags;
3071
3072                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3073                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3074                               GFP_ATOMIC);
3075                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3076                 if (r < 0)
3077                         goto error_free_root;
3078
3079                 vm->pasid = pasid;
3080         }
3081
3082         vm->fault_hash = init_fault_hash();
3083         if (!vm->fault_hash) {
3084                 r = -ENOMEM;
3085                 goto error_free_root;
3086         }
3087
3088         INIT_KFIFO(vm->faults);
3089
3090         return 0;
3091
3092 error_unreserve:
3093         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3094
3095 error_free_root:
3096         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3097         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo);
3098         vm->root.base.bo = NULL;
3099
3100 error_free_sched_entity:
3101         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3102
3103         return r;
3104 }
3105
3106 /**
3107  * amdgpu_vm_make_compute - Turn a GFX VM into a compute VM
3108  *
3109  * @adev: amdgpu_device pointer
3110  * @vm: requested vm
3111  *
3112  * This only works on GFX VMs that don't have any BOs added and no
3113  * page tables allocated yet.
3114  *
3115  * Changes the following VM parameters:
3116  * - use_cpu_for_update
3117  * - pte_supports_ats
3118  * - pasid (old PASID is released, because compute manages its own PASIDs)
3119  *
3120  * Reinitializes the page directory to reflect the changed ATS
3121  * setting.
3122  *
3123  * Returns:
3124  * 0 for success, -errno for errors.
3125  */
3126 int amdgpu_vm_make_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm, unsigned int pasid)
3127 {
3128         bool pte_support_ats = (adev->asic_type == CHIP_RAVEN);
3129         int r;
3130
3131         r = amdgpu_bo_reserve(vm->root.base.bo, true);
3132         if (r)
3133                 return r;
3134
3135         /* Sanity checks */
3136         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root) || vm->root.entries) {
3137                 r = -EINVAL;
3138                 goto unreserve_bo;
3139         }
3140
3141         if (pasid) {
3142                 unsigned long flags;
3143
3144                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3145                 r = idr_alloc(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm, pasid, pasid + 1,
3146                               GFP_ATOMIC);
3147                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3148
3149                 if (r == -ENOSPC)
3150                         goto unreserve_bo;
3151                 r = 0;
3152         }
3153
3154         /* Check if PD needs to be reinitialized and do it before
3155          * changing any other state, in case it fails.
3156          */
3157         if (pte_support_ats != vm->pte_support_ats) {
3158                 r = amdgpu_vm_clear_bo(adev, vm, vm->root.base.bo,
3159                                adev->vm_manager.root_level,
3160                                pte_support_ats);
3161                 if (r)
3162                         goto free_idr;
3163         }
3164
3165         /* Update VM state */
3166         vm->use_cpu_for_update = !!(adev->vm_manager.vm_update_mode &
3167                                     AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE);
3168         vm->pte_support_ats = pte_support_ats;
3169         DRM_DEBUG_DRIVER("VM update mode is %s\n",
3170                          vm->use_cpu_for_update ? "CPU" : "SDMA");
3171         WARN_ONCE((vm->use_cpu_for_update && !amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc)),
3172                   "CPU update of VM recommended only for large BAR system\n");
3173
3174         if (vm->pasid) {
3175                 unsigned long flags;
3176
3177                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3178                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3179                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3180
3181                 /* Free the original amdgpu allocated pasid
3182                  * Will be replaced with kfd allocated pasid
3183                  */
3184                 amdgpu_pasid_free(vm->pasid);
3185                 vm->pasid = 0;
3186         }
3187
3188         /* Free the shadow bo for compute VM */
3189         amdgpu_bo_unref(&vm->root.base.bo->shadow);
3190
3191         if (pasid)
3192                 vm->pasid = pasid;
3193
3194         goto unreserve_bo;
3195
3196 free_idr:
3197         if (pasid) {
3198                 unsigned long flags;
3199
3200                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3201                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3202                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3203         }
3204 unreserve_bo:
3205         amdgpu_bo_unreserve(vm->root.base.bo);
3206         return r;
3207 }
3208
3209 /**
3210  * amdgpu_vm_release_compute - release a compute vm
3211  * @adev: amdgpu_device pointer
3212  * @vm: a vm turned into compute vm by calling amdgpu_vm_make_compute
3213  *
3214  * This is a correspondant of amdgpu_vm_make_compute. It decouples compute
3215  * pasid from vm. Compute should stop use of vm after this call.
3216  */
3217 void amdgpu_vm_release_compute(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3218 {
3219         if (vm->pasid) {
3220                 unsigned long flags;
3221
3222                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3223                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3224                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3225         }
3226         vm->pasid = 0;
3227 }
3228
3229 /**
3230  * amdgpu_vm_fini - tear down a vm instance
3231  *
3232  * @adev: amdgpu_device pointer
3233  * @vm: requested vm
3234  *
3235  * Tear down @vm.
