Merge tag 'amd-drm-next-5.8-2020-04-30' of git://people.freedesktop.org/~agd5f/linux...
[linux-block.git] / drivers / gpu / drm / amd / amdgpu / amdgpu_vram_mgr.c
1 /*
2  * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
12  * all copies or substantial portions of the Software.
13  *
14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
17  * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
21  *
22  * Authors: Christian König
23  */
24
25 #include <linux/dma-mapping.h>
26 #include "amdgpu.h"
27 #include "amdgpu_vm.h"
28 #include "amdgpu_atomfirmware.h"
29 #include "atom.h"
30
31 struct amdgpu_vram_mgr {
32         struct drm_mm mm;
33         spinlock_t lock;
34         atomic64_t usage;
35         atomic64_t vis_usage;
36 };
37
38 /**
39  * DOC: mem_info_vram_total
40  *
41  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
42  * available on the device
43  * The file mem_info_vram_total is used for this and returns the total
44  * amount of VRAM in bytes
45  */
46 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_total_show(struct device *dev,
47                 struct device_attribute *attr, char *buf)
48 {
49         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
50         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
51
52         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.real_vram_size);
53 }
54
55 /**
56  * DOC: mem_info_vis_vram_total
57  *
58  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total
59  * visible VRAM available on the device
60  * The file mem_info_vis_vram_total is used for this and returns the total
61  * amount of visible VRAM in bytes
62  */
63 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show(struct device *dev,
64                 struct device_attribute *attr, char *buf)
65 {
66         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
67         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
68
69         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n", adev->gmc.visible_vram_size);
70 }
71
72 /**
73  * DOC: mem_info_vram_used
74  *
75  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total VRAM
76  * available on the device
77  * The file mem_info_vram_used is used for this and returns the total
78  * amount of currently used VRAM in bytes
79  */
80 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_used_show(struct device *dev,
81                 struct device_attribute *attr, char *buf)
82 {
83         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
84         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
85
86         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
87                 amdgpu_vram_mgr_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
88 }
89
90 /**
91  * DOC: mem_info_vis_vram_used
92  *
93  * The amdgpu driver provides a sysfs API for reporting current total of
94  * used visible VRAM
95  * The file mem_info_vis_vram_used is used for this and returns the total
96  * amount of currently used visible VRAM in bytes
97  */
98 static ssize_t amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show(struct device *dev,
99                 struct device_attribute *attr, char *buf)
100 {
101         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
102         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
103
104         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%llu\n",
105                 amdgpu_vram_mgr_vis_usage(&adev->mman.bdev.man[TTM_PL_VRAM]));
106 }
107
108 static ssize_t amdgpu_mem_info_vram_vendor(struct device *dev,
109                                                  struct device_attribute *attr,
110                                                  char *buf)
111 {
112         struct drm_device *ddev = dev_get_drvdata(dev);
113         struct amdgpu_device *adev = ddev->dev_private;
114
115         switch (adev->gmc.vram_vendor) {
116         case SAMSUNG:
117                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "samsung\n");
118         case INFINEON:
119                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "infineon\n");
120         case ELPIDA:
121                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "elpida\n");
122         case ETRON:
123                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "etron\n");
124         case NANYA:
125                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "nanya\n");
126         case HYNIX:
127                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "hynix\n");
128         case MOSEL:
129                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "mosel\n");
130         case WINBOND:
131                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "winbond\n");
132         case ESMT:
133                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "esmt\n");
134         case MICRON:
135                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "micron\n");
136         default:
137                 return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "unknown\n");
138         }
139 }
140
141 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_total, S_IRUGO,
142                    amdgpu_mem_info_vram_total_show, NULL);
143 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_total, S_IRUGO,
144                    amdgpu_mem_info_vis_vram_total_show,NULL);
145 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_used, S_IRUGO,
146                    amdgpu_mem_info_vram_used_show, NULL);
147 static DEVICE_ATTR(mem_info_vis_vram_used, S_IRUGO,
148                    amdgpu_mem_info_vis_vram_used_show, NULL);
149 static DEVICE_ATTR(mem_info_vram_vendor, S_IRUGO,
150                    amdgpu_mem_info_vram_vendor, NULL);
151
152 /**
153  * amdgpu_vram_mgr_init - init VRAM manager and DRM MM
154  *
155  * @man: TTM memory type manager
156  * @p_size: maximum size of VRAM
157  *
158  * Allocate and initialize the VRAM manager.
