drivers/gpu/drm/radeon/radeon_gart.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 "drmP.h"
  29 #include "radeon_drm.h"
  30 #include "radeon.h"
  31 #include "radeon_reg.h"
  32
  33 /*
  34  * GART
  35  * The GART (Graphics Aperture Remapping Table) is an aperture
  36  * in the GPU's address space.  System pages can be mapped into
  37  * the aperture and look like contiguous pages from the GPU's
  38  * perspective.  A page table maps the pages in the aperture
  39  * to the actual backing pages in system memory.
  40  *
  41  * Radeon GPUs support both an internal GART, as described above,
  42  * and AGP.  AGP works similarly, but the GART table is configured
  43  * and maintained by the northbridge rather than the driver.
  44  * Radeon hw has a separate AGP aperture that is programmed to
  45  * point to the AGP aperture provided by the northbridge and the
  46  * requests are passed through to the northbridge aperture.
  47  * Both AGP and internal GART can be used at the same time, however
  48  * that is not currently supported by the driver.
  49  *
  50  * This file handles the common internal GART management.
  51  */
  52
  53 /*
  54  * Common GART table functions.
  55  */
  56 /**
  57  * radeon_gart_table_ram_alloc - allocate system ram for gart page table
  58  *
  59  * @rdev: radeon_device pointer
  60  *
  61  * Allocate system memory for GART page table
  62  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
  63  * gart table to be in system memory.
  64  * Returns 0 for success, -ENOMEM for failure.
  65  */
  66 int radeon_gart_table_ram_alloc(struct radeon_device *rdev)
  67 {
  68         void *ptr;
  69
  70         ptr = pci_alloc_consistent(rdev->pdev, rdev->gart.table_size,
  71                                    &rdev->gart.table_addr);
  72         if (ptr == NULL) {
  73                 return -ENOMEM;
  74         }
  75 #ifdef CONFIG_X86
  76         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
  77             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
  78                 set_memory_uc((unsigned long)ptr,
  79                               rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT);
  80         }
  81 #endif
  82         rdev->gart.ptr = ptr;
  83         memset((void *)rdev->gart.ptr, 0, rdev->gart.table_size);
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * radeon_gart_table_ram_free - free system ram for gart page table
  89  *
  90  * @rdev: radeon_device pointer
  91  *
  92  * Free system memory for GART page table
  93  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
  94  * gart table to be in system memory.
  95  */
  96 void radeon_gart_table_ram_free(struct radeon_device *rdev)
  97 {
  98         if (rdev->gart.ptr == NULL) {
  99                 return;
 100         }
 101 #ifdef CONFIG_X86
 102         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
 103             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
 104                 set_memory_wb((unsigned long)rdev->gart.ptr,
 105                               rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT);
 106         }
 107 #endif
 108         pci_free_consistent(rdev->pdev, rdev->gart.table_size,
 109                             (void *)rdev->gart.ptr,
 110                             rdev->gart.table_addr);
 111         rdev->gart.ptr = NULL;
 112         rdev->gart.table_addr = 0;
 113 }
 114
 115 /**
 116  * radeon_gart_table_vram_alloc - allocate vram for gart page table
 117  *
 118  * @rdev: radeon_device pointer
 119  *
 120  * Allocate video memory for GART page table
 121  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 122  * gart table to be in video memory.
 123  * Returns 0 for success, error for failure.
 124  */
 125 int radeon_gart_table_vram_alloc(struct radeon_device *rdev)
 126 {
 127         int r;
 128
 129         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 130                 r = radeon_bo_create(rdev, rdev->gart.table_size,
 131                                      PAGE_SIZE, true, RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM,
 132                                      NULL, &rdev->gart.robj);
 133                 if (r) {
 134                         return r;
 135                 }
 136         }
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * radeon_gart_table_vram_pin - pin gart page table in vram
 142  *
 143  * @rdev: radeon_device pointer
 144  *
 145  * Pin the GART page table in vram so it will not be moved
 146  * by the memory manager (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
 147  * gart table to be in video memory.
 148  * Returns 0 for success, error for failure.