3236  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
3237  */
3238 void amdgpu_vm_fini(struct amdgpu_device *adev, struct amdgpu_vm *vm)
3239 {
3240         struct amdgpu_bo_va_mapping *mapping, *tmp;
3241         bool prt_fini_needed = !!adev->gmc.gmc_funcs->set_prt;
3242         struct amdgpu_bo *root;
3243         u64 fault;
3244         int i, r;
3245
3246         amdgpu_amdkfd_gpuvm_destroy_cb(adev, vm);
3247
3248         /* Clear pending page faults from IH when the VM is destroyed */
3249         while (kfifo_get(&vm->faults, &fault))
3250                 amdgpu_vm_clear_fault(vm->fault_hash, fault);
3251
3252         if (vm->pasid) {
3253                 unsigned long flags;
3254
3255                 spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3256                 idr_remove(&adev->vm_manager.pasid_idr, vm->pasid);
3257                 spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3258         }
3259
3260         kfree(vm->fault_hash);
3261         vm->fault_hash = NULL;
3262
3263         drm_sched_entity_destroy(&vm->entity);
3264
3265         if (!RB_EMPTY_ROOT(&vm->va.rb_root)) {
3266                 dev_err(adev->dev, "still active bo inside vm\n");
3267         }
3268         rbtree_postorder_for_each_entry_safe(mapping, tmp,
3269                                              &vm->va.rb_root, rb) {
3270                 /* Don't remove the mapping here, we don't want to trigger a
3271                  * rebalance and the tree is about to be destroyed anyway.
3272                  */
3273                 list_del(&mapping->list);
3274                 kfree(mapping);
3275         }
3276         list_for_each_entry_safe(mapping, tmp, &vm->freed, list) {
3277                 if (mapping->flags & AMDGPU_PTE_PRT && prt_fini_needed) {
3278                         amdgpu_vm_prt_fini(adev, vm);
3279                         prt_fini_needed = false;
3280                 }
3281
3282                 list_del(&mapping->list);
3283                 amdgpu_vm_free_mapping(adev, vm, mapping, NULL);
3284         }
3285
3286         root = amdgpu_bo_ref(vm->root.base.bo);
3287         r = amdgpu_bo_reserve(root, true);
3288         if (r) {
3289                 dev_err(adev->dev, "Leaking page tables because BO reservation failed\n");
3290         } else {
3291                 amdgpu_vm_free_pts(adev, vm);
3292                 amdgpu_bo_unreserve(root);
3293         }
3294         amdgpu_bo_unref(&root);
3295         dma_fence_put(vm->last_update);
3296         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_VMHUBS; i++)
3297                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, vm, i);
3298 }
3299
3300 /**
3301  * amdgpu_vm_manager_init - init the VM manager
3302  *
3303  * @adev: amdgpu_device pointer
3304  *
3305  * Initialize the VM manager structures
3306  */
3307 void amdgpu_vm_manager_init(struct amdgpu_device *adev)
3308 {
3309         unsigned i;
3310
3311         amdgpu_vmid_mgr_init(adev);
3312
3313         adev->vm_manager.fence_context =
3314                 dma_fence_context_alloc(AMDGPU_MAX_RINGS);
3315         for (i = 0; i < AMDGPU_MAX_RINGS; ++i)
3316                 adev->vm_manager.seqno[i] = 0;
3317
3318         spin_lock_init(&adev->vm_manager.prt_lock);
3319         atomic_set(&adev->vm_manager.num_prt_users, 0);
3320
3321         /* If not overridden by the user, by default, only in large BAR systems
3322          * Compute VM tables will be updated by CPU
3323          */
3324 #ifdef CONFIG_X86_64
3325         if (amdgpu_vm_update_mode == -1) {
3326                 if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
3327                         adev->vm_manager.vm_update_mode =
3328                                 AMDGPU_VM_USE_CPU_FOR_COMPUTE;
3329                 else
3330                         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3331         } else
3332                 adev->vm_manager.vm_update_mode = amdgpu_vm_update_mode;
3333 #else
3334         adev->vm_manager.vm_update_mode = 0;
3335 #endif
3336
3337         idr_init(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3338         spin_lock_init(&adev->vm_manager.pasid_lock);
3339 }
3340
3341 /**
3342  * amdgpu_vm_manager_fini - cleanup VM manager
3343  *
3344  * @adev: amdgpu_device pointer
3345  *
3346  * Cleanup the VM manager and free resources.
3347  */
3348 void amdgpu_vm_manager_fini(struct amdgpu_device *adev)
3349 {
3350         WARN_ON(!idr_is_empty(&adev->vm_manager.pasid_idr));
3351         idr_destroy(&adev->vm_manager.pasid_idr);
3352
3353         amdgpu_vmid_mgr_fini(adev);
3354 }
3355
3356 /**
3357  * amdgpu_vm_ioctl - Manages VMID reservation for vm hubs.
3358  *
3359  * @dev: drm device pointer
3360  * @data: drm_amdgpu_vm
3361  * @filp: drm file pointer
3362  *
3363  * Returns:
3364  * 0 for success, -errno for errors.
