Quelle  etnaviv_mmu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2015-2018 Etnaviv Project
 */

#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/scatterlist.h>

#include "common.xml.h"
#include "etnaviv_cmdbuf.h"
#include "etnaviv_drv.h"
#include "etnaviv_gem.h"
#include "etnaviv_gpu.h"
#include "etnaviv_mmu.h"

static void etnaviv_context_unmap(struct etnaviv_iommu_context *context,
     unsigned long iova, size_t size)
{
 size_t unmapped_page, unmapped = 0;
 size_t pgsize = SZ_4K;

 while (unmapped < size) {
  unmapped_page = context->global->ops->unmap(context, iova,
           pgsize);
  if (!unmapped_page)
   break;

  iova += unmapped_page;
  unmapped += unmapped_page;
 }
}

static int etnaviv_context_map(struct etnaviv_iommu_context *context,
         unsigned long iova, phys_addr_t paddr,
         size_t size, int prot)
{
 unsigned long orig_iova = iova;
 size_t pgsize = SZ_4K;
 size_t orig_size = size;
 int ret = 0;

 while (size) {
  ret = context->global->ops->map(context, iova, paddr, pgsize,
      prot);
  if (ret)
   break;

  iova += pgsize;
  paddr += pgsize;
  size -= pgsize;
 }

 /* unroll mapping in case something went wrong */
 if (ret)
  etnaviv_context_unmap(context, orig_iova, orig_size - size);

 return ret;
}

static int etnaviv_iommu_map(struct etnaviv_iommu_context *context,
        u32 iova, unsigned int va_len,
        struct sg_table *sgt, int prot)
{
 struct scatterlist *sg;
 unsigned int da = iova;
 unsigned int i;
 int ret;

 if (!context || !sgt)
  return -EINVAL;

 for_each_sgtable_dma_sg(sgt, sg, i) {
  phys_addr_t pa = sg_dma_address(sg);
  unsigned int da_len = sg_dma_len(sg);
  unsigned int bytes = min_t(unsigned int, da_len, va_len);

  VERB("map[%d]: %08x %pap(%x)", i, da, &pa, bytes);

  if (!IS_ALIGNED(iova | pa | bytes, SZ_4K)) {
   dev_err(context->global->dev,
    "unaligned: iova 0x%x pa %pa size 0x%x\n",
    iova, &pa, bytes);
   ret = -EINVAL;
   goto fail;
  }

  ret = etnaviv_context_map(context, da, pa, bytes, prot);
  if (ret)
   goto fail;

  va_len -= bytes;
  da += bytes;
 }

 context->flush_seq++;

 return 0;

fail:
 etnaviv_context_unmap(context, iova, da - iova);
 return ret;
}

static void etnaviv_iommu_unmap(struct etnaviv_iommu_context *context, u32 iova,
    struct sg_table *sgt, unsigned len)
{
 etnaviv_context_unmap(context, iova, len);

 context->flush_seq++;
}

static void etnaviv_iommu_remove_mapping(struct etnaviv_iommu_context *context,
 struct etnaviv_vram_mapping *mapping)
{
 struct etnaviv_gem_object *etnaviv_obj = mapping->object;

 lockdep_assert_held(&context->lock);

 etnaviv_iommu_unmap(context, mapping->vram_node.start,
       etnaviv_obj->sgt, etnaviv_obj->size);
 drm_mm_remove_node(&mapping->vram_node);
}

void etnaviv_iommu_reap_mapping(struct etnaviv_vram_mapping *mapping)
{
 struct etnaviv_iommu_context *context = mapping->context;

 lockdep_assert_held(&context->lock);
 WARN_ON(mapping->use);

 etnaviv_iommu_remove_mapping(context, mapping);
 etnaviv_iommu_context_put(mapping->context);
 mapping->context = NULL;
 list_del_init(&mapping->mmu_node);
}

static int etnaviv_iommu_find_iova(struct etnaviv_iommu_context *context,
       struct drm_mm_node *node, size_t size)
{
 struct etnaviv_vram_mapping *free = NULL;
 enum drm_mm_insert_mode mode = DRM_MM_INSERT_LOW;
 int ret;

 lockdep_assert_held(&context->lock);

 while (1) {
  struct etnaviv_vram_mapping *m, *n;
  struct drm_mm_scan scan;
  struct list_head list;
  bool found;

  ret = drm_mm_insert_node_in_range(&context->mm, node,
        size, 0, 0, 0, U64_MAX, mode);
  if (ret != -ENOSPC)
   break;