 149  */
 150 int radeon_gart_table_vram_pin(struct radeon_device *rdev)
 151 {
 152         uint64_t gpu_addr;
 153         int r;
 154
 155         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
 156         if (unlikely(r != 0))
 157                 return r;
 158         r = radeon_bo_pin(rdev->gart.robj,
 159                                 RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM, &gpu_addr);
 160         if (r) {
 161                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 162                 return r;
 163         }
 164         r = radeon_bo_kmap(rdev->gart.robj, &rdev->gart.ptr);
 165         if (r)
 166                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
 167         radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 168         rdev->gart.table_addr = gpu_addr;
 169         return r;
 170 }
 171
 172 /**
 173  * radeon_gart_table_vram_unpin - unpin gart page table in vram
 174  *
 175  * @rdev: radeon_device pointer
 176  *
 177  * Unpin the GART page table in vram (pcie r4xx, r5xx+).
 178  * These asics require the gart table to be in video memory.
 179  */
 180 void radeon_gart_table_vram_unpin(struct radeon_device *rdev)
 181 {
 182         int r;
 183
 184         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 185                 return;
 186         }
 187         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
 188         if (likely(r == 0)) {
 189                 radeon_bo_kunmap(rdev->gart.robj);
 190                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
 191                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
 192                 rdev->gart.ptr = NULL;
 193         }
 194 }
 195
 196 /**
 197  * radeon_gart_table_vram_free - free gart page table vram
 198  *
 199  * @rdev: radeon_device pointer
 200  *
 201  * Free the video memory used for the GART page table
 202  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the gart table to
 203  * be in video memory.
 204  */
 205 void radeon_gart_table_vram_free(struct radeon_device *rdev)
 206 {
 207         if (rdev->gart.robj == NULL) {
 208                 return;
 209         }
 210         radeon_gart_table_vram_unpin(rdev);
 211         radeon_bo_unref(&rdev->gart.robj);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Common gart functions.
 216  */
 217 /**
 218  * radeon_gart_unbind - unbind pages from the gart page table
 219  *
 220  * @rdev: radeon_device pointer
 221  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 222  * @pages: number of pages to unbind
 223  *
 224  * Unbinds the requested pages from the gart page table and
 225  * replaces them with the dummy page (all asics).
 226  */
 227 void radeon_gart_unbind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
 228                         int pages)
 229 {
 230         unsigned t;
 231         unsigned p;
 232         int i, j;
 233         u64 page_base;
 234
 235         if (!rdev->gart.ready) {
 236                 WARN(1, "trying to unbind memory from uninitialized GART !\n");
 237                 return;
 238         }
 239         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 240         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
 241         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
 242                 if (rdev->gart.pages[p]) {
 243                         rdev->gart.pages[p] = NULL;
 244                         rdev->gart.pages_addr[p] = rdev->dummy_page.addr;
 245                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
 246                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 247                                 if (rdev->gart.ptr) {
 248                                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 249                                 }
 250                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 251                         }
 252                 }
 253         }
 254         mb();
 255         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 256 }
 257
 258 /**
 259  * radeon_gart_bind - bind pages into the gart page table
 260  *
 261  * @rdev: radeon_device pointer
 262  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
 263  * @pages: number of pages to bind
 264  * @pagelist: pages to bind
 265  * @dma_addr: DMA addresses of pages
 266  *
 267  * Binds the requested pages to the gart page table
 268  * (all asics).
 269  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 270  */
 271 int radeon_gart_bind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
 272                      int pages, struct page **pagelist, dma_addr_t *dma_addr)
 273 {
 274         unsigned t;
 275         unsigned p;
 276         uint64_t page_base;
 277         int i, j;
 278
 279         if (!rdev->gart.ready) {
 280                 WARN(1, "trying to bind memory to uninitialized GART !\n");
 281                 return -EINVAL;
 282         }
 283         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 284         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
 285
 286         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
 287                 rdev->gart.pages_addr[p] = dma_addr[i];
 288                 rdev->gart.pages[p] = pagelist[i];
 289                 if (rdev->gart.ptr) {
 290                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
 291                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 292                                 radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 293                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 294                         }
 295                 }
 296         }
 297         mb();
 298         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * radeon_gart_restore - bind all pages in the gart page table
 304  *
 305  * @rdev: radeon_device pointer
 306  *
 307  * Binds all pages in the gart page table (all asics).
 308  * Used to rebuild the gart table on device startup or resume.