3365  */
3366 int amdgpu_vm_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *filp)
3367 {
3368         union drm_amdgpu_vm *args = data;
3369         struct amdgpu_device *adev = dev->dev_private;
3370         struct amdgpu_fpriv *fpriv = filp->driver_priv;
3371         int r;
3372
3373         switch (args->in.op) {
3374         case AMDGPU_VM_OP_RESERVE_VMID:
3375                 /* current, we only have requirement to reserve vmid from gfxhub */
3376                 r = amdgpu_vmid_alloc_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3377                 if (r)
3378                         return r;
3379                 break;
3380         case AMDGPU_VM_OP_UNRESERVE_VMID:
3381                 amdgpu_vmid_free_reserved(adev, &fpriv->vm, AMDGPU_GFXHUB);
3382                 break;
3383         default:
3384                 return -EINVAL;
3385         }
3386
3387         return 0;
3388 }
3389
3390 /**
3391  * amdgpu_vm_get_task_info - Extracts task info for a PASID.
3392  *
3393  * @adev: drm device pointer
3394  * @pasid: PASID identifier for VM
3395  * @task_info: task_info to fill.
3396  */
3397 void amdgpu_vm_get_task_info(struct amdgpu_device *adev, unsigned int pasid,
3398                          struct amdgpu_task_info *task_info)
3399 {
3400         struct amdgpu_vm *vm;
3401         unsigned long flags;
3402
3403         spin_lock_irqsave(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3404
3405         vm = idr_find(&adev->vm_manager.pasid_idr, pasid);
3406         if (vm)
3407                 *task_info = vm->task_info;
3408
3409         spin_unlock_irqrestore(&adev->vm_manager.pasid_lock, flags);
3410 }
3411
3412 /**
3413  * amdgpu_vm_set_task_info - Sets VMs task info.
3414  *
3415  * @vm: vm for which to set the info
3416  */
3417 void amdgpu_vm_set_task_info(struct amdgpu_vm *vm)
3418 {
3419         if (!vm->task_info.pid) {
3420                 vm->task_info.pid = current->pid;
3421                 get_task_comm(vm->task_info.task_name, current);
3422
3423                 if (current->group_leader->mm == current->mm) {
3424                         vm->task_info.tgid = current->group_leader->pid;
3425                         get_task_comm(vm->task_info.process_name, current->group_leader);
3426                 }
3427         }
3428 }
3429
3430 /**
3431  * amdgpu_vm_add_fault - Add a page fault record to fault hash table
3432  *
3433  * @fault_hash: fault hash table
3434  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3435  *
3436  * This should be called when a retry page fault interrupt is
3437  * received. If this is a new page fault, it will be added to a hash
3438  * table. The return value indicates whether this is a new fault, or
3439  * a fault that was already known and is already being handled.
3440  *
3441  * If there are too many pending page faults, this will fail. Retry
3442  * interrupts should be ignored in this case until there is enough
3443  * free space.
3444  *
3445  * Returns 0 if the fault was added, 1 if the fault was already known,
3446  * -ENOSPC if there are too many pending faults.
3447  */
3448 int amdgpu_vm_add_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3449 {
3450         unsigned long flags;
3451         int r = -ENOSPC;
3452
3453         if (WARN_ON_ONCE(!fault_hash))
3454                 /* Should be allocated in amdgpu_vm_init
3455                  */
3456                 return r;
3457
3458         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3459
3460         /* Only let the hash table fill up to 50% for best performance */
3461         if (fault_hash->count >= (1 << (AMDGPU_PAGEFAULT_HASH_BITS-1)))
3462                 goto unlock_out;
3463
3464         r = chash_table_copy_in(&fault_hash->hash, key, NULL);
3465         if (!r)
3466                 fault_hash->count++;
3467
3468         /* chash_table_copy_in should never fail unless we're losing count */
3469         WARN_ON_ONCE(r < 0);
3470
3471 unlock_out:
3472         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3473         return r;
3474 }
3475
3476 /**
3477  * amdgpu_vm_clear_fault - Remove a page fault record
3478  *
3479  * @fault_hash: fault hash table
3480  * @key: 64-bit encoding of PASID and address
3481  *
3482  * This should be called when a page fault has been handled. Any
3483  * future interrupt with this key will be processed as a new
3484  * page fault.
3485  */
3486 void amdgpu_vm_clear_fault(struct amdgpu_retryfault_hashtable *fault_hash, u64 key)
3487 {
3488         unsigned long flags;
3489         int r;
3490
3491         if (!fault_hash)
3492                 return;
3493
3494         spin_lock_irqsave(&fault_hash->lock, flags);
3495
3496         r = chash_table_remove(&fault_hash->hash, key, NULL);
3497         if (!WARN_ON_ONCE(r < 0)) {
3498                 fault_hash->count--;
3499                 WARN_ON_ONCE(fault_hash->count < 0);
3500         }
3501
3502         spin_unlock_irqrestore(&fault_hash->lock, flags);
3503 }