  /* Try to retire some entries */
  drm_mm_scan_init(&scan, &context->mm, size, 0, 0, mode);

  found = 0;
  INIT_LIST_HEAD(&list);
  list_for_each_entry(free, &context->mappings, mmu_node) {
   /* If this vram node has not been used, skip this. */
   if (!free->vram_node.mm)
    continue;

   /*
 * If the iova is pinned, then it's in-use,
 * so we must keep its mapping.
 */
   if (free->use)
    continue;

   list_add(&free->scan_node, &list);
   if (drm_mm_scan_add_block(&scan, &free->vram_node)) {
    found = true;
    break;
   }
  }

  if (!found) {
   /* Nothing found, clean up and fail */
   list_for_each_entry_safe(m, n, &list, scan_node)
    BUG_ON(drm_mm_scan_remove_block(&scan, &m->vram_node));
   break;
  }

  /*
 * drm_mm does not allow any other operations while
 * scanning, so we have to remove all blocks first.
 * If drm_mm_scan_remove_block() returns false, we
 * can leave the block pinned.
 */
  list_for_each_entry_safe(m, n, &list, scan_node)
   if (!drm_mm_scan_remove_block(&scan, &m->vram_node))
    list_del_init(&m->scan_node);

  /*
 * Unmap the blocks which need to be reaped from the MMU.
 * Clear the mmu pointer to prevent the mapping_get finding
 * this mapping.
 */
  list_for_each_entry_safe(m, n, &list, scan_node) {
   etnaviv_iommu_reap_mapping(m);
   list_del_init(&m->scan_node);
  }

  mode = DRM_MM_INSERT_EVICT;

  /*
 * We removed enough mappings so that the new allocation will
 * succeed, retry the allocation one more time.
 */
 }

 return ret;
}

static int etnaviv_iommu_insert_exact(struct etnaviv_iommu_context *context,
     struct drm_mm_node *node, size_t size, u64 va)
{
 struct etnaviv_vram_mapping *m, *n;
 struct drm_mm_node *scan_node;
 LIST_HEAD(scan_list);
 int ret;

 lockdep_assert_held(&context->lock);

 ret = drm_mm_insert_node_in_range(&context->mm, node, size, 0, 0, va,
       va + size, DRM_MM_INSERT_LOWEST);
 if (ret != -ENOSPC)
  return ret;

 /*
 * When we can't insert the node, due to a existing mapping blocking
 * the address space, there are two possible reasons:
 * 1. Userspace genuinely messed up and tried to reuse address space
 * before the last job using this VMA has finished executing.
 * 2. The existing buffer mappings are idle, but the buffers are not
 * destroyed yet (likely due to being referenced by another context) in
 * which case the mappings will not be cleaned up and we must reap them
 * here to make space for the new mapping.
 */

 drm_mm_for_each_node_in_range(scan_node, &context->mm, va, va + size) {
  m = container_of(scan_node, struct etnaviv_vram_mapping,
     vram_node);

  if (m->use)
   return -ENOSPC;

  list_add(&m->scan_node, &scan_list);
 }

 list_for_each_entry_safe(m, n, &scan_list, scan_node) {
  etnaviv_iommu_reap_mapping(m);
  list_del_init(&m->scan_node);
 }

 return drm_mm_insert_node_in_range(&context->mm, node, size, 0, 0, va,
        va + size, DRM_MM_INSERT_LOWEST);
}

int etnaviv_iommu_map_gem(struct etnaviv_iommu_context *context,
 struct etnaviv_gem_object *etnaviv_obj, u32 memory_base,
 struct etnaviv_vram_mapping *mapping, u64 va)
{
 struct sg_table *sgt = etnaviv_obj->sgt;
 struct drm_mm_node *node;
 int ret;

 lockdep_assert_held(&etnaviv_obj->lock);

 mutex_lock(&context->lock);