 309  */
 310 void radeon_gart_restore(struct radeon_device *rdev)
 311 {
 312         int i, j, t;
 313         u64 page_base;
 314
 315         if (!rdev->gart.ptr) {
 316                 return;
 317         }
 318         for (i = 0, t = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
 319                 page_base = rdev->gart.pages_addr[i];
 320                 for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
 321                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
 322                         page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 323                 }
 324         }
 325         mb();
 326         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
 327 }
 328
 329 /**
 330  * radeon_gart_init - init the driver info for managing the gart
 331  *
 332  * @rdev: radeon_device pointer
 333  *
 334  * Allocate the dummy page and init the gart driver info (all asics).
 335  * Returns 0 for success, error for failure.
 336  */
 337 int radeon_gart_init(struct radeon_device *rdev)
 338 {
 339         int r, i;
 340
 341         if (rdev->gart.pages) {
 342                 return 0;
 343         }
 344         /* We need PAGE_SIZE >= RADEON_GPU_PAGE_SIZE */
 345         if (PAGE_SIZE < RADEON_GPU_PAGE_SIZE) {
 346                 DRM_ERROR("Page size is smaller than GPU page size!\n");
 347                 return -EINVAL;
 348         }
 349         r = radeon_dummy_page_init(rdev);
 350         if (r)
 351                 return r;
 352         /* Compute table size */
 353         rdev->gart.num_cpu_pages = rdev->mc.gtt_size / PAGE_SIZE;
 354         rdev->gart.num_gpu_pages = rdev->mc.gtt_size / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 355         DRM_INFO("GART: num cpu pages %u, num gpu pages %u\n",
 356                  rdev->gart.num_cpu_pages, rdev->gart.num_gpu_pages);
 357         /* Allocate pages table */
 358         rdev->gart.pages = kzalloc(sizeof(void *) * rdev->gart.num_cpu_pages,
 359                                    GFP_KERNEL);
 360         if (rdev->gart.pages == NULL) {
 361                 radeon_gart_fini(rdev);
 362                 return -ENOMEM;
 363         }
 364         rdev->gart.pages_addr = kzalloc(sizeof(dma_addr_t) *
 365                                         rdev->gart.num_cpu_pages, GFP_KERNEL);
 366         if (rdev->gart.pages_addr == NULL) {
 367                 radeon_gart_fini(rdev);
 368                 return -ENOMEM;
 369         }
 370         /* set GART entry to point to the dummy page by default */
 371         for (i = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
 372                 rdev->gart.pages_addr[i] = rdev->dummy_page.addr;
 373         }
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 /**
 378  * radeon_gart_fini - tear down the driver info for managing the gart
 379  *
 380  * @rdev: radeon_device pointer
 381  *
 382  * Tear down the gart driver info and free the dummy page (all asics).
 383  */
 384 void radeon_gart_fini(struct radeon_device *rdev)
 385 {
 386         if (rdev->gart.pages && rdev->gart.pages_addr && rdev->gart.ready) {
 387                 /* unbind pages */
 388                 radeon_gart_unbind(rdev, 0, rdev->gart.num_cpu_pages);
 389         }
 390         rdev->gart.ready = false;
 391         kfree(rdev->gart.pages);
 392         kfree(rdev->gart.pages_addr);
 393         rdev->gart.pages = NULL;
 394         rdev->gart.pages_addr = NULL;
 395
 396         radeon_dummy_page_fini(rdev);
 397 }
 398
 399 /*
 400  * GPUVM
 401  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
 402  * rather than there being a single global gart table
 403  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
 404  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
 405  * vram pages and system memory pages and system memory pages
 406  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
 407  * (uncached system pages).
 408  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
 409  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
 410  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
 411  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
 412  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
 413  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
 414  * command buffers and a VMID is assigned.
 415  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
 416  * SI supports 16.
 417  */
 418
 419 /*
 420  * vm helpers
 421  *
 422  * TODO bind a default page at vm initialization for default address
 423  */
 424
 425 /**
 426  * radeon_vm_manager_init - init the vm manager
 427  *
 428  * @rdev: radeon_device pointer
 429  *
 430  * Init the vm manager (cayman+).
 431  * Returns 0 for success, error for failure.