159  */
160 static int amdgpu_vram_mgr_init(struct ttm_mem_type_manager *man,
161                                 unsigned long p_size)
162 {
163         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
164         struct amdgpu_vram_mgr *mgr;
165         int ret;
166
167         mgr = kzalloc(sizeof(*mgr), GFP_KERNEL);
168         if (!mgr)
169                 return -ENOMEM;
170
171         drm_mm_init(&mgr->mm, 0, p_size);
172         spin_lock_init(&mgr->lock);
173         man->priv = mgr;
174
175         /* Add the two VRAM-related sysfs files */
176         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_total);
177         if (ret) {
178                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vram_total\n");
179                 return ret;
180         }
181         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_total);
182         if (ret) {
183                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vis_vram_total\n");
184                 return ret;
185         }
186         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_used);
187         if (ret) {
188                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vram_used\n");
189                 return ret;
190         }
191         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_used);
192         if (ret) {
193                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vis_vram_used\n");
194                 return ret;
195         }
196         ret = device_create_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_vendor);
197         if (ret) {
198                 DRM_ERROR("Failed to create device file mem_info_vram_vendor\n");
199                 return ret;
200         }
201
202         return 0;
203 }
204
205 /**
206  * amdgpu_vram_mgr_fini - free and destroy VRAM manager
207  *
208  * @man: TTM memory type manager
209  *
210  * Destroy and free the VRAM manager, returns -EBUSY if ranges are still
211  * allocated inside it.
212  */
213 static int amdgpu_vram_mgr_fini(struct ttm_mem_type_manager *man)
214 {
215         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
216         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
217
218         spin_lock(&mgr->lock);
219         drm_mm_takedown(&mgr->mm);
220         spin_unlock(&mgr->lock);
221         kfree(mgr);
222         man->priv = NULL;
223         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_total);
224         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_total);
225         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_used);
226         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vis_vram_used);
227         device_remove_file(adev->dev, &dev_attr_mem_info_vram_vendor);
228         return 0;
229 }
230
231 /**
232  * amdgpu_vram_mgr_vis_size - Calculate visible node size
233  *
234  * @adev: amdgpu device structure
235  * @node: MM node structure
236  *
237  * Calculate how many bytes of the MM node are inside visible VRAM
238  */
239 static u64 amdgpu_vram_mgr_vis_size(struct amdgpu_device *adev,
240                                     struct drm_mm_node *node)
241 {
242         uint64_t start = node->start << PAGE_SHIFT;
243         uint64_t end = (node->size + node->start) << PAGE_SHIFT;
244
245         if (start >= adev->gmc.visible_vram_size)
246                 return 0;
247
248         return (end > adev->gmc.visible_vram_size ?
249                 adev->gmc.visible_vram_size : end) - start;
250 }
251
252 /**
253  * amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size - CPU visible BO size
254  *
255  * @bo: &amdgpu_bo buffer object (must be in VRAM)
256  *
257  * Returns:
258  * How much of the given &amdgpu_bo buffer object lies in CPU visible VRAM.
259  */
260 u64 amdgpu_vram_mgr_bo_visible_size(struct amdgpu_bo *bo)
261 {
262         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(bo->tbo.bdev);
263         struct ttm_mem_reg *mem = &bo->tbo.mem;
264         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
265         unsigned pages = mem->num_pages;
266         u64 usage;
267
268         if (amdgpu_gmc_vram_full_visible(&adev->gmc))
269                 return amdgpu_bo_size(bo);
270
271         if (mem->start >= adev->gmc.visible_vram_size >> PAGE_SHIFT)
272                 return 0;
273
274         for (usage = 0; nodes && pages; pages -= nodes->size, nodes++)
275                 usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
276
277         return usage;
278 }
279
280 /**
281  * amdgpu_vram_mgr_virt_start - update virtual start address
282  *
283  * @mem: ttm_mem_reg to update
284  * @node: just allocated node
285  *
286  * Calculate a virtual BO start address to easily check if everything is CPU
287  * accessible.
288  */
289 static void amdgpu_vram_mgr_virt_start(struct ttm_mem_reg *mem,
290                                        struct drm_mm_node *node)
291 {
292         unsigned long start;
293
294         start = node->start + node->size;
295         if (start > mem->num_pages)
296                 start -= mem->num_pages;
297         else
298                 start = 0;
299         mem->start = max(mem->start, start);
300 }
301
302 /**
303  * amdgpu_vram_mgr_new - allocate new ranges
304  *
305  * @man: TTM memory type manager
306  * @tbo: TTM BO we need this range for
307  * @place: placement flags and restrictions
308  * @mem: the resulting mem object
309  *
310  * Allocate VRAM for the given BO.
