Quelle  lima_vm.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
/* Copyright 2017-2019 Qiang Yu <yuq825@gmail.com> */

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

#include "lima_device.h"
#include "lima_vm.h"
#include "lima_gem.h"
#include "lima_regs.h"

struct lima_bo_va {
 struct list_head list;
 unsigned int ref_count;

 struct drm_mm_node node;

 struct lima_vm *vm;
};

#define LIMA_VM_PD_SHIFT 22
#define LIMA_VM_PT_SHIFT 12
#define LIMA_VM_PB_SHIFT (LIMA_VM_PD_SHIFT + LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT_SHIFT)
#define LIMA_VM_BT_SHIFT LIMA_VM_PT_SHIFT

#define LIMA_VM_PT_MASK ((1 << LIMA_VM_PD_SHIFT) - 1)
#define LIMA_VM_BT_MASK ((1 << LIMA_VM_PB_SHIFT) - 1)

#define LIMA_PDE(va) (va >> LIMA_VM_PD_SHIFT)
#define LIMA_PTE(va) ((va & LIMA_VM_PT_MASK) >> LIMA_VM_PT_SHIFT)
#define LIMA_PBE(va) (va >> LIMA_VM_PB_SHIFT)
#define LIMA_BTE(va) ((va & LIMA_VM_BT_MASK) >> LIMA_VM_BT_SHIFT)


static void lima_vm_unmap_range(struct lima_vm *vm, u32 start, u32 end)
{
 u32 addr;

 for (addr = start; addr <= end; addr += LIMA_PAGE_SIZE) {
  u32 pbe = LIMA_PBE(addr);
  u32 bte = LIMA_BTE(addr);

  vm->bts[pbe].cpu[bte] = 0;
 }
}

static int lima_vm_map_page(struct lima_vm *vm, dma_addr_t pa, u32 va)
{
 u32 pbe = LIMA_PBE(va);
 u32 bte = LIMA_BTE(va);

 if (!vm->bts[pbe].cpu) {
  dma_addr_t pts;
  u32 *pd;
  int j;

  vm->bts[pbe].cpu = dma_alloc_wc(
   vm->dev->dev, LIMA_PAGE_SIZE << LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT_SHIFT,
   &vm->bts[pbe].dma, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_ZERO);
  if (!vm->bts[pbe].cpu)
   return -ENOMEM;

  pts = vm->bts[pbe].dma;
  pd = vm->pd.cpu + (pbe << LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT_SHIFT);
  for (j = 0; j < LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT; j++) {
   pd[j] = pts | LIMA_VM_FLAG_PRESENT;
   pts += LIMA_PAGE_SIZE;
  }
 }

 vm->bts[pbe].cpu[bte] = pa | LIMA_VM_FLAGS_CACHE;

 return 0;
}

static struct lima_bo_va *
lima_vm_bo_find(struct lima_vm *vm, struct lima_bo *bo)
{
 struct lima_bo_va *bo_va, *ret = NULL;

 list_for_each_entry(bo_va, &bo->va, list) {
  if (bo_va->vm == vm) {
   ret = bo_va;
   break;
  }
 }

 return ret;
}

int lima_vm_bo_add(struct lima_vm *vm, struct lima_bo *bo, bool create)
{
 struct lima_bo_va *bo_va;
 struct sg_dma_page_iter sg_iter;
 int offset = 0, err;

 mutex_lock(&bo->lock);

 bo_va = lima_vm_bo_find(vm, bo);
 if (bo_va) {
  bo_va->ref_count++;
  mutex_unlock(&bo->lock);
  return 0;
 }