 432  */
 433 int radeon_vm_manager_init(struct radeon_device *rdev)
 434 {
 435         struct radeon_vm *vm;
 436         struct radeon_bo_va *bo_va;
 437         int r;
 438
 439         if (!rdev->vm_manager.enabled) {
 440                 /* allocate enough for 2 full VM pts */
 441                 r = radeon_sa_bo_manager_init(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
 442                                               rdev->vm_manager.max_pfn * 8 * 2,
 443                                               RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM);
 444                 if (r) {
 445                         dev_err(rdev->dev, "failed to allocate vm bo (%dKB)\n",
 446                                 (rdev->vm_manager.max_pfn * 8) >> 10);
 447                         return r;
 448                 }
 449
 450                 r = radeon_asic_vm_init(rdev);
 451                 if (r)
 452                         return r;
 453
 454                 rdev->vm_manager.enabled = true;
 455
 456                 r = radeon_sa_bo_manager_start(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 457                 if (r)
 458                         return r;
 459         }
 460
 461         /* restore page table */
 462         list_for_each_entry(vm, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 463                 if (vm->sa_bo == NULL)
 464                         continue;
 465
 466                 list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 467                         struct ttm_mem_reg *mem = NULL;
 468                         if (bo_va->valid)
 469                                 mem = &bo_va->bo->tbo.mem;
 470
 471                         bo_va->valid = false;
 472                         r = radeon_vm_bo_update_pte(rdev, vm, bo_va->bo, mem);
 473                         if (r) {
 474                                 DRM_ERROR("Failed to update pte for vm %d!\n", vm->id);
 475                         }
 476                 }
 477         }
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 /* global mutex must be lock */
 482 /**
 483  * radeon_vm_unbind_locked - unbind a specific vm
 484  *
 485  * @rdev: radeon_device pointer
 486  * @vm: vm to unbind
 487  *
 488  * Unbind the requested vm (cayman+).
 489  * Wait for use of the VM to finish, then unbind the page table,
 490  * and free the page table memory.
 491  */
 492 static void radeon_vm_unbind_locked(struct radeon_device *rdev,
 493                                     struct radeon_vm *vm)
 494 {
 495         struct radeon_bo_va *bo_va;
 496
 497         /* wait for vm use to end */
 498         while (vm->fence) {
 499                 int r;
 500                 r = radeon_fence_wait(vm->fence, false);
 501                 if (r)
 502                         DRM_ERROR("error while waiting for fence: %d\n", r);
 503                 if (r == -EDEADLK) {
 504                         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 505                         r = radeon_gpu_reset(rdev);
 506                         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 507                         if (!r)
 508                                 continue;
 509                 }
 510                 break;
 511         }
 512         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 513         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 514
 515         /* hw unbind */
 516         list_del_init(&vm->list);
 517         radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->sa_bo, NULL);
 518         vm->pt = NULL;
 519
 520         list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
 521                 bo_va->valid = false;
 522         }
 523 }
 524
 525 /**
 526  * radeon_vm_manager_fini - tear down the vm manager
 527  *
 528  * @rdev: radeon_device pointer
 529  *
 530  * Tear down the VM manager (cayman+).
 531  */
 532 void radeon_vm_manager_fini(struct radeon_device *rdev)
 533 {
 534         struct radeon_vm *vm, *tmp;
 535         int i;
 536
 537         if (!rdev->vm_manager.enabled)
 538                 return;
 539
 540         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 541         /* unbind all active vm */
 542         list_for_each_entry_safe(vm, tmp, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
 543                 radeon_vm_unbind_locked(rdev, vm);
 544         }
 545         for (i = 0; i < RADEON_NUM_VM; ++i) {
 546                 radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[i]);
 547         }
 548         radeon_asic_vm_fini(rdev);
 549         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 550
 551         radeon_sa_bo_manager_suspend(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 552         radeon_sa_bo_manager_fini(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
 553         rdev->vm_manager.enabled = false;
 554 }
 555
 556 /* global mutex must be locked */
 557 /**
 558  * radeon_vm_unbind - locked version of unbind
 559  *
 560  * @rdev: radeon_device pointer
 561  * @vm: vm to unbind
 562  *
 563  * Locked version that wraps radeon_vm_unbind_locked (cayman+).
 564  */
 565 void radeon_vm_unbind(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 566 {
 567         mutex_lock(&vm->mutex);
 568         radeon_vm_unbind_locked(rdev, vm);
 569         mutex_unlock(&vm->mutex);
 570 }
 571
 572 /* global and local mutex must be locked */
 573 /**
 574  * radeon_vm_bind - bind a page table to a VMID
 575  *
 576  * @rdev: radeon_device pointer
 577  * @vm: vm to bind
 578  *
 579  * Bind the requested vm (cayman+).
 580  * Suballocate memory for the page table, allocate a VMID
 581  * and bind the page table to it, and finally start to populate
 582  * the page table.
 583  * Returns 0 for success, error for failure.
 584  */
 585 int radeon_vm_bind(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 586 {
 587         struct radeon_vm *vm_evict;
 588         int r;
 589
 590         if (vm == NULL) {
 591                 return -EINVAL;
 592         }
 593
 594         if (vm->sa_bo != NULL) {
 595                 /* update lru */
 596                 list_del_init(&vm->list);
 597                 list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
 598                 return 0;
 599         }
 600
 601 retry:
 602         r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager, &vm->sa_bo,
 603                              RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(vm->last_pfn * 8),
 604                              RADEON_GPU_PAGE_SIZE, false);
 605         if (r) {
 606                 if (list_empty(&rdev->vm_manager.lru_vm)) {
 607                         return r;
 608                 }
 609                 vm_evict = list_first_entry(&rdev->vm_manager.lru_vm, struct radeon_vm, list);
 610                 radeon_vm_unbind(rdev, vm_evict);
 611                 goto retry;
 612         }
 613         vm->pt = radeon_sa_bo_cpu_addr(vm->sa_bo);
 614         vm->pt_gpu_addr = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->sa_bo);
 615         memset(vm->pt, 0, RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(vm->last_pfn * 8));
 616
 617         list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
 618         return radeon_vm_bo_update_pte(rdev, vm, rdev->ring_tmp_bo.bo,
 619                                        &rdev->ring_tmp_bo.bo->tbo.mem);
 620 }
 621
 622 /**
 623  * radeon_vm_grab_id - allocate the next free VMID
 624  *
 625  * @rdev: radeon_device pointer
 626  * @vm: vm to allocate id for
 627  * @ring: ring we want to submit job to
 628  *
 629  * Allocate an id for the vm (cayman+).
 630  * Returns the fence we need to sync to (if any).
 631  *
 632  * Global and local mutex must be locked!
 633  */
 634 struct radeon_fence *radeon_vm_grab_id(struct radeon_device *rdev,
 635                                        struct radeon_vm *vm, int ring)
 636 {
 637         struct radeon_fence *best[RADEON_NUM_RINGS] = {};
 638         unsigned choices[2] = {};
 639         unsigned i;
 640
 641         /* check if the id is still valid */
 642         if (vm->fence && vm->fence == rdev->vm_manager.active[vm->id])
 643                 return NULL;
 644
 645         /* we definately need to flush */
 646         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 647
 648         /* skip over VMID 0, since it is the system VM */
 649         for (i = 1; i < rdev->vm_manager.nvm; ++i) {
 650                 struct radeon_fence *fence = rdev->vm_manager.active[i];
 651
 652                 if (fence == NULL) {
 653                         /* found a free one */
 654                         vm->id = i;
 655                         return NULL;
 656                 }
 657
 658                 if (radeon_fence_is_earlier(fence, best[fence->ring])) {
 659                         best[fence->ring] = fence;
 660                         choices[fence->ring == ring ? 0 : 1] = i;
 661                 }
 662         }
 663
 664         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 665                 if (choices[i]) {
 666                         vm->id = choices[i];
 667                         return rdev->vm_manager.active[choices[i]];
 668                 }
 669         }
 670
 671         /* should never happen */
 672         BUG();
 673         return NULL;
 674 }
 675
 676 /**
 677  * radeon_vm_fence - remember fence for vm
 678  *
 679  * @rdev: radeon_device pointer
 680  * @vm: vm we want to fence
 681  * @fence: fence to remember
 682  *
 683  * Fence the vm (cayman+).
 684  * Set the fence used to protect page table and id.
 685  *
 686  * Global and local mutex must be locked!