311  */
312 static int amdgpu_vram_mgr_new(struct ttm_mem_type_manager *man,
313                                struct ttm_buffer_object *tbo,
314                                const struct ttm_place *place,
315                                struct ttm_mem_reg *mem)
316 {
317         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
318         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
319         struct drm_mm *mm = &mgr->mm;
320         struct drm_mm_node *nodes;
321         enum drm_mm_insert_mode mode;
322         unsigned long lpfn, num_nodes, pages_per_node, pages_left;
323         uint64_t vis_usage = 0, mem_bytes, max_bytes;
324         unsigned i;
325         int r;
326
327         lpfn = place->lpfn;
328         if (!lpfn)
329                 lpfn = man->size;
330
331         max_bytes = adev->gmc.mc_vram_size;
332         if (tbo->type != ttm_bo_type_kernel)
333                 max_bytes -= AMDGPU_VM_RESERVED_VRAM;
334
335         /* bail out quickly if there's likely not enough VRAM for this BO */
336         mem_bytes = (u64)mem->num_pages << PAGE_SHIFT;
337         if (atomic64_add_return(mem_bytes, &mgr->usage) > max_bytes) {
338                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
339                 mem->mm_node = NULL;
340                 return 0;
341         }
342
343         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_CONTIGUOUS) {
344                 pages_per_node = ~0ul;
345                 num_nodes = 1;
346         } else {
347 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
348                 pages_per_node = HPAGE_PMD_NR;
349 #else
350                 /* default to 2MB */
351                 pages_per_node = (2UL << (20UL - PAGE_SHIFT));
352 #endif
353                 pages_per_node = max((uint32_t)pages_per_node, mem->page_alignment);
354                 num_nodes = DIV_ROUND_UP(mem->num_pages, pages_per_node);
355         }
356
357         nodes = kvmalloc_array((uint32_t)num_nodes, sizeof(*nodes),
358                                GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
359         if (!nodes) {
360                 atomic64_sub(mem_bytes, &mgr->usage);
361                 return -ENOMEM;
362         }
363
364         mode = DRM_MM_INSERT_BEST;
365         if (place->flags & TTM_PL_FLAG_TOPDOWN)
366                 mode = DRM_MM_INSERT_HIGH;
367
368         mem->start = 0;
369         pages_left = mem->num_pages;
370
371         spin_lock(&mgr->lock);
372         for (i = 0; pages_left >= pages_per_node; ++i) {
373                 unsigned long pages = rounddown_pow_of_two(pages_left);
374
375                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i], pages,
376                                                 pages_per_node, 0,
377                                                 place->fpfn, lpfn,
378                                                 mode);
379                 if (unlikely(r))
380                         break;
381
382                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
383                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
384                 pages_left -= pages;
385         }
386
387         for (; pages_left; ++i) {
388                 unsigned long pages = min(pages_left, pages_per_node);
389                 uint32_t alignment = mem->page_alignment;
390
391                 if (pages == pages_per_node)
392                         alignment = pages_per_node;
393
394                 r = drm_mm_insert_node_in_range(mm, &nodes[i],
395                                                 pages, alignment, 0,
396                                                 place->fpfn, lpfn,
397                                                 mode);
398                 if (unlikely(r))
399                         goto error;
400
401                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, &nodes[i]);
402                 amdgpu_vram_mgr_virt_start(mem, &nodes[i]);
403                 pages_left -= pages;
404         }
405         spin_unlock(&mgr->lock);
406
407         atomic64_add(vis_usage, &mgr->vis_usage);
408
409         mem->mm_node = nodes;
410
411         return 0;
412
413 error:
414         while (i--)
415                 drm_mm_remove_node(&nodes[i]);
416         spin_unlock(&mgr->lock);
417         atomic64_sub(mem->num_pages << PAGE_SHIFT, &mgr->usage);
418
419         kvfree(nodes);
420         return r == -ENOSPC ? 0 : r;
421 }
422
423 /**
424  * amdgpu_vram_mgr_del - free ranges
425  *
426  * @man: TTM memory type manager
427  * @tbo: TTM BO we need this range for
428  * @place: placement flags and restrictions
429  * @mem: TTM memory object
430  *
431  * Free the allocated VRAM again.
432  */
433 static void amdgpu_vram_mgr_del(struct ttm_mem_type_manager *man,
434                                 struct ttm_mem_reg *mem)
435 {
436         struct amdgpu_device *adev = amdgpu_ttm_adev(man->bdev);
437         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
438         struct drm_mm_node *nodes = mem->mm_node;
439         uint64_t usage = 0, vis_usage = 0;
440         unsigned pages = mem->num_pages;
441
442         if (!mem->mm_node)
443                 return;
444
445         spin_lock(&mgr->lock);
446         while (pages) {
447                 pages -= nodes->size;
448                 drm_mm_remove_node(nodes);
449                 usage += nodes->size << PAGE_SHIFT;
450                 vis_usage += amdgpu_vram_mgr_vis_size(adev, nodes);
451                 ++nodes;
452         }
453         spin_unlock(&mgr->lock);
454
455         atomic64_sub(usage, &mgr->usage);
456         atomic64_sub(vis_usage, &mgr->vis_usage);
457
458         kvfree(mem->mm_node);
459         mem->mm_node = NULL;
460 }
461
462 /**
463  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
464  *
465  * @adev: amdgpu device pointer
466  * @mem: TTM memory object
467  * @dev: the other device
468  * @dir: dma direction
469  * @sgt: resulting sg table
470  *
471  * Allocate and fill a sg table from a VRAM allocation.
472  */
473 int amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt(struct amdgpu_device *adev,
474                               struct ttm_mem_reg *mem,
475                               struct device *dev,
476                               enum dma_data_direction dir,
477                               struct sg_table **sgt)
478 {
479         struct drm_mm_node *node;
480         struct scatterlist *sg;
481         int num_entries = 0;
482         unsigned int pages;
483         int i, r;
484
485         *sgt = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
486         if (!*sgt)
487                 return -ENOMEM;
488
489         for (pages = mem->num_pages, node = mem->mm_node;
490              pages; pages -= node->size, ++node)
491                 ++num_entries;
492
493         r = sg_alloc_table(*sgt, num_entries, GFP_KERNEL);
494         if (r)
495                 goto error_free;
496
497         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i)
498                 sg->length = 0;
499
500         node = mem->mm_node;
501         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i) {
502                 phys_addr_t phys = (node->start << PAGE_SHIFT) +
503                         adev->gmc.aper_base;
504                 size_t size = node->size << PAGE_SHIFT;
505                 dma_addr_t addr;
506
507                 ++node;
508                 addr = dma_map_resource(dev, phys, size, dir,
509                                         DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
510                 r = dma_mapping_error(dev, addr);
511                 if (r)
512                         goto error_unmap;
513
514                 sg_set_page(sg, NULL, size, 0);
515                 sg_dma_address(sg) = addr;
516                 sg_dma_len(sg) = size;
517         }
518         return 0;
519
520 error_unmap:
521         for_each_sg((*sgt)->sgl, sg, num_entries, i) {
522                 if (!sg->length)
523                         continue;
524
525                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
526                                    sg->length, dir,
527                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
528         }
529         sg_free_table(*sgt);
530
531 error_free:
532         kfree(*sgt);
533         return r;
534 }
535
536 /**
537  * amdgpu_vram_mgr_alloc_sgt - allocate and fill a sg table
538  *
539  * @adev: amdgpu device pointer
540  * @sgt: sg table to free
541  *
542  * Free a previously allocate sg table.
543  */
544 void amdgpu_vram_mgr_free_sgt(struct amdgpu_device *adev,
545                               struct device *dev,
546                               enum dma_data_direction dir,
547                               struct sg_table *sgt)
548 {
549         struct scatterlist *sg;
550         int i;
551
552         for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->nents, i)
553                 dma_unmap_resource(dev, sg->dma_address,
554                                    sg->length, dir,
555                                    DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
556         sg_free_table(sgt);
557         kfree(sgt);
558 }
559
560 /**
561  * amdgpu_vram_mgr_usage - how many bytes are used in this domain
562  *
563  * @man: TTM memory type manager
564  *
565  * Returns how many bytes are used in this domain.
566  */
567 uint64_t amdgpu_vram_mgr_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
568 {
569         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
570
571         return atomic64_read(&mgr->usage);
572 }
573
574 /**
575  * amdgpu_vram_mgr_vis_usage - how many bytes are used in the visible part
576  *
577  * @man: TTM memory type manager
578  *
579  * Returns how many bytes are used in the visible part of VRAM
580  */
581 uint64_t amdgpu_vram_mgr_vis_usage(struct ttm_mem_type_manager *man)
582 {
583         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
584
585         return atomic64_read(&mgr->vis_usage);
586 }
587
588 /**
589  * amdgpu_vram_mgr_debug - dump VRAM table
590  *
591  * @man: TTM memory type manager
592  * @printer: DRM printer to use
593  *
594  * Dump the table content using printk.
595  */
596 static void amdgpu_vram_mgr_debug(struct ttm_mem_type_manager *man,
597                                   struct drm_printer *printer)
598 {
599         struct amdgpu_vram_mgr *mgr = man->priv;
600
601         spin_lock(&mgr->lock);
602         drm_mm_print(&mgr->mm, printer);
603         spin_unlock(&mgr->lock);
604
605         drm_printf(printer, "man size:%llu pages, ram usage:%lluMB, vis usage:%lluMB\n",
606                    man->size, amdgpu_vram_mgr_usage(man) >> 20,
607                    amdgpu_vram_mgr_vis_usage(man) >> 20);
608 }
609
610 const struct ttm_mem_type_manager_func amdgpu_vram_mgr_func = {
611         .init           = amdgpu_vram_mgr_init,
612         .takedown       = amdgpu_vram_mgr_fini,
613         .get_node       = amdgpu_vram_mgr_new,
614         .put_node       = amdgpu_vram_mgr_del,
615         .debug          = amdgpu_vram_mgr_debug
616 };