]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - sys/dev/drm2/radeon/radeon_gart.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / sys / dev / drm2 / 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
29 #include <sys/cdefs.h>
30 __FBSDID("$FreeBSD$");
31
32 #include <dev/drm2/drmP.h>
33 #include <dev/drm2/radeon/radeon_drm.h>
34 #include "radeon.h"
35 #include "radeon_reg.h"
36
37 /*
38  * GART
39  * The GART (Graphics Aperture Remapping Table) is an aperture
40  * in the GPU's address space.  System pages can be mapped into
41  * the aperture and look like contiguous pages from the GPU's
42  * perspective.  A page table maps the pages in the aperture
43  * to the actual backing pages in system memory.
44  *
45  * Radeon GPUs support both an internal GART, as described above,
46  * and AGP.  AGP works similarly, but the GART table is configured
47  * and maintained by the northbridge rather than the driver.
48  * Radeon hw has a separate AGP aperture that is programmed to
49  * point to the AGP aperture provided by the northbridge and the
50  * requests are passed through to the northbridge aperture.
51  * Both AGP and internal GART can be used at the same time, however
52  * that is not currently supported by the driver.
53  *
54  * This file handles the common internal GART management.
55  */
56
57 /*
58  * Common GART table functions.
59  */
60 /**
61  * radeon_gart_table_ram_alloc - allocate system ram for gart page table
62  *
63  * @rdev: radeon_device pointer
64  *
65  * Allocate system memory for GART page table
66  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
67  * gart table to be in system memory.
68  * Returns 0 for success, -ENOMEM for failure.
69  */
70 int radeon_gart_table_ram_alloc(struct radeon_device *rdev)
71 {
72         drm_dma_handle_t *dmah;
73
74         dmah = drm_pci_alloc(rdev->ddev, rdev->gart.table_size,
75             PAGE_SIZE, BUS_SPACE_MAXADDR);
76         if (dmah == NULL) {
77                 return -ENOMEM;
78         }
79         rdev->gart.dmah = dmah;
80         rdev->gart.ptr = dmah->vaddr;
81 #ifdef CONFIG_X86
82         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
83             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
84                 pmap_change_attr((vm_offset_t)rdev->gart.ptr,
85                     rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT, PAT_UNCACHED);
86         }
87 #endif
88         rdev->gart.table_addr = dmah->busaddr;
89         memset((void *)rdev->gart.ptr, 0, rdev->gart.table_size);
90         return 0;
91 }
92
93 /**
94  * radeon_gart_table_ram_free - free system ram for gart page table
95  *
96  * @rdev: radeon_device pointer
97  *
98  * Free system memory for GART page table
99  * (r1xx-r3xx, non-pcie r4xx, rs400).  These asics require the
100  * gart table to be in system memory.
101  */
102 void radeon_gart_table_ram_free(struct radeon_device *rdev)
103 {
104         if (rdev->gart.ptr == NULL) {
105                 return;
106         }
107 #ifdef CONFIG_X86
108         if (rdev->family == CHIP_RS400 || rdev->family == CHIP_RS480 ||
109             rdev->family == CHIP_RS690 || rdev->family == CHIP_RS740) {
110                 pmap_change_attr((vm_offset_t)rdev->gart.ptr,
111                     rdev->gart.table_size >> PAGE_SHIFT, PAT_WRITE_COMBINING);
112         }
113 #endif
114         drm_pci_free(rdev->ddev, rdev->gart.dmah);
115         rdev->gart.dmah = NULL;
116         rdev->gart.ptr = NULL;
117         rdev->gart.table_addr = 0;
118 }
119
120 /**
121  * radeon_gart_table_vram_alloc - allocate vram for gart page table
122  *
123  * @rdev: radeon_device pointer
124  *
125  * Allocate video memory for GART page table
126  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
127  * gart table to be in video memory.
128  * Returns 0 for success, error for failure.
129  */
130 int radeon_gart_table_vram_alloc(struct radeon_device *rdev)
131 {
132         int r;
133
134         if (rdev->gart.robj == NULL) {
135                 r = radeon_bo_create(rdev, rdev->gart.table_size,
136                                      PAGE_SIZE, true, RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM,
137                                      NULL, &rdev->gart.robj);
138                 if (r) {
139                         return r;
140                 }
141         }
142         return 0;
143 }
144
145 /**
146  * radeon_gart_table_vram_pin - pin gart page table in vram
147  *
148  * @rdev: radeon_device pointer
149  *
150  * Pin the GART page table in vram so it will not be moved
151  * by the memory manager (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the
152  * gart table to be in video memory.
153  * Returns 0 for success, error for failure.
154  */
155 int radeon_gart_table_vram_pin(struct radeon_device *rdev)
156 {
157         uint64_t gpu_addr;
158         int r;
159
160         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
161         if (unlikely(r != 0))
162                 return r;
163         r = radeon_bo_pin(rdev->gart.robj,
164                                 RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM, &gpu_addr);
165         if (r) {
166                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
167                 return r;
168         }
169         r = radeon_bo_kmap(rdev->gart.robj, &rdev->gart.ptr);
170         if (r)
171                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
172         radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
173         rdev->gart.table_addr = gpu_addr;
174         return r;
175 }
176
177 /**
178  * radeon_gart_table_vram_unpin - unpin gart page table in vram
179  *
180  * @rdev: radeon_device pointer
181  *
182  * Unpin the GART page table in vram (pcie r4xx, r5xx+).
183  * These asics require the gart table to be in video memory.