 687  */
 688 void radeon_vm_fence(struct radeon_device *rdev,
 689                      struct radeon_vm *vm,
 690                      struct radeon_fence *fence)
 691 {
 692         radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[vm->id]);
 693         rdev->vm_manager.active[vm->id] = radeon_fence_ref(fence);
 694
 695         radeon_fence_unref(&vm->fence);
 696         vm->fence = radeon_fence_ref(fence);
 697 }
 698
 699 /* object have to be reserved */
 700 /**
 701  * radeon_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
 702  *
 703  * @rdev: radeon_device pointer
 704  * @vm: requested vm
 705  * @bo: radeon buffer object
 706  * @offset: requested offset of the buffer in the VM address space
 707  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
 708  *
 709  * Add @bo into the requested vm (cayman+).
 710  * Add @bo to the list of bos associated with the vm and validate
 711  * the offset requested within the vm address space.
 712  * Returns 0 for success, error for failure.
 713  */
 714 int radeon_vm_bo_add(struct radeon_device *rdev,
 715                      struct radeon_vm *vm,
 716                      struct radeon_bo *bo,
 717                      uint64_t offset,
 718                      uint32_t flags)
 719 {
 720         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
 721         struct list_head *head;
 722         uint64_t size = radeon_bo_size(bo), last_offset = 0;
 723         unsigned last_pfn;
 724
 725         bo_va = kzalloc(sizeof(struct radeon_bo_va), GFP_KERNEL);
 726         if (bo_va == NULL) {
 727                 return -ENOMEM;
 728         }
 729         bo_va->vm = vm;
 730         bo_va->bo = bo;
 731         bo_va->soffset = offset;
 732         bo_va->eoffset = offset + size;
 733         bo_va->flags = flags;
 734         bo_va->valid = false;
 735         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->bo_list);
 736         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->vm_list);
 737         /* make sure object fit at this offset */
 738         if (bo_va->soffset >= bo_va->eoffset) {
 739                 kfree(bo_va);
 740                 return -EINVAL;
 741         }
 742
 743         last_pfn = bo_va->eoffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 744         if (last_pfn > rdev->vm_manager.max_pfn) {
 745                 kfree(bo_va);
 746                 dev_err(rdev->dev, "va above limit (0x%08X > 0x%08X)\n",
 747                         last_pfn, rdev->vm_manager.max_pfn);
 748                 return -EINVAL;
 749         }
 750
 751         mutex_lock(&vm->mutex);
 752         if (last_pfn > vm->last_pfn) {
 753                 /* release mutex and lock in right order */
 754                 mutex_unlock(&vm->mutex);
 755                 mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 756                 mutex_lock(&vm->mutex);
 757                 /* and check again */
 758                 if (last_pfn > vm->last_pfn) {
 759                         /* grow va space 32M by 32M */
 760                         unsigned align = ((32 << 20) >> 12) - 1;
 761                         radeon_vm_unbind_locked(rdev, vm);
 762                         vm->last_pfn = (last_pfn + align) & ~align;
 763                 }
 764                 mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 765         }
 766         head = &vm->va;
 767         last_offset = 0;
 768         list_for_each_entry(tmp, &vm->va, vm_list) {
 769                 if (bo_va->soffset >= last_offset && bo_va->eoffset < tmp->soffset) {
 770                         /* bo can be added before this one */
 771                         break;
 772                 }
 773                 if (bo_va->soffset >= tmp->soffset && bo_va->soffset < tmp->eoffset) {
 774                         /* bo and tmp overlap, invalid offset */
 775                         dev_err(rdev->dev, "bo %p va 0x%08X conflict with (bo %p 0x%08X 0x%08X)\n",
 776                                 bo, (unsigned)bo_va->soffset, tmp->bo,
 777                                 (unsigned)tmp->soffset, (unsigned)tmp->eoffset);
 778                         kfree(bo_va);
 779                         mutex_unlock(&vm->mutex);
 780                         return -EINVAL;
 781                 }
 782                 last_offset = tmp->eoffset;
 783                 head = &tmp->vm_list;
 784         }
 785         list_add(&bo_va->vm_list, head);
 786         list_add_tail(&bo_va->bo_list, &bo->va);
 787         mutex_unlock(&vm->mutex);
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 /**
 792  * radeon_vm_get_addr - get the physical address of the page
 793  *
 794  * @rdev: radeon_device pointer
 795  * @mem: ttm mem
 796  * @pfn: pfn
 797  *
 798  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
 799  * to (cayman+).
 800  * Returns the physical address of the page.
 801  */
 802 static u64 radeon_vm_get_addr(struct radeon_device *rdev,
 803                               struct ttm_mem_reg *mem,
 804                               unsigned pfn)
 805 {
 806         u64 addr = 0;
 807
 808         switch (mem->mem_type) {
 809         case TTM_PL_VRAM:
 810                 addr = (mem->start << PAGE_SHIFT);
 811                 addr += pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 812                 addr += rdev->vm_manager.vram_base_offset;
 813                 break;
 814         case TTM_PL_TT:
 815                 /* offset inside page table */
 816                 addr = mem->start << PAGE_SHIFT;
 817                 addr += pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 818                 addr = addr >> PAGE_SHIFT;
 819                 /* page table offset */
 820                 addr = rdev->gart.pages_addr[addr];
 821                 /* in case cpu page size != gpu page size*/
 822                 addr += (pfn * RADEON_GPU_PAGE_SIZE) & (~PAGE_MASK);
 823                 break;
 824         default:
 825                 break;
 826         }
 827         return addr;
 828 }
 829
 830 /* object have to be reserved & global and local mutex must be locked */
 831 /**
 832  * radeon_vm_bo_update_pte - map a bo into the vm page table
 833  *
 834  * @rdev: radeon_device pointer
 835  * @vm: requested vm
 836  * @bo: radeon buffer object
 837  * @mem: ttm mem
 838  *
 839  * Fill in the page table entries for @bo (cayman+).
 840  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
 841  */
 842 int radeon_vm_bo_update_pte(struct radeon_device *rdev,
 843                             struct radeon_vm *vm,
 844                             struct radeon_bo *bo,
 845                             struct ttm_mem_reg *mem)
 846 {
 847         struct radeon_bo_va *bo_va;
 848         unsigned ngpu_pages, i;
 849         uint64_t addr = 0, pfn;
 850         uint32_t flags;
 851
 852         /* nothing to do if vm isn't bound */
 853         if (vm->sa_bo == NULL)
 854                 return 0;
 855
 856         bo_va = radeon_bo_va(bo, vm);
 857         if (bo_va == NULL) {
 858                 dev_err(rdev->dev, "bo %p not in vm %p\n", bo, vm);
 859                 return -EINVAL;
 860         }
 861
 862         if (bo_va->valid && mem)
 863                 return 0;
 864
 865         ngpu_pages = radeon_bo_ngpu_pages(bo);
 866         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_VALID;
 867         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 868         if (mem) {
 869                 if (mem->mem_type != TTM_PL_SYSTEM) {
 870                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_VALID;
 871                         bo_va->valid = true;
 872                 }
 873                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
 874                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
 875                 }
 876         }
 877         pfn = bo_va->soffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
 878         flags = radeon_asic_vm_page_flags(rdev, bo_va->vm, bo_va->flags);
 879         for (i = 0, addr = 0; i < ngpu_pages; i++) {
 880                 if (mem && bo_va->valid) {
 881                         addr = radeon_vm_get_addr(rdev, mem, i);
 882                 }
 883                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, bo_va->vm, i + pfn, addr, flags);
 884         }
 885         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
 886         return 0;
 887 }
 888
 889 /* object have to be reserved */
 890 /**
 891  * radeon_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
 892  *
 893  * @rdev: radeon_device pointer
 894  * @vm: requested vm
 895  * @bo: radeon buffer object
 896  *
 897  * Remove @bo from the requested vm (cayman+).
 898  * Remove @bo from the list of bos associated with the vm and
 899  * remove the ptes for @bo in the page table.
 900  * Returns 0 for success.
 901  */
 902 int radeon_vm_bo_rmv(struct radeon_device *rdev,
 903                      struct radeon_vm *vm,
 904                      struct radeon_bo *bo)
 905 {
 906         struct radeon_bo_va *bo_va;
 907         int r;
 908
 909         bo_va = radeon_bo_va(bo, vm);
 910         if (bo_va == NULL)
 911                 return 0;
 912
 913         /* wait for va use to end */
 914         while (bo_va->fence) {
 915                 r = radeon_fence_wait(bo_va->fence, false);
 916                 if (r) {
 917                         DRM_ERROR("error while waiting for fence: %d\n", r);
 918                 }
 919                 if (r == -EDEADLK) {
 920                         r = radeon_gpu_reset(rdev);
 921                         if (!r)
 922                                 continue;
 923                 }
 924                 break;
 925         }
 926         radeon_fence_unref(&bo_va->fence);
 927
 928         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
 929         mutex_lock(&vm->mutex);
 930         radeon_vm_bo_update_pte(rdev, vm, bo, NULL);
 931         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
 932         list_del(&bo_va->vm_list);
 933         mutex_unlock(&vm->mutex);
 934         list_del(&bo_va->bo_list);
 935
 936         kfree(bo_va);
 937         return 0;
 938 }
 939
 940 /**
 941  * radeon_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
 942  *
 943  * @rdev: radeon_device pointer
 944  * @vm: requested vm
 945  * @bo: radeon buffer object
 946  *
 947  * Mark @bo as invalid (cayman+).
