drivers/gpu/drm/i915/i915_vma.h

   1 /*
   2  * Copyright © 2016 Intel Corporation
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  */
  24
  25 #ifndef __I915_VMA_H__
  26 #define __I915_VMA_H__
  27
  28 #include <linux/io-mapping.h>
  29
  30 #include <drm/drm_mm.h>
  31
  32 #include "i915_gem_gtt.h"
  33 #include "i915_gem_fence_reg.h"
  34 #include "i915_gem_object.h"
  35 #include "i915_gem_request.h"
  36
  37
  38 enum i915_cache_level;
  39
  40 /**
  41  * A VMA represents a GEM BO that is bound into an address space. Therefore, a
  42  * VMA's presence cannot be guaranteed before binding, or after unbinding the
  43  * object into/from the address space.
  44  *
  45  * To make things as simple as possible (ie. no refcounting), a VMA's lifetime
  46  * will always be <= an objects lifetime. So object refcounting should cover us.
  47  */
  48 struct i915_vma {
  49         struct drm_mm_node node;
  50         struct drm_i915_gem_object *obj;
  51         struct i915_address_space *vm;
  52         struct drm_i915_fence_reg *fence;
  53         struct sg_table *pages;
  54         void __iomem *iomap;
  55         u64 size;
  56         u64 display_alignment;
  57
  58         u32 fence_size;
  59         u32 fence_alignment;
  60
  61         unsigned int flags;
  62         /**
  63          * How many users have pinned this object in GTT space. The following
  64          * users can each hold at most one reference: pwrite/pread, execbuffer
  65          * (objects are not allowed multiple times for the same batchbuffer),
  66          * and the framebuffer code. When switching/pageflipping, the
  67          * framebuffer code has at most two buffers pinned per crtc.
  68          *
  69          * In the worst case this is 1 + 1 + 1 + 2*2 = 7. That would fit into 3
  70          * bits with absolutely no headroom. So use 4 bits.
  71          */
  72 #define I915_VMA_PIN_MASK 0xf
  73 #define I915_VMA_PIN_OVERFLOW   BIT(5)
  74
  75         /** Flags and address space this VMA is bound to */
  76 #define I915_VMA_GLOBAL_BIND    BIT(6)
  77 #define I915_VMA_LOCAL_BIND     BIT(7)
  78 #define I915_VMA_BIND_MASK (I915_VMA_GLOBAL_BIND | I915_VMA_LOCAL_BIND | I915_VMA_PIN_OVERFLOW)
  79
  80 #define I915_VMA_GGTT           BIT(8)
  81 #define I915_VMA_CAN_FENCE      BIT(9)
  82 #define I915_VMA_CLOSED         BIT(10)
  83
  84         unsigned int active;
  85         struct i915_gem_active last_read[I915_NUM_ENGINES];
  86         struct i915_gem_active last_fence;
  87
  88         /**
  89          * Support different GGTT views into the same object.
  90          * This means there can be multiple VMA mappings per object and per VM.
  91          * i915_ggtt_view_type is used to distinguish between those entries.
  92          * The default one of zero (I915_GGTT_VIEW_NORMAL) is default and also
  93          * assumed in GEM functions which take no ggtt view parameter.
  94          */
  95         struct i915_ggtt_view ggtt_view;
  96
  97         /** This object's place on the active/inactive lists */
  98         struct list_head vm_link;
  99
 100         struct list_head obj_link; /* Link in the object's VMA list */
 101         struct rb_node obj_node;
 102
 103         /** This vma's place in the batchbuffer or on the eviction list */
 104         struct list_head exec_list;
 105
 106         /**
 107          * Used for performing relocations during execbuffer insertion.
 108          */
 109         struct hlist_node exec_node;
 110         unsigned long exec_handle;
 111         struct drm_i915_gem_exec_object2 *exec_entry;
 112 };
 113
 114 struct i915_vma *
 115 i915_vma_instance(struct drm_i915_gem_object *obj,
 116                   struct i915_address_space *vm,
 117                   const struct i915_ggtt_view *view);
 118
 119 void i915_vma_unpin_and_release(struct i915_vma **p_vma);
 120
 121 static inline bool i915_vma_is_ggtt(const struct i915_vma *vma)
 122 {
 123         return vma->flags & I915_VMA_GGTT;
 124 }
 125
 126 static inline bool i915_vma_is_map_and_fenceable(const struct i915_vma *vma)
 127 {
 128         return vma->flags & I915_VMA_CAN_FENCE;
 129 }
 130
 131 static inline bool i915_vma_is_closed(const struct i915_vma *vma)
 132 {
 133         return vma->flags & I915_VMA_CLOSED;
 134 }
 135
 136 static inline unsigned int i915_vma_get_active(const struct i915_vma *vma)
 137 {
 138         return vma->active;
 139 }
 140
 141 static inline bool i915_vma_is_active(const struct i915_vma *vma)
 142 {
 143         return i915_vma_get_active(vma);
 144 }
 145
 146 static inline void i915_vma_set_active(struct i915_vma *vma,
 147                                        unsigned int engine)
 148 {
 149         vma->active |= BIT(engine);
 150 }
 151
 152 static inline void i915_vma_clear_active(struct i915_vma *vma,
 153                                          unsigned int engine)
 154 {
 155         vma->active &= ~BIT(engine);
 156 }
 157
 158 static inline bool i915_vma_has_active_engine(const struct i915_vma *vma,
 159                                               unsigned int engine)
 160 {
 161         return vma->active & BIT(engine);
 162 }
 163
 164 static inline u32 i915_ggtt_offset(const struct i915_vma *vma)
 165 {
 166         GEM_BUG_ON(!i915_vma_is_ggtt(vma));
 167         GEM_BUG_ON(!vma->node.allocated);
 168         GEM_BUG_ON(upper_32_bits(vma->node.start));
 169         GEM_BUG_ON(upper_32_bits(vma->node.start + vma->node.size - 1));
 170         return lower_32_bits(vma->node.start);
 171 }
 172
 173 static inline struct i915_vma *i915_vma_get(struct i915_vma *vma)
 174 {
 175         i915_gem_object_get(vma->obj);
 176         return vma;
 177 }
 178
 179 static inline void i915_vma_put(struct i915_vma *vma)
 180 {
 181         i915_gem_object_put(vma->obj);
 182 }
 183
 184 static __always_inline ptrdiff_t ptrdiff(const void *a, const void *b)
 185 {
 186         return a - b;
 187 }
 188
 189 static inline long
 190 i915_vma_compare(struct i915_vma *vma,
 191                  struct i915_address_space *vm,
 192                  const struct i915_ggtt_view *view)
 193 {
 194         ptrdiff_t cmp;
 195
 196         GEM_BUG_ON(view && !i915_is_ggtt(vm));
 197
 198         cmp = ptrdiff(vma->vm, vm);
 199         if (cmp)
 200                 return cmp;
 201
 202         BUILD_BUG_ON(I915_GGTT_VIEW_NORMAL != 0);
 203         cmp = vma->ggtt_view.type;
 204         if (!view)
 205                 return cmp;
 206
 207         cmp -= view->type;
 208         if (cmp)
 209                 return cmp;
 210
 211         /* ggtt_view.type also encodes its size so that we both distinguish
 212          * different views using it as a "type" and also use a compact (no
 213          * accessing of uninitialised padding bytes) memcmp without storing
 214          * an extra parameter or adding more code.
 215          *
 216          * To ensure that the memcmp is valid for all branches of the union,
 217          * even though the code looks like it is just comparing one branch,
 218          * we assert above that all branches have the same address, and that
 219          * each branch has a unique type/size.
 220          */
 221         BUILD_BUG_ON(I915_GGTT_VIEW_NORMAL >= I915_GGTT_VIEW_PARTIAL);
 222         BUILD_BUG_ON(I915_GGTT_VIEW_PARTIAL >= I915_GGTT_VIEW_ROTATED);
 223         BUILD_BUG_ON(offsetof(typeof(*view), rotated) !=
 224                      offsetof(typeof(*view), partial));
 225         return memcmp(&vma->ggtt_view.partial, &view->partial, view->type);
 226 }
 227
 228 int i915_vma_bind(struct i915_vma *vma, enum i915_cache_level cache_level,
 229                   u32 flags);
 230 bool i915_gem_valid_gtt_space(struct i915_vma *vma, unsigned long cache_level);
 231 bool
 232 i915_vma_misplaced(struct i915_vma *vma, u64 size, u64 alignment, u64 flags);
 233 void __i915_vma_set_map_and_fenceable(struct i915_vma *vma);
 234 int __must_check i915_vma_unbind(struct i915_vma *vma);
 235 void i915_vma_close(struct i915_vma *vma);
 236 void i915_vma_destroy(struct i915_vma *vma);
 237
 238 int __i915_vma_do_pin(struct i915_vma *vma,
 239                       u64 size, u64 alignment, u64 flags);
 240 static inline int __must_check
 241 i915_vma_pin(struct i915_vma *vma, u64 size, u64 alignment, u64 flags)
 242 {
 243         BUILD_BUG_ON(PIN_MBZ != I915_VMA_PIN_OVERFLOW);
 244         BUILD_BUG_ON(PIN_GLOBAL != I915_VMA_GLOBAL_BIND);
 245         BUILD_BUG_ON(PIN_USER != I915_VMA_LOCAL_BIND);
 246
 247         /* Pin early to prevent the shrinker/eviction logic from destroying
 248          * our vma as we insert and bind.
 249          */
 250         if (likely(((++vma->flags ^ flags) & I915_VMA_BIND_MASK) == 0)) {
 251                 GEM_BUG_ON(!drm_mm_node_allocated(&vma->node));
 252                 GEM_BUG_ON(i915_vma_misplaced(vma, size, alignment, flags));
 253                 return 0;
 254         }
 255
 256         return __i915_vma_do_pin(vma, size, alignment, flags);
 257 }
 258
 259 static inline int i915_vma_pin_count(const struct i915_vma *vma)
 260 {
 261         return vma->flags & I915_VMA_PIN_MASK;
 262 }
 263
 264 static inline bool i915_vma_is_pinned(const struct i915_vma *vma)
 265 {
 266         return i915_vma_pin_count(vma);
 267 }
 268
 269 static inline void __i915_vma_pin(struct i915_vma *vma)
 270 {
 271         vma->flags++;
 272         GEM_BUG_ON(vma->flags & I915_VMA_PIN_OVERFLOW);
 273 }
 274
 275 static inline void __i915_vma_unpin(struct i915_vma *vma)
 276 {
 277         GEM_BUG_ON(!i915_vma_is_pinned(vma));
 278         vma->flags--;
 279 }
 280
 281 static inline void i915_vma_unpin(struct i915_vma *vma)
 282 {
 283         GEM_BUG_ON(!drm_mm_node_allocated(&vma->node));
 284         __i915_vma_unpin(vma);
 285 }
 286
 287 /**
 288  * i915_vma_pin_iomap - calls ioremap_wc to map the GGTT VMA via the aperture
 289  * @vma: VMA to iomap
 290  *
 291  * The passed in VMA has to be pinned in the global GTT mappable region.
 292  * An extra pinning of the VMA is acquired for the return iomapping,
 293  * the caller must call i915_vma_unpin_iomap to relinquish the pinning
 294  * after the iomapping is no longer required.
 295  *
 296  * Callers must hold the struct_mutex.
 297  *
 298  * Returns a valid iomapped pointer or ERR_PTR.
 299  */
 300 void __iomem *i915_vma_pin_iomap(struct i915_vma *vma);
 301 #define IO_ERR_PTR(x) ((void __iomem *)ERR_PTR(x))
 302
 303 /**
 304  * i915_vma_unpin_iomap - unpins the mapping returned from i915_vma_iomap
 305  * @vma: VMA to unpin
 306  *
 307  * Unpins the previously iomapped VMA from i915_vma_pin_iomap().
 308  *
 309  * Callers must hold the struct_mutex. This function is only valid to be
 310  * called on a VMA previously iomapped by the caller with i915_vma_pin_iomap().
 311  */
 312 static inline void i915_vma_unpin_iomap(struct i915_vma *vma)
 313 {
 314         lockdep_assert_held(&vma->obj->base.dev->struct_mutex);
 315         GEM_BUG_ON(vma->iomap == NULL);
 316         i915_vma_unpin(vma);
 317 }
 318
 319 static inline struct page *i915_vma_first_page(struct i915_vma *vma)
 320 {
 321         GEM_BUG_ON(!vma->pages);
 322         return sg_page(vma->pages->sgl);
 323 }
 324
 325 /**
 326  * i915_vma_pin_fence - pin fencing state
 327  * @vma: vma to pin fencing for
 328  *
 329  * This pins the fencing state (whether tiled or untiled) to make sure the
 330  * vma (and its object) is ready to be used as a scanout target. Fencing
 331  * status must be synchronize first by calling i915_vma_get_fence():
 332  *
 333  * The resulting fence pin reference must be released again with
 334  * i915_vma_unpin_fence().
 335  *
 336  * Returns:
 337  *
 338  * True if the vma has a fence, false otherwise.
 339  */
 340 static inline bool
 341 i915_vma_pin_fence(struct i915_vma *vma)
 342 {
 343         lockdep_assert_held(&vma->obj->base.dev->struct_mutex);
 344         if (vma->fence) {
 345                 vma->fence->pin_count++;
 346                 return true;
 347         } else
 348                 return false;
 349 }
 350
 351 /**
 352  * i915_vma_unpin_fence - unpin fencing state
 353  * @vma: vma to unpin fencing for
 354  *
 355  * This releases the fence pin reference acquired through
 356  * i915_vma_pin_fence. It will handle both objects with and without an
 357  * attached fence correctly, callers do not need to distinguish this.
 358  */
 359 static inline void
 360 i915_vma_unpin_fence(struct i915_vma *vma)
 361 {
 362         lockdep_assert_held(&vma->obj->base.dev->struct_mutex);
 363         if (vma->fence) {
 364                 GEM_BUG_ON(vma->fence->pin_count <= 0);
 365                 vma->fence->pin_count--;
 366         }
 367 }
 368
 369 #endif
 370