184  */
185 void radeon_gart_table_vram_unpin(struct radeon_device *rdev)
186 {
187         int r;
188
189         if (rdev->gart.robj == NULL) {
190                 return;
191         }
192         r = radeon_bo_reserve(rdev->gart.robj, false);
193         if (likely(r == 0)) {
194                 radeon_bo_kunmap(rdev->gart.robj);
195                 radeon_bo_unpin(rdev->gart.robj);
196                 radeon_bo_unreserve(rdev->gart.robj);
197                 rdev->gart.ptr = NULL;
198         }
199 }
200
201 /**
202  * radeon_gart_table_vram_free - free gart page table vram
203  *
204  * @rdev: radeon_device pointer
205  *
206  * Free the video memory used for the GART page table
207  * (pcie r4xx, r5xx+).  These asics require the gart table to
208  * be in video memory.
209  */
210 void radeon_gart_table_vram_free(struct radeon_device *rdev)
211 {
212         if (rdev->gart.robj == NULL) {
213                 return;
214         }
215         radeon_gart_table_vram_unpin(rdev);
216         radeon_bo_unref(&rdev->gart.robj);
217 }
218
219 /*
220  * Common gart functions.
221  */
222 /**
223  * radeon_gart_unbind - unbind pages from the gart page table
224  *
225  * @rdev: radeon_device pointer
226  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
227  * @pages: number of pages to unbind
228  *
229  * Unbinds the requested pages from the gart page table and
230  * replaces them with the dummy page (all asics).
231  */
232 void radeon_gart_unbind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
233                         int pages)
234 {
235         unsigned t;
236         unsigned p;
237         int i, j;
238         u64 page_base;
239
240         if (!rdev->gart.ready) {
241                 DRM_ERROR("trying to unbind memory from uninitialized GART !\n");
242                 return;
243         }
244         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
245         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
246         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
247                 if (rdev->gart.pages[p]) {
248                         rdev->gart.pages[p] = NULL;
249                         rdev->gart.pages_addr[p] = rdev->dummy_page.addr;
250                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
251                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
252                                 if (rdev->gart.ptr) {
253                                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
254                                 }
255                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
256                         }
257                 }
258         }
259         mb();
260         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
261 }
262
263 /**
264  * radeon_gart_bind - bind pages into the gart page table
265  *
266  * @rdev: radeon_device pointer
267  * @offset: offset into the GPU's gart aperture
268  * @pages: number of pages to bind
269  * @pagelist: pages to bind
270  * @dma_addr: DMA addresses of pages
271  *
272  * Binds the requested pages to the gart page table
273  * (all asics).
274  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
275  */
276 int radeon_gart_bind(struct radeon_device *rdev, unsigned offset,
277                      int pages, vm_page_t *pagelist, dma_addr_t *dma_addr)
278 {
279         unsigned t;
280         unsigned p;
281         uint64_t page_base;
282         int i, j;
283
284         if (!rdev->gart.ready) {
285                 DRM_ERROR("trying to bind memory to uninitialized GART !\n");
286                 return -EINVAL;
287         }
288         t = offset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
289         p = t / (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE);
290
291         for (i = 0; i < pages; i++, p++) {
292                 rdev->gart.pages_addr[p] = dma_addr[i];
293                 rdev->gart.pages[p] = pagelist[i];
294                 if (rdev->gart.ptr) {
295                         page_base = rdev->gart.pages_addr[p];
296                         for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
297                                 radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
298                                 page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
299                         }
300                 }
301         }
302         mb();
303         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
304         return 0;
305 }
306
307 /**
308  * radeon_gart_restore - bind all pages in the gart page table
309  *
310  * @rdev: radeon_device pointer
311  *
312  * Binds all pages in the gart page table (all asics).
313  * Used to rebuild the gart table on device startup or resume.
314  */
315 void radeon_gart_restore(struct radeon_device *rdev)
316 {
317         int i, j, t;
318         u64 page_base;
319
320         if (!rdev->gart.ptr) {
321                 return;
322         }
323         for (i = 0, t = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
324                 page_base = rdev->gart.pages_addr[i];
325                 for (j = 0; j < (PAGE_SIZE / RADEON_GPU_PAGE_SIZE); j++, t++) {
326                         radeon_gart_set_page(rdev, t, page_base);
327                         page_base += RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
328                 }
329         }
330         mb();
331         radeon_gart_tlb_flush(rdev);
332 }
333
334 /**
335  * radeon_gart_init - init the driver info for managing the gart
336  *
337  * @rdev: radeon_device pointer
338  *
339  * Allocate the dummy page and init the gart driver info (all asics).
340  * Returns 0 for success, error for failure.