 948  */
 949 void radeon_vm_bo_invalidate(struct radeon_device *rdev,
 950                              struct radeon_bo *bo)
 951 {
 952         struct radeon_bo_va *bo_va;
 953
 954         BUG_ON(!atomic_read(&bo->tbo.reserved));
 955         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
 956                 bo_va->valid = false;
 957         }
 958 }
 959
 960 /**
 961  * radeon_vm_init - initialize a vm instance
 962  *
 963  * @rdev: radeon_device pointer
 964  * @vm: requested vm
 965  *
 966  * Init @vm (cayman+).
 967  * Map the IB pool and any other shared objects into the VM
 968  * by default as it's used by all VMs.
 969  * Returns 0 for success, error for failure.
 970  */
 971 int radeon_vm_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
 972 {
 973         int r;
 974
 975         vm->id = 0;
 976         vm->fence = NULL;
 977         mutex_init(&vm->mutex);
 978         INIT_LIST_HEAD(&vm->list);
 979         INIT_LIST_HEAD(&vm->va);
 980         /* SI requires equal sized PTs for all VMs, so always set
 981          * last_pfn to max_pfn.  cayman allows variable sized
 982          * pts so we can grow then as needed.  Once we switch
 983          * to two level pts we can unify this again.
 984          */
 985         if (rdev->family >= CHIP_TAHITI)
 986                 vm->last_pfn = rdev->vm_manager.max_pfn;
 987         else
 988                 vm->last_pfn = 0;
 989         /* map the ib pool buffer at 0 in virtual address space, set
 990          * read only
 991          */
 992         r = radeon_vm_bo_add(rdev, vm, rdev->ring_tmp_bo.bo, 0,
 993                              RADEON_VM_PAGE_READABLE | RADEON_VM_PAGE_SNOOPED);
 994         return r;
 995 }
 996
 997 /**
 998  * radeon_vm_fini - tear down a vm instance
 999  *
1000  * @rdev: radeon_device pointer
1001  * @vm: requested vm
1002  *
1003  * Tear down @vm (cayman+).
1004  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
1005  */
1006 void radeon_vm_fini(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
1007 {
1008         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
1009         int r;
1010
1011         mutex_lock(&rdev->vm_manager.lock);
1012         mutex_lock(&vm->mutex);
1013         radeon_vm_unbind_locked(rdev, vm);
1014         mutex_unlock(&rdev->vm_manager.lock);
1015
1016         /* remove all bo at this point non are busy any more because unbind
1017          * waited for the last vm fence to signal
1018          */
1019         r = radeon_bo_reserve(rdev->ring_tmp_bo.bo, false);
1020         if (!r) {
1021                 bo_va = radeon_bo_va(rdev->ring_tmp_bo.bo, vm);
1022                 list_del_init(&bo_va->bo_list);
1023                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
1024                 radeon_fence_unref(&bo_va->fence);
1025                 radeon_bo_unreserve(rdev->ring_tmp_bo.bo);
1026                 kfree(bo_va);
1027         }
1028         if (!list_empty(&vm->va)) {
1029                 dev_err(rdev->dev, "still active bo inside vm\n");
1030         }
1031         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->va, vm_list) {
1032                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
1033                 r = radeon_bo_reserve(bo_va->bo, false);
1034                 if (!r) {
1035                         list_del_init(&bo_va->bo_list);
1036                         radeon_fence_unref(&bo_va->fence);
1037                         radeon_bo_unreserve(bo_va->bo);
1038                         kfree(bo_va);
1039                 }
1040         }
1041         mutex_unlock(&vm->mutex);
1042 }