 /* should not create new bo_va if not asked by caller */
 if (!create) {
  mutex_unlock(&bo->lock);
  return -ENOENT;
 }

 bo_va = kzalloc(sizeof(*bo_va), GFP_KERNEL);
 if (!bo_va) {
  err = -ENOMEM;
  goto err_out0;
 }

 bo_va->vm = vm;
 bo_va->ref_count = 1;

 mutex_lock(&vm->lock);

 err = drm_mm_insert_node(&vm->mm, &bo_va->node, lima_bo_size(bo));
 if (err)
  goto err_out1;

 for_each_sgtable_dma_page(bo->base.sgt, &sg_iter, 0) {
  err = lima_vm_map_page(vm, sg_page_iter_dma_address(&sg_iter),
           bo_va->node.start + offset);
  if (err)
   goto err_out2;

  offset += PAGE_SIZE;
 }

 mutex_unlock(&vm->lock);

 list_add_tail(&bo_va->list, &bo->va);

 mutex_unlock(&bo->lock);
 return 0;

err_out2:
 if (offset)
  lima_vm_unmap_range(vm, bo_va->node.start, bo_va->node.start + offset - 1);
 drm_mm_remove_node(&bo_va->node);
err_out1:
 mutex_unlock(&vm->lock);
 kfree(bo_va);
err_out0:
 mutex_unlock(&bo->lock);
 return err;
}

void lima_vm_bo_del(struct lima_vm *vm, struct lima_bo *bo)
{
 struct lima_bo_va *bo_va;
 u32 size;

 mutex_lock(&bo->lock);

 bo_va = lima_vm_bo_find(vm, bo);
 if (--bo_va->ref_count > 0) {
  mutex_unlock(&bo->lock);
  return;
 }

 mutex_lock(&vm->lock);

 size = bo->heap_size ? bo->heap_size : bo_va->node.size;
 lima_vm_unmap_range(vm, bo_va->node.start,
       bo_va->node.start + size - 1);

 drm_mm_remove_node(&bo_va->node);

 mutex_unlock(&vm->lock);

 list_del(&bo_va->list);

 mutex_unlock(&bo->lock);

 kfree(bo_va);
}

u32 lima_vm_get_va(struct lima_vm *vm, struct lima_bo *bo)
{
 struct lima_bo_va *bo_va;
 u32 ret;

 mutex_lock(&bo->lock);

 bo_va = lima_vm_bo_find(vm, bo);
 ret = bo_va->node.start;

 mutex_unlock(&bo->lock);

 return ret;
}

struct lima_vm *lima_vm_create(struct lima_device *dev)
{
 struct lima_vm *vm;

 vm = kzalloc(sizeof(*vm), GFP_KERNEL);
 if (!vm)
  return NULL;

 vm->dev = dev;
 mutex_init(&vm->lock);
 kref_init(&vm->refcount);

 vm->pd.cpu = dma_alloc_wc(dev->dev, LIMA_PAGE_SIZE, &vm->pd.dma,
      GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_ZERO);
 if (!vm->pd.cpu)
  goto err_out0;

 if (dev->dlbu_cpu) {
  int err = lima_vm_map_page(
   vm, dev->dlbu_dma, LIMA_VA_RESERVE_DLBU);
  if (err)
   goto err_out1;
 }

 drm_mm_init(&vm->mm, dev->va_start, dev->va_end - dev->va_start);

 return vm;

err_out1:
 dma_free_wc(dev->dev, LIMA_PAGE_SIZE, vm->pd.cpu, vm->pd.dma);
err_out0:
 kfree(vm);
 return NULL;
}

void lima_vm_release(struct kref *kref)
{
 struct lima_vm *vm = container_of(kref, struct lima_vm, refcount);
 int i;

 drm_mm_takedown(&vm->mm);

 for (i = 0; i < LIMA_VM_NUM_BT; i++) {
  if (vm->bts[i].cpu)
   dma_free_wc(vm->dev->dev, LIMA_PAGE_SIZE << LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT_SHIFT,
        vm->bts[i].cpu, vm->bts[i].dma);
 }

 if (vm->pd.cpu)
  dma_free_wc(vm->dev->dev, LIMA_PAGