sys/arm/nvidia/drm2/tegra_bo.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015 Michal Meloun
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/bus.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35
  36 #include <machine/bus.h>
  37
  38 #include <dev/extres/clk/clk.h>
  39 #include <dev/drm2/drmP.h>
  40 #include <dev/drm2/drm_crtc_helper.h>
  41 #include <dev/drm2/drm_fb_helper.h>
  42
  43 #include <arm/nvidia/drm2/tegra_drm.h>
  44
  45 #include <sys/vmem.h>
  46 #include <sys/vmem.h>
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <vm/vm_pageout.h>
  49
  50 static void
  51 tegra_bo_destruct(struct tegra_bo *bo)
  52 {
  53         vm_page_t m;
  54         size_t size;
  55         int i;
  56
  57         if (bo->cdev_pager == NULL)
  58                 return;
  59
  60         size = round_page(bo->gem_obj.size);
  61         if (bo->vbase != 0)
  62                 pmap_qremove(bo->vbase, bo->npages);
  63
  64         VM_OBJECT_WLOCK(bo->cdev_pager);
  65         for (i = 0; i < bo->npages; i++) {
  66                 m = bo->m[i];
  67                 vm_page_busy_acquire(m, 0);
  68                 cdev_pager_free_page(bo->cdev_pager, m);
  69                 m->flags &= ~PG_FICTITIOUS;
  70                 vm_page_unwire_noq(m);
  71                 vm_page_free(m);
  72         }
  73         VM_OBJECT_WUNLOCK(bo->cdev_pager);
  74
  75         vm_object_deallocate(bo->cdev_pager);
  76         if (bo->vbase != 0)
  77                 vmem_free(kmem_arena, bo->vbase, size);
  78 }
  79
  80 static void
  81 tegra_bo_free_object(struct drm_gem_object *gem_obj)
  82 {
  83         struct tegra_bo *bo;
  84
  85         bo = container_of(gem_obj, struct tegra_bo, gem_obj);
  86         drm_gem_free_mmap_offset(gem_obj);
  87         drm_gem_object_release(gem_obj);
  88
  89         tegra_bo_destruct(bo);
  90
  91         free(bo->m, DRM_MEM_DRIVER);
  92         free(bo, DRM_MEM_DRIVER);
  93 }
  94
  95 static int
  96 tegra_bo_alloc_contig(size_t npages, u_long alignment, vm_memattr_t memattr,
  97     vm_page_t **ret_page)
  98 {
  99         vm_page_t m;
 100         int tries, i;
 101         vm_paddr_t low, high, boundary;
 102
 103         low = 0;
 104         high = -1UL;
 105         boundary = 0;
 106         tries = 0;
 107 retry:
 108         m = vm_page_alloc_noobj_contig(VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO, npages,
 109             low, high, alignment, boundary, memattr);
 110         if (m == NULL) {
 111                 if (tries < 3) {
 112                         if (!vm_page_reclaim_contig(0, npages, low, high,
 113                             alignment, boundary))
 114                                 vm_wait(NULL);
 115                         tries++;
 116                         goto retry;
 117                 }
 118                 return (ENOMEM);
 119         }
 120
 121         for (i = 0; i < npages; i++, m++) {
 122                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 123                 (*ret_page)[i] = m;
 124         }
 125
 126         return (0);
 127 }
 128
 129 /* Initialize pager and insert all object pages to it*/
 130 static int
 131 tegra_bo_init_pager(struct tegra_bo *bo)
 132 {
 133         vm_page_t m;
 134         size_t size;
 135         int i;
 136
 137         size = round_page(bo->gem_obj.size);
 138
 139         bo->pbase = VM_PAGE_TO_PHYS(bo->m[0]);
 140         if (vmem_alloc(kmem_arena, size, M_WAITOK | M_BESTFIT, &bo->vbase))
 141                 return (ENOMEM);
 142
 143         VM_OBJECT_WLOCK(bo->cdev_pager);
 144         for (i = 0; i < bo->npages; i++) {
 145                 m = bo->m[i];
 146                 /*
 147                  * XXX This is a temporary hack.
 148                  * We need pager suitable for paging (mmap) managed
 149                  * real (non-fictitious) pages.
 150                  * - managed pages are needed for clean module unload.
 151                  * - aliasing fictitious page to real one is bad,
 152                  *   pmap cannot handle this situation without issues
 153                  *   It expects that
 154                  *    paddr = PHYS_TO_VM_PAGE(VM_PAGE_TO_PHYS(paddr))
 155                  *   for every single page passed to pmap.
 156                  */
 157                 m->oflags &= ~VPO_UNMANAGED;
 158                 m->flags |= PG_FICTITIOUS;
 159                 if (vm_page_insert(m, bo->cdev_pager, i) != 0)
 160                         return (EINVAL);
 161         }
 162         VM_OBJECT_WUNLOCK(bo->cdev_pager);
 163
 164         pmap_qenter(bo->vbase, bo->m, bo->npages);
 165         return (0);
 166 }
 167
 168 /* Allocate memory for frame buffer */
 169 static int
 170 tegra_bo_alloc(struct drm_device *drm, struct tegra_bo *bo)
 171 {
 172         size_t size;
 173         int rv;
 174
 175         size = bo->gem_obj.size;
 176
 177         bo->npages = atop(size);
 178         bo->m = malloc(sizeof(vm_page_t *) * bo->npages, DRM_MEM_DRIVER,
 179             M_WAITOK | M_ZERO);
 180
 181         rv = tegra_bo_alloc_contig(bo->npages, PAGE_SIZE,
 182             VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING, &(bo->m));
 183         if (rv != 0) {
 184                 DRM_WARNING("Cannot allocate memory for gem object.\n");
 185                 return (rv);
 186         }
 187         rv = tegra_bo_init_pager(bo);
 188         if (rv != 0) {
 189                 DRM_WARNING("Cannot initialize gem object pager.\n");
 190                 return (rv);
 191         }
 192         return (0);
 193 }
 194
 195 int
 196 tegra_bo_create(struct drm_device *drm, size_t size, struct tegra_bo **res_bo)
 197 {
 198         struct tegra_bo *bo;
 199         int rv;
 200
 201         if (size <= 0)
 202                 return (-EINVAL);
 203
 204         bo = malloc(sizeof(*bo), DRM_MEM_DRIVER, M_WAITOK | M_ZERO);
 205
 206         size = round_page(size);
 207         rv = drm_gem_object_init(drm, &bo->gem_obj, size);
 208         if (rv != 0) {
 209                 free(bo, DRM_MEM_DRIVER);
 210                 return (rv);
 211         }
 212         rv = drm_gem_create_mmap_offset(&bo->gem_obj);
 213         if (rv != 0) {
 214                 drm_gem_object_release(&bo->gem_obj);
 215                 free(bo, DRM_MEM_DRIVER);
 216                 return (rv);
 217         }
 218
 219         bo->cdev_pager = cdev_pager_allocate(&bo->gem_obj, OBJT_MGTDEVICE,
 220             drm->driver->gem_pager_ops, size, 0, 0, NULL);
 221         rv = tegra_bo_alloc(drm, bo);
 222         if (rv != 0) {
 223                 tegra_bo_free_object(&bo->gem_obj);
 224                 return (rv);
 225         }
 226
 227         *res_bo = bo;
 228         return (0);
 229 }
 230
 231 static int
 232 tegra_bo_create_with_handle(struct drm_file *file, struct drm_device *drm,
 233     size_t size, uint32_t *handle, struct tegra_bo **res_bo)
 234 {
 235         int rv;
 236         struct tegra_bo *bo;
 237
 238         rv = tegra_bo_create(drm, size, &bo);
 239         if (rv != 0)
 240                 return (rv);
 241
 242         rv = drm_gem_handle_create(file, &bo->gem_obj, handle);
 243         if (rv != 0) {
 244                 tegra_bo_free_object(&bo->gem_obj);
 245                 drm_gem_object_release(&bo->gem_obj);
 246                 return (rv);
 247         }
 248
 249         drm_gem_object_unreference_unlocked(&bo->gem_obj);
 250
 251         *res_bo = bo;
 252         return (0);
 253 }
 254
 255 static int
 256 tegra_bo_dumb_create(struct drm_file *file, struct drm_device *drm_dev,
 257     struct drm_mode_create_dumb *args)
 258 {
 259         struct tegra_drm *drm;
 260         struct tegra_bo *bo;
 261         int rv;
 262
 263         drm = container_of(drm_dev, struct tegra_drm, drm_dev);
 264
 265         args->pitch= (args->width * args->bpp + 7) / 8;
 266         args->pitch = roundup(args->pitch, drm->pitch_align);
 267         args->size = args->pitch * args->height;
 268         rv = tegra_bo_create_with_handle(file, drm_dev, args->size,
 269             &args->handle, &bo);
 270
 271         return (rv);
 272 }
 273
 274 static int
 275 tegra_bo_dumb_map_offset(struct drm_file *file_priv,
 276     struct drm_device *drm_dev, uint32_t handle, uint64_t *offset)
 277 {
 278         struct drm_gem_object *gem_obj;
 279         int rv;
 280
 281         DRM_LOCK(drm_dev);
 282         gem_obj = drm_gem_object_lookup(drm_dev, file_priv, handle);
 283         if (gem_obj == NULL) {
 284                 device_printf(drm_dev->dev, "Object not found\n");
 285                 DRM_UNLOCK(drm_dev);
 286                 return (-EINVAL);
 287         }
 288         rv = drm_gem_create_mmap_offset(gem_obj);
 289         if (rv != 0)
 290                 goto fail;
 291
 292         *offset = DRM_GEM_MAPPING_OFF(gem_obj->map_list.key) |
 293             DRM_GEM_MAPPING_KEY;
 294
 295         drm_gem_object_unreference(gem_obj);
 296         DRM_UNLOCK(drm_dev);
 297         return (0);
 298
 299 fail:
 300         drm_gem_object_unreference(gem_obj);
 301         DRM_UNLOCK(drm_dev);
 302         return (rv);
 303 }
 304
 305 static int
 306 tegra_bo_dumb_destroy(struct drm_file *file_priv, struct drm_device *drm_dev,
 307     unsigned int handle)
 308 {
 309         int rv;
 310
 311         rv = drm_gem_handle_delete(file_priv, handle);
 312         return (rv);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * mmap support
 317  */
 318 static int
 319 tegra_gem_pager_fault(vm_object_t vm_obj, vm_ooffset_t offset, int prot,
 320     vm_page_t *mres)
 321 {
 322
 323 #ifdef DRM_PAGER_DEBUG
 324         DRM_DEBUG("object %p offset %jd prot %d mres %p\n",
 325             vm_obj, (intmax_t)offset, prot, mres);
 326 #endif
 327         return (VM_PAGER_FAIL);
 328
 329 }
 330
 331 static int
 332 tegra_gem_pager_ctor(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
 333     vm_ooffset_t foff, struct ucred *cred, u_short *color)
 334 {
 335
 336         if (color != NULL)
 337                 *color = 0;
 338         return (0);
 339 }
 340
 341 static void
 342 tegra_gem_pager_dtor(void *handle)
 343 {
 344
 345 }
 346
 347 static struct cdev_pager_ops tegra_gem_pager_ops = {
 348         .cdev_pg_fault = tegra_gem_pager_fault,
 349         .cdev_pg_ctor  = tegra_gem_pager_ctor,
 350         .cdev_pg_dtor  = tegra_gem_pager_dtor
 351 };
 352
 353 /* Fill up relevant fields in drm_driver ops */
 354 void
 355 tegra_bo_driver_register(struct drm_driver *drm_drv)
 356 {
 357         drm_drv->gem_free_object = tegra_bo_free_object;
 358         drm_drv->gem_pager_ops = &tegra_gem_pager_ops;
 359         drm_drv->dumb_create = tegra_bo_dumb_create;
 360         drm_drv->dumb_map_offset = tegra_bo_dumb_map_offset;
 361         drm_drv->dumb_destroy = tegra_bo_dumb_destroy;
 362 }