 /* v1 MMU can optimize single entry (contiguous) scatterlists */
 if (context->global->version == ETNAVIV_IOMMU_V1 &&
     sgt->nents == 1 && !(etnaviv_obj->flags & ETNA_BO_FORCE_MMU)) {
  u32 iova;

  iova = sg_dma_address(sgt->sgl) - memory_base;
  if (iova < 0x80000000 - sg_dma_len(sgt->sgl)) {
   mapping->iova = iova;
   mapping->context = etnaviv_iommu_context_get(context);
   list_add_tail(&mapping->mmu_node, &context->mappings);
   ret = 0;
   goto unlock;
  }
 }

 node = &mapping->vram_node;

 if (va)
  ret = etnaviv_iommu_insert_exact(context, node, etnaviv_obj->size, va);
 else
  ret = etnaviv_iommu_find_iova(context, node, etnaviv_obj->size);
 if (ret < 0)
  goto unlock;

 mapping->iova = node->start;
 ret = etnaviv_iommu_map(context, node->start, etnaviv_obj->size, sgt,
    ETNAVIV_PROT_READ | ETNAVIV_PROT_WRITE);

 if (ret < 0) {
  drm_mm_remove_node(node);
  goto unlock;
 }

 mapping->context = etnaviv_iommu_context_get(context);
 list_add_tail(&mapping->mmu_node, &context->mappings);
unlock:
 mutex_unlock(&context->lock);

 return ret;
}

void etnaviv_iommu_unmap_gem(struct etnaviv_iommu_context *context,
 struct etnaviv_vram_mapping *mapping)
{
 WARN_ON(mapping->use);

 mutex_lock(&context->lock);

 /* Bail if the mapping has been reaped by another thread */
 if (!mapping->context) {
  mutex_unlock(&context->lock);
  return;
 }

 /* If the vram node is on the mm, unmap and remove the node */
 if (mapping->vram_node.mm == &context->mm)
  etnaviv_iommu_remove_mapping(context, mapping);

 list_del(&mapping->mmu_node);
 mutex_unlock(&context->lock);
 etnaviv_iommu_context_put(context);
}

static void etnaviv_iommu_context_free(struct kref *kref)
{
 struct etnaviv_iommu_context *context =
  container_of(kref, struct etnaviv_iommu_context, refcount);

 etnaviv_cmdbuf_suballoc_unmap(context, &context->cmdbuf_mapping);
 mutex_destroy(&context->lock);
 context->global->ops->free(context);
}
void etnaviv_iommu_context_put(struct etnaviv_iommu_context *context)
{
 kref_put(&context->refcount, etnaviv_iommu_context_free);
}

struct etnaviv_iommu_context *
etnaviv_iommu_context_init(struct etnaviv_iommu_global *global,
      struct etnaviv_cmdbuf_suballoc *suballoc)
{
 struct etnaviv_iommu_context *ctx;
 int ret;

 if (global->version == ETNAVIV_IOMMU_V1)
  ctx = etnaviv_iommuv1_context_alloc(global);
 else
  ctx = etnaviv_iommuv2_context_alloc(global);

 if (!ctx)
  return NULL;

 ret = etnaviv_cmdbuf_suballoc_map(suballoc, ctx, &ctx->cmdbuf_mapping,
       global->memory_base);
 if (ret)
  goto out_free;

 if (global->version == ETNAVIV_IOMMU_V1 &&
     ctx->cmdbuf_mapping.iova > 0x80000000) {
  dev_err(global->dev,
          "command buffer outside valid memory window\n");
  goto out_unmap;
 }

 return ctx;

out_unmap:
 etnaviv_cmdbuf_suballoc_unmap(ctx, &ctx->cmdbuf_mapping);
out_free:
 global->ops->free(ctx);
 return NULL;
}

void etnaviv_iommu_restore(struct etnaviv_gpu *gpu,
      struct etnaviv_iommu_context *context)
{
 context->global->ops->restore(gpu, context);
}

int etnaviv_iommu_get_suballoc_va(struct etnaviv_iommu_context *context,
      struct etnaviv_vram_mapping *mapping,
      u32 memory_base, dma_addr_t paddr,
      size_t size)
{
 mutex_lock(&context->lock);

 if (mapping->use > 0) {
  mapping->use++;
  mutex_unlock(&context->lock);
  return 0;
 }

 /*
 * For MMUv1 we don't add the suballoc region to the pagetables, as
 * those GPUs can only work with cmdbufs accessed through the linear
 * window. Instead we manufacture a mapping to make it look uniform
 * to the upper layers.
 */
 if (context->global->version == ETNAVIV_IOMMU_V1) {
  mapping->iova = paddr - memory_base;
 } else {
  struct drm_mm_node *node = &mapping->vram_node;
  int ret;

  ret = etnaviv_iommu_find_iova(context, node, size);
  if (ret < 0) {
   mutex_unlock(&context->lock);
   return ret;
  }

  mapping->iova = node->start;
  ret = etnaviv_context_map(context, node->start, paddr, size,
       ETNAVIV_PROT_READ);
  if (ret < 0) {
   drm_mm_remove_node(node);
   mutex_unlock(&context->lock);
   return ret;
  }

  context->flush_seq++;
 }

 list_add_tail(&mapping->mmu_node, &context->mappings);
 mapping->use = 1;

 mutex_unlock(&context->lock);

 return 0;
}

void etnaviv_iommu_put_suballoc_va(struct etnaviv_iommu_context *context,
    struct etnaviv_vram_mapping *mapping)
{
 struct drm_mm_node *node = &mapping->vram_node;

 mutex_lock(&context->lock);
 mapping->use--;

 if (mapping->use > 0 || context->global->version == ETNAVIV_IOMMU_V1) {
  mutex_unlock(&context->lock);
  return;
 }

 etnaviv_context_unmap(context, node->start, node->size);
 drm_mm_remove_node(node);
 mutex_unlock(&context->lock);
}

size_t etnaviv_iommu_dump_size(struct etnaviv_iommu_context *context)
{
 return context->global->ops->dump_size(context);
}

void etnaviv_iommu_dump(struct etnaviv_iommu_context *context, void *buf)
{
 context->global->ops->dump(context, buf);
}

int etnaviv_iommu_global_init(struct etnaviv_gpu *gpu)
{
 enum etnaviv_iommu_version version = ETNAVIV_IOMMU_V1;
 struct etnaviv_drm_private *priv = gpu->drm->dev_private;
 struct etnaviv_iommu_global *global;
 struct device *dev = gpu->drm->dev;

 if (gpu->identity.minor_features1 & chipMinorFeatures1_MMU_VERSION)
  version = ETNAVIV_IOMMU_V2;

 if (priv->mmu_global) {
  if (priv->mmu_global->version != version) {
   dev_err(gpu->dev,
    "MMU version doesn't match global version\n");
   return -ENXIO;
  }

  priv->mmu_global->use++;
  return 0;
 }

 global = kzalloc(sizeof(*global), GFP_KERNEL);
 if (!global)
  return -ENOMEM;

 global->bad_page_cpu = dma_alloc_wc(dev, SZ_4K, &global->bad_page_dma,
         GFP_KERNEL);
 if (!global->bad_page_cpu)
  goto free_global;

 memset32(global->bad_page_cpu, 0xdead55aa, SZ_4K / sizeof(u32));

 if (version == ETNAVIV_IOMMU_V2) {
  global->v2.pta_cpu = dma_alloc_wc(dev, ETNAVIV_PTA_SIZE,
            &global->v2.pta_dma, GFP_KERNEL);
  if (!global->v2.pta_cpu)
   goto free_bad_page;
 }

 global->dev = dev;
 global->version = version;
 global->use = 1;
 mutex_init(&global->lock);

 if (version == ETNAVIV_IOMMU_V1)
  global->ops = &etnaviv_iommuv1_ops;
 else
  global->ops = &etnaviv_iommuv2_ops;

 priv->mmu_global = global;

 return 0;

free_bad_page:
 dma_free_wc(dev, SZ_4K, global->bad_page_cpu, global->bad_page_dma);
free_global:
 kfree(global);

 return -ENOMEM;
}

void etnaviv_iommu_global_fini(struct etnaviv_gpu *gpu)
{
 struct etnaviv_drm_private *priv = gpu->drm->dev_private;
 struct etnaviv_iommu_global *global = priv->mmu_global;

 if (!global)
  return;

 if (--global->use > 0)
  return;

 if (global->v2.pta_cpu)
  dma_free_wc(global->dev, ETNAVIV_PTA_SIZE,
       global->v2.pta_cpu, global->v2.pta_dma);

 if (global->bad_page_cpu)
  dma_free_wc(global->dev, SZ_4K,
       global->bad_page_cpu, global->bad_page_dma);

 mutex_destroy(&global->lock);
 kfree(global);

 priv->mmu_global = NULL;
}