341  */
342 int radeon_gart_init(struct radeon_device *rdev)
343 {
344         int r, i;
345
346         if (rdev->gart.pages) {
347                 return 0;
348         }
349         /* We need PAGE_SIZE >= RADEON_GPU_PAGE_SIZE */
350         if (PAGE_SIZE < RADEON_GPU_PAGE_SIZE) {
351                 DRM_ERROR("Page size is smaller than GPU page size!\n");
352                 return -EINVAL;
353         }
354         r = radeon_dummy_page_init(rdev);
355         if (r)
356                 return r;
357         /* Compute table size */
358         rdev->gart.num_cpu_pages = rdev->mc.gtt_size / PAGE_SIZE;
359         rdev->gart.num_gpu_pages = rdev->mc.gtt_size / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
360         DRM_INFO("GART: num cpu pages %u, num gpu pages %u\n",
361                  rdev->gart.num_cpu_pages, rdev->gart.num_gpu_pages);
362         /* Allocate pages table */
363         rdev->gart.pages = malloc(sizeof(void *) * rdev->gart.num_cpu_pages,
364             DRM_MEM_DRIVER, M_NOWAIT | M_ZERO);
365         if (rdev->gart.pages == NULL) {
366                 radeon_gart_fini(rdev);
367                 return -ENOMEM;
368         }
369         rdev->gart.pages_addr = malloc(sizeof(dma_addr_t) *
370                                         rdev->gart.num_cpu_pages,
371                                         DRM_MEM_DRIVER, M_NOWAIT | M_ZERO);
372         if (rdev->gart.pages_addr == NULL) {
373                 radeon_gart_fini(rdev);
374                 return -ENOMEM;
375         }
376         /* set GART entry to point to the dummy page by default */
377         for (i = 0; i < rdev->gart.num_cpu_pages; i++) {
378                 rdev->gart.pages_addr[i] = rdev->dummy_page.addr;
379         }
380         return 0;
381 }
382
383 /**
384  * radeon_gart_fini - tear down the driver info for managing the gart
385  *
386  * @rdev: radeon_device pointer
387  *
388  * Tear down the gart driver info and free the dummy page (all asics).
389  */
390 void radeon_gart_fini(struct radeon_device *rdev)
391 {
392         if (rdev->gart.pages && rdev->gart.pages_addr && rdev->gart.ready) {
393                 /* unbind pages */
394                 radeon_gart_unbind(rdev, 0, rdev->gart.num_cpu_pages);
395         }
396         rdev->gart.ready = false;
397         free(rdev->gart.pages, DRM_MEM_DRIVER);
398         free(rdev->gart.pages_addr, DRM_MEM_DRIVER);
399         rdev->gart.pages = NULL;
400         rdev->gart.pages_addr = NULL;
401
402         radeon_dummy_page_fini(rdev);
403 }
404
405 /*
406  * GPUVM
407  * GPUVM is similar to the legacy gart on older asics, however
408  * rather than there being a single global gart table
409  * for the entire GPU, there are multiple VM page tables active
410  * at any given time.  The VM page tables can contain a mix
411  * vram pages and system memory pages and system memory pages
412  * can be mapped as snooped (cached system pages) or unsnooped
413  * (uncached system pages).
414  * Each VM has an ID associated with it and there is a page table
415  * associated with each VMID.  When execting a command buffer,
416  * the kernel tells the the ring what VMID to use for that command
417  * buffer.  VMIDs are allocated dynamically as commands are submitted.
418  * The userspace drivers maintain their own address space and the kernel
419  * sets up their pages tables accordingly when they submit their
420  * command buffers and a VMID is assigned.
421  * Cayman/Trinity support up to 8 active VMs at any given time;
422  * SI supports 16.
423  */
424
425 /*
426  * vm helpers
427  *
428  * TODO bind a default page at vm initialization for default address
429  */
430
431 /**
432  * radeon_vm_num_pde - return the number of page directory entries
433  *
434  * @rdev: radeon_device pointer
435  *
436  * Calculate the number of page directory entries (cayman+).
437  */
438 static unsigned radeon_vm_num_pdes(struct radeon_device *rdev)
439 {
440         return rdev->vm_manager.max_pfn >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
441 }
442
443 /**
444  * radeon_vm_directory_size - returns the size of the page directory in bytes
445  *
446  * @rdev: radeon_device pointer
447  *
448  * Calculate the size of the page directory in bytes (cayman+).
449  */
450 static unsigned radeon_vm_directory_size(struct radeon_device *rdev)
451 {
452         return RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(radeon_vm_num_pdes(rdev) * 8);
453 }
454
455 /**
456  * radeon_vm_manager_init - init the vm manager
457  *
458  * @rdev: radeon_device pointer
459  *
460  * Init the vm manager (cayman+).
461  * Returns 0 for success, error for failure.
462  */
463 int radeon_vm_manager_init(struct radeon_device *rdev)
464 {
465         struct radeon_vm *vm;
466         struct radeon_bo_va *bo_va;
467         int r;
468         unsigned size;
469
470         if (!rdev->vm_manager.enabled) {
471                 /* allocate enough for 2 full VM pts */
472                 size = radeon_vm_directory_size(rdev);
473                 size += rdev->vm_manager.max_pfn * 8;
474                 size *= 2;
475                 r = radeon_sa_bo_manager_init(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
476                                               RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(size),
477                                               RADEON_GEM_DOMAIN_VRAM);
478                 if (r) {
479                         dev_err(rdev->dev, "failed to allocate vm bo (%dKB)\n",
480                                 (rdev->vm_manager.max_pfn * 8) >> 10);
481                         return r;
482                 }
483
484                 r = radeon_asic_vm_init(rdev);
485                 if (r)
486                         return r;
487
488                 rdev->vm_manager.enabled = true;
489
490                 r = radeon_sa_bo_manager_start(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
491                 if (r)
492                         return r;
493         }
494
495         /* restore page table */
496         list_for_each_entry(vm, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
497                 if (vm->page_directory == NULL)
498                         continue;
499
500                 list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
501                         bo_va->valid = false;
502                 }
503         }
504         return 0;
505 }
506
507 /**
508  * radeon_vm_free_pt - free the page table for a specific vm
509  *
510  * @rdev: radeon_device pointer
511  * @vm: vm to unbind
512  *
513  * Free the page table of a specific vm (cayman+).
514  *
515  * Global and local mutex must be lock!
516  */
517 static void radeon_vm_free_pt(struct radeon_device *rdev,
518                                     struct radeon_vm *vm)
519 {
520         struct radeon_bo_va *bo_va;
521         int i;
522
523         if (!vm->page_directory)
524                 return;
525
526         list_del_init(&vm->list);
527         radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
528
529         list_for_each_entry(bo_va, &vm->va, vm_list) {
530                 bo_va->valid = false;
531         }
532
533         if (vm->page_tables == NULL)
534                 return;
535
536         for (i = 0; i < radeon_vm_num_pdes(rdev); i++)
537                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_tables[i], vm->fence);
538
539         free(vm->page_tables, DRM_MEM_DRIVER);
540 }
541
542 /**
543  * radeon_vm_manager_fini - tear down the vm manager
544  *
545  * @rdev: radeon_device pointer
546  *
547  * Tear down the VM manager (cayman+).
548  */
549 void radeon_vm_manager_fini(struct radeon_device *rdev)
550 {
551         struct radeon_vm *vm, *tmp;
552         int i;
553
554         if (!rdev->vm_manager.enabled)
555                 return;
556
557         sx_xlock(&rdev->vm_manager.lock);
558         /* free all allocated page tables */
559         list_for_each_entry_safe(vm, tmp, &rdev->vm_manager.lru_vm, list) {
560                 sx_xlock(&vm->mutex);
561                 radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
562                 sx_xunlock(&vm->mutex);
563         }
564         for (i = 0; i < RADEON_NUM_VM; ++i) {
565                 radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[i]);
566         }
567         radeon_asic_vm_fini(rdev);
568         sx_xunlock(&rdev->vm_manager.lock);
569
570         radeon_sa_bo_manager_suspend(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
571         radeon_sa_bo_manager_fini(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager);
572         rdev->vm_manager.enabled = false;
573 }
574
575 /**
576  * radeon_vm_evict - evict page table to make room for new one
577  *
578  * @rdev: radeon_device pointer
579  * @vm: VM we want to allocate something for
580  *
581  * Evict a VM from the lru, making sure that it isn't @vm. (cayman+).
582  * Returns 0 for success, -ENOMEM for failure.
583  *
584  * Global and local mutex must be locked!
585  */
586 static int radeon_vm_evict(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
587 {
588         struct radeon_vm *vm_evict;
589
590         if (list_empty(&rdev->vm_manager.lru_vm))
591                 return -ENOMEM;
592
593         vm_evict = list_first_entry(&rdev->vm_manager.lru_vm,
594                                     struct radeon_vm, list);
595         if (vm_evict == vm)
596                 return -ENOMEM;
597
598         sx_xlock(&vm_evict->mutex);
599         radeon_vm_free_pt(rdev, vm_evict);
600         sx_xunlock(&vm_evict->mutex);
601         return 0;
602 }
603
604 /**
605  * radeon_vm_alloc_pt - allocates a page table for a VM
606  *
607  * @rdev: radeon_device pointer
608  * @vm: vm to bind
609  *
610  * Allocate a page table for the requested vm (cayman+).
611  * Returns 0 for success, error for failure.
612  *
613  * Global and local mutex must be locked!
614  */
615 int radeon_vm_alloc_pt(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
616 {
617         unsigned pd_size, pts_size;
618         u64 *pd_addr;
619         int r;
620
621         if (vm == NULL) {
622                 return -EINVAL;
623         }
624
625         if (vm->page_directory != NULL) {
626                 return 0;
627         }
628
629 retry:
630         pd_size = RADEON_GPU_PAGE_ALIGN(radeon_vm_directory_size(rdev));
631         r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
632                              &vm->page_directory, pd_size,
633                              RADEON_GPU_PAGE_SIZE, false);
634         if (r == -ENOMEM) {
635                 r = radeon_vm_evict(rdev, vm);
636                 if (r)
637                         return r;
638                 goto retry;
639
640         } else if (r) {
641                 return r;
642         }
643
644         vm->pd_gpu_addr = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_directory);
645
646         /* Initially clear the page directory */
647         pd_addr = radeon_sa_bo_cpu_addr(vm->page_directory);
648         memset(pd_addr, 0, pd_size);
649
650         pts_size = radeon_vm_num_pdes(rdev) * sizeof(struct radeon_sa_bo *);
651         vm->page_tables = malloc(pts_size, DRM_MEM_DRIVER, M_NOWAIT | M_ZERO);
652
653         if (vm->page_tables == NULL) {
654                 DRM_ERROR("Cannot allocate memory for page table array\n");
655                 radeon_sa_bo_free(rdev, &vm->page_directory, vm->fence);
656                 return -ENOMEM;
657         }
658
659         return 0;
660 }
661
662 /**
663  * radeon_vm_add_to_lru - add VMs page table to LRU list
664  *
665  * @rdev: radeon_device pointer
666  * @vm: vm to add to LRU
667  *
668  * Add the allocated page table to the LRU list (cayman+).
669  *
670  * Global mutex must be locked!
671  */
672 void radeon_vm_add_to_lru(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
673 {
674         list_del_init(&vm->list);
675         list_add_tail(&vm->list, &rdev->vm_manager.lru_vm);
676 }
677
678 /**
679  * radeon_vm_grab_id - allocate the next free VMID
680  *
681  * @rdev: radeon_device pointer
682  * @vm: vm to allocate id for
683  * @ring: ring we want to submit job to
684  *
685  * Allocate an id for the vm (cayman+).
686  * Returns the fence we need to sync to (if any).
687  *
688  * Global and local mutex must be locked!
689  */
690 struct radeon_fence *radeon_vm_grab_id(struct radeon_device *rdev,
691                                        struct radeon_vm *vm, int ring)
692 {
693         struct radeon_fence *best[RADEON_NUM_RINGS] = {};
694         unsigned choices[2] = {};
695         unsigned i;
696
697         /* check if the id is still valid */
698         if (vm->fence && vm->fence == rdev->vm_manager.active[vm->id])
699                 return NULL;
700
701         /* we definately need to flush */
702         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
703
704         /* skip over VMID 0, since it is the system VM */
705         for (i = 1; i < rdev->vm_manager.nvm; ++i) {
706                 struct radeon_fence *fence = rdev->vm_manager.active[i];
707
708                 if (fence == NULL) {
709                         /* found a free one */
710                         vm->id = i;
711                         return NULL;
712                 }
713
714                 if (radeon_fence_is_earlier(fence, best[fence->ring])) {
715                         best[fence->ring] = fence;
716                         choices[fence->ring == ring ? 0 : 1] = i;
717                 }
718         }
719
720         for (i = 0; i < 2; ++i) {
721                 if (choices[i]) {
722                         vm->id = choices[i];
723                         return rdev->vm_manager.active[choices[i]];
724                 }
725         }
726
727         /* should never happen */
728         panic("%s: failed to allocate next VMID", __func__);
729         return NULL;
730 }
731
732 /**
733  * radeon_vm_fence - remember fence for vm
734  *
735  * @rdev: radeon_device pointer
736  * @vm: vm we want to fence
737  * @fence: fence to remember
738  *
739  * Fence the vm (cayman+).
740  * Set the fence used to protect page table and id.
741  *
742  * Global and local mutex must be locked!
743  */
744 void radeon_vm_fence(struct radeon_device *rdev,
745                      struct radeon_vm *vm,
746                      struct radeon_fence *fence)
747 {
748         radeon_fence_unref(&rdev->vm_manager.active[vm->id]);
749         rdev->vm_manager.active[vm->id] = radeon_fence_ref(fence);
750
751         radeon_fence_unref(&vm->fence);
752         vm->fence = radeon_fence_ref(fence);
753 }
754
755 /**
756  * radeon_vm_bo_find - find the bo_va for a specific vm & bo
757  *
758  * @vm: requested vm
759  * @bo: requested buffer object
760  *
761  * Find @bo inside the requested vm (cayman+).
762  * Search inside the @bos vm list for the requested vm
763  * Returns the found bo_va or NULL if none is found
764  *
765  * Object has to be reserved!
766  */
767 struct radeon_bo_va *radeon_vm_bo_find(struct radeon_vm *vm,
768                                        struct radeon_bo *bo)
769 {
770         struct radeon_bo_va *bo_va;
771
772         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
773                 if (bo_va->vm == vm) {
774                         return bo_va;
775                 }
776         }
777         return NULL;
778 }
779
780 /**
781  * radeon_vm_bo_add - add a bo to a specific vm
782  *
783  * @rdev: radeon_device pointer
784  * @vm: requested vm
785  * @bo: radeon buffer object
786  *
787  * Add @bo into the requested vm (cayman+).
788  * Add @bo to the list of bos associated with the vm
789  * Returns newly added bo_va or NULL for failure
790  *
791  * Object has to be reserved!
792  */
793 struct radeon_bo_va *radeon_vm_bo_add(struct radeon_device *rdev,
794                                       struct radeon_vm *vm,
795                                       struct radeon_bo *bo)
796 {
797         struct radeon_bo_va *bo_va;
798
799         bo_va = malloc(sizeof(struct radeon_bo_va),
800             DRM_MEM_DRIVER, M_NOWAIT | M_ZERO);
801         if (bo_va == NULL) {
802                 return NULL;
803         }
804         bo_va->vm = vm;
805         bo_va->bo = bo;
806         bo_va->soffset = 0;
807         bo_va->eoffset = 0;
808         bo_va->flags = 0;
809         bo_va->valid = false;
810         bo_va->ref_count = 1;
811         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->bo_list);
812         INIT_LIST_HEAD(&bo_va->vm_list);
813
814         sx_xlock(&vm->mutex);
815         list_add(&bo_va->vm_list, &vm->va);
816         list_add_tail(&bo_va->bo_list, &bo->va);
817         sx_xunlock(&vm->mutex);
818
819         return bo_va;
820 }
821
822 /**
823  * radeon_vm_bo_set_addr - set bos virtual address inside a vm
824  *
825  * @rdev: radeon_device pointer
826  * @bo_va: bo_va to store the address
827  * @soffset: requested offset of the buffer in the VM address space
828  * @flags: attributes of pages (read/write/valid/etc.)
829  *
830  * Set offset of @bo_va (cayman+).
831  * Validate and set the offset requested within the vm address space.
832  * Returns 0 for success, error for failure.
833  *
834  * Object has to be reserved!
835  */
836 int radeon_vm_bo_set_addr(struct radeon_device *rdev,
837                           struct radeon_bo_va *bo_va,
838                           uint64_t soffset,
839                           uint32_t flags)
840 {
841         uint64_t size = radeon_bo_size(bo_va->bo);
842         uint64_t eoffset, last_offset = 0;
843         struct radeon_vm *vm = bo_va->vm;
844         struct radeon_bo_va *tmp;
845         struct list_head *head;
846         unsigned last_pfn;
847
848         if (soffset) {
849                 /* make sure object fit at this offset */
850                 eoffset = soffset + size;
851                 if (soffset >= eoffset) {
852                         return -EINVAL;
853                 }
854
855                 last_pfn = eoffset / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
856                 if (last_pfn > rdev->vm_manager.max_pfn) {
857                         dev_err(rdev->dev, "va above limit (0x%08X > 0x%08X)\n",
858                                 last_pfn, rdev->vm_manager.max_pfn);
859                         return -EINVAL;
860                 }
861
862         } else {
863                 eoffset = last_pfn = 0;
864         }
865
866         sx_xlock(&vm->mutex);
867         head = &vm->va;
868         last_offset = 0;
869         list_for_each_entry(tmp, &vm->va, vm_list) {
870                 if (bo_va == tmp) {
871                         /* skip over currently modified bo */
872                         continue;
873                 }
874
875                 if (soffset >= last_offset && eoffset <= tmp->soffset) {
876                         /* bo can be added before this one */
877                         break;
878                 }
879                 if (eoffset > tmp->soffset && soffset < tmp->eoffset) {
880                         /* bo and tmp overlap, invalid offset */
881                         dev_err(rdev->dev, "bo %p va 0x%08X conflict with (bo %p 0x%08X 0x%08X)\n",
882                                 bo_va->bo, (unsigned)bo_va->soffset, tmp->bo,
883                                 (unsigned)tmp->soffset, (unsigned)tmp->eoffset);
884                         sx_xunlock(&vm->mutex);
885                         return -EINVAL;
886                 }
887                 last_offset = tmp->eoffset;
888                 head = &tmp->vm_list;
889         }
890
891         bo_va->soffset = soffset;
892         bo_va->eoffset = eoffset;
893         bo_va->flags = flags;
894         bo_va->valid = false;
895         list_move(&bo_va->vm_list, head);
896
897         sx_xunlock(&vm->mutex);
898         return 0;
899 }
900
901 /**
902  * radeon_vm_map_gart - get the physical address of a gart page
903  *
904  * @rdev: radeon_device pointer
905  * @addr: the unmapped addr
906  *
907  * Look up the physical address of the page that the pte resolves
908  * to (cayman+).
909  * Returns the physical address of the page.
910  */
911 uint64_t radeon_vm_map_gart(struct radeon_device *rdev, uint64_t addr)
912 {
913         uint64_t result;
914
915         /* page table offset */
916         result = rdev->gart.pages_addr[addr >> PAGE_SHIFT];
917
918         /* in case cpu page size != gpu page size*/
919         /*
920          * FreeBSD port note: FreeBSD's PAGE_MASK is the inverse of
921          * Linux's one. That's why the test below doesn't inverse the
922          * constant.
923          */
924         result |= addr & (PAGE_MASK);
925
926         return result;
927 }
928
929 /**
930  * radeon_vm_update_pdes - make sure that page directory is valid
931  *
932  * @rdev: radeon_device pointer
933  * @vm: requested vm
934  * @start: start of GPU address range
935  * @end: end of GPU address range
936  *
937  * Allocates new page tables if necessary
938  * and updates the page directory (cayman+).
939  * Returns 0 for success, error for failure.
940  *
941  * Global and local mutex must be locked!
942  */
943 static int radeon_vm_update_pdes(struct radeon_device *rdev,
944                                  struct radeon_vm *vm,
945                                  uint64_t start, uint64_t end)
946 {
947         static const uint32_t incr = RADEON_VM_PTE_COUNT * 8;
948
949         uint64_t last_pde = ~0, last_pt = ~0;
950         unsigned count = 0;
951         uint64_t pt_idx;
952         int r;
953
954         start = (start / RADEON_GPU_PAGE_SIZE) >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
955         end = (end / RADEON_GPU_PAGE_SIZE) >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
956
957         /* walk over the address space and update the page directory */
958         for (pt_idx = start; pt_idx <= end; ++pt_idx) {
959                 uint64_t pde, pt;
960
961                 if (vm->page_tables[pt_idx])
962                         continue;
963
964 retry:
965                 r = radeon_sa_bo_new(rdev, &rdev->vm_manager.sa_manager,
966                                      &vm->page_tables[pt_idx],
967                                      RADEON_VM_PTE_COUNT * 8,
968                                      RADEON_GPU_PAGE_SIZE, false);
969
970                 if (r == -ENOMEM) {
971                         r = radeon_vm_evict(rdev, vm);
972                         if (r)
973                                 return r;
974                         goto retry;
975                 } else if (r) {
976                         return r;
977                 }
978
979                 pde = vm->pd_gpu_addr + pt_idx * 8;
980
981                 pt = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_tables[pt_idx]);
982
983                 if (((last_pde + 8 * count) != pde) ||
984                     ((last_pt + incr * count) != pt)) {
985
986                         if (count) {
987                                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, last_pde,
988                                                         last_pt, count, incr,
989                                                         RADEON_VM_PAGE_VALID);
990                         }
991
992                         count = 1;
993                         last_pde = pde;
994                         last_pt = pt;
995                 } else {
996                         ++count;
997                 }
998         }
999
1000         if (count) {
1001                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, last_pde, last_pt, count,
1002                                         incr, RADEON_VM_PAGE_VALID);
1003
1004         }
1005
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * radeon_vm_update_ptes - make sure that page tables are valid
1011  *
1012  * @rdev: radeon_device pointer
1013  * @vm: requested vm
1014  * @start: start of GPU address range
1015  * @end: end of GPU address range
1016  * @dst: destination address to map to
1017  * @flags: mapping flags
1018  *
1019  * Update the page tables in the range @start - @end (cayman+).
1020  *
1021  * Global and local mutex must be locked!
1022  */
1023 static void radeon_vm_update_ptes(struct radeon_device *rdev,
1024                                   struct radeon_vm *vm,
1025                                   uint64_t start, uint64_t end,
1026                                   uint64_t dst, uint32_t flags)
1027 {
1028         static const uint64_t mask = RADEON_VM_PTE_COUNT - 1;
1029
1030         uint64_t last_pte = ~0, last_dst = ~0;
1031         unsigned count = 0;
1032         uint64_t addr;
1033
1034         start = start / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
1035         end = end / RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
1036
1037         /* walk over the address space and update the page tables */
1038         for (addr = start; addr < end; ) {
1039                 uint64_t pt_idx = addr >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE;
1040                 unsigned nptes;
1041                 uint64_t pte;
1042
1043                 if ((addr & ~mask) == (end & ~mask))
1044                         nptes = end - addr;
1045                 else
1046                         nptes = RADEON_VM_PTE_COUNT - (addr & mask);
1047
1048                 pte = radeon_sa_bo_gpu_addr(vm->page_tables[pt_idx]);
1049                 pte += (addr & mask) * 8;
1050
1051                 if ((last_pte + 8 * count) != pte) {
1052
1053                         if (count) {
1054                                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, last_pte,
1055                                                         last_dst, count,
1056                                                         RADEON_GPU_PAGE_SIZE,
1057                                                         flags);
1058                         }
1059
1060                         count = nptes;
1061                         last_pte = pte;
1062                         last_dst = dst;
1063                 } else {
1064                         count += nptes;
1065                 }
1066
1067                 addr += nptes;
1068                 dst += nptes * RADEON_GPU_PAGE_SIZE;
1069         }
1070
1071         if (count) {
1072                 radeon_asic_vm_set_page(rdev, last_pte, last_dst, count,
1073                                         RADEON_GPU_PAGE_SIZE, flags);
1074         }
1075 }
1076
1077 /**
1078  * radeon_vm_bo_update_pte - map a bo into the vm page table
1079  *
1080  * @rdev: radeon_device pointer
1081  * @vm: requested vm
1082  * @bo: radeon buffer object
1083  * @mem: ttm mem
1084  *
1085  * Fill in the page table entries for @bo (cayman+).
1086  * Returns 0 for success, -EINVAL for failure.
1087  *
1088  * Object have to be reserved & global and local mutex must be locked!
1089  */
1090 int radeon_vm_bo_update_pte(struct radeon_device *rdev,
1091                             struct radeon_vm *vm,
1092                             struct radeon_bo *bo,
1093                             struct ttm_mem_reg *mem)
1094 {
1095         unsigned ridx = rdev->asic->vm.pt_ring_index;
1096         struct radeon_ring *ring = &rdev->ring[ridx];
1097         struct radeon_semaphore *sem = NULL;
1098         struct radeon_bo_va *bo_va;
1099         unsigned nptes, npdes, ndw;
1100         uint64_t addr;
1101         int r;
1102
1103         /* nothing to do if vm isn't bound */
1104         if (vm->page_directory == NULL)
1105                 return 0;
1106
1107         bo_va = radeon_vm_bo_find(vm, bo);
1108         if (bo_va == NULL) {
1109                 dev_err(rdev->dev, "bo %p not in vm %p\n", bo, vm);
1110                 return -EINVAL;
1111         }
1112
1113         if (!bo_va->soffset) {
1114                 dev_err(rdev->dev, "bo %p don't has a mapping in vm %p\n",
1115                         bo, vm);
1116                 return -EINVAL;
1117         }
1118
1119         if ((bo_va->valid && mem) || (!bo_va->valid && mem == NULL))
1120                 return 0;
1121
1122         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_VALID;
1123         bo_va->flags &= ~RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
1124         if (mem) {
1125                 addr = mem->start << PAGE_SHIFT;
1126                 if (mem->mem_type != TTM_PL_SYSTEM) {
1127                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_VALID;
1128                         bo_va->valid = true;
1129                 }
1130                 if (mem->mem_type == TTM_PL_TT) {
1131                         bo_va->flags |= RADEON_VM_PAGE_SYSTEM;
1132                 } else {
1133                         addr += rdev->vm_manager.vram_base_offset;
1134                 }
1135         } else {
1136                 addr = 0;
1137                 bo_va->valid = false;
1138         }
1139
1140         if (vm->fence && radeon_fence_signaled(vm->fence)) {
1141                 radeon_fence_unref(&vm->fence);
1142         }
1143
1144         if (vm->fence && vm->fence->ring != ridx) {
1145                 r = radeon_semaphore_create(rdev, &sem);
1146                 if (r) {
1147                         return r;
1148                 }
1149         }
1150
1151         nptes = radeon_bo_ngpu_pages(bo);
1152
1153         /* assume two extra pdes in case the mapping overlaps the borders */
1154         npdes = (nptes >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE) + 2;
1155
1156         /* estimate number of dw needed */
1157         /* semaphore, fence and padding */
1158         ndw = 32;
1159
1160         if (RADEON_VM_BLOCK_SIZE > 11)
1161                 /* reserve space for one header for every 2k dwords */
1162                 ndw += (nptes >> 11) * 4;
1163         else
1164                 /* reserve space for one header for
1165                     every (1 << BLOCK_SIZE) entries */
1166                 ndw += (nptes >> RADEON_VM_BLOCK_SIZE) * 4;
1167
1168         /* reserve space for pte addresses */
1169         ndw += nptes * 2;
1170
1171         /* reserve space for one header for every 2k dwords */
1172         ndw += (npdes >> 11) * 4;
1173
1174         /* reserve space for pde addresses */
1175         ndw += npdes * 2;
1176
1177         r = radeon_ring_lock(rdev, ring, ndw);
1178         if (r) {
1179                 return r;
1180         }
1181
1182         if (sem && radeon_fence_need_sync(vm->fence, ridx)) {
1183                 radeon_semaphore_sync_rings(rdev, sem, vm->fence->ring, ridx);
1184                 radeon_fence_note_sync(vm->fence, ridx);
1185         }
1186
1187         r = radeon_vm_update_pdes(rdev, vm, bo_va->soffset, bo_va->eoffset);
1188         if (r) {
1189                 radeon_ring_unlock_undo(rdev, ring);
1190                 return r;
1191         }
1192
1193         radeon_vm_update_ptes(rdev, vm, bo_va->soffset, bo_va->eoffset,
1194                               addr, bo_va->flags);
1195
1196         radeon_fence_unref(&vm->fence);
1197         r = radeon_fence_emit(rdev, &vm->fence, ridx);
1198         if (r) {
1199                 radeon_ring_unlock_undo(rdev, ring);
1200                 return r;
1201         }
1202         radeon_ring_unlock_commit(rdev, ring);
1203         radeon_semaphore_free(rdev, &sem, vm->fence);
1204         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
1205
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * radeon_vm_bo_rmv - remove a bo to a specific vm
1211  *
1212  * @rdev: radeon_device pointer
1213  * @bo_va: requested bo_va
1214  *
1215  * Remove @bo_va->bo from the requested vm (cayman+).
1216  * Remove @bo_va->bo from the list of bos associated with the bo_va->vm and
1217  * remove the ptes for @bo_va in the page table.
1218  * Returns 0 for success.
1219  *
1220  * Object have to be reserved!
1221  */
1222 int radeon_vm_bo_rmv(struct radeon_device *rdev,
1223                      struct radeon_bo_va *bo_va)
1224 {
1225         int r;
1226
1227         sx_xlock(&rdev->vm_manager.lock);
1228         sx_xlock(&bo_va->vm->mutex);
1229         r = radeon_vm_bo_update_pte(rdev, bo_va->vm, bo_va->bo, NULL);
1230         sx_xunlock(&rdev->vm_manager.lock);
1231         list_del(&bo_va->vm_list);
1232         sx_xunlock(&bo_va->vm->mutex);
1233         list_del(&bo_va->bo_list);
1234
1235         free(bo_va, DRM_MEM_DRIVER);
1236         return r;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * radeon_vm_bo_invalidate - mark the bo as invalid
1241  *
1242  * @rdev: radeon_device pointer
1243  * @vm: requested vm
1244  * @bo: radeon buffer object
1245  *
1246  * Mark @bo as invalid (cayman+).
1247  */
1248 void radeon_vm_bo_invalidate(struct radeon_device *rdev,
1249                              struct radeon_bo *bo)
1250 {
1251         struct radeon_bo_va *bo_va;
1252
1253         list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, bo_list) {
1254                 bo_va->valid = false;
1255         }
1256 }
1257
1258 /**
1259  * radeon_vm_init - initialize a vm instance
1260  *
1261  * @rdev: radeon_device pointer
1262  * @vm: requested vm
1263  *
1264  * Init @vm fields (cayman+).
1265  */
1266 void radeon_vm_init(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
1267 {
1268         vm->id = 0;
1269         vm->fence = NULL;
1270         sx_init(&vm->mutex, "drm__radeon_vm__mutex");
1271         INIT_LIST_HEAD(&vm->list);
1272         INIT_LIST_HEAD(&vm->va);
1273 }
1274
1275 /**
1276  * radeon_vm_fini - tear down a vm instance
1277  *
1278  * @rdev: radeon_device pointer
1279  * @vm: requested vm
1280  *
1281  * Tear down @vm (cayman+).
1282  * Unbind the VM and remove all bos from the vm bo list
1283  */
1284 void radeon_vm_fini(struct radeon_device *rdev, struct radeon_vm *vm)
1285 {
1286         struct radeon_bo_va *bo_va, *tmp;
1287         int r;
1288
1289         sx_xlock(&rdev->vm_manager.lock);
1290         sx_xlock(&vm->mutex);
1291         radeon_vm_free_pt(rdev, vm);
1292         sx_xunlock(&rdev->vm_manager.lock);
1293
1294         if (!list_empty(&vm->va)) {
1295                 dev_err(rdev->dev, "still active bo inside vm\n");
1296         }
1297         list_for_each_entry_safe(bo_va, tmp, &vm->va, vm_list) {
1298                 list_del_init(&bo_va->vm_list);
1299                 r = radeon_bo_reserve(bo_va->bo, false);
1300                 if (!r) {
1301                         list_del_init(&bo_va->bo_list);
1302                         radeon_bo_unreserve(bo_va->bo);
1303                         free(bo_va, DRM_MEM_DRIVER);
1304                 }
1305         }
1306         radeon_fence_unref(&vm->fence);
1307         radeon_fence_unref(&vm->last_flush);
1308         sx_xunlock(&vm->mutex);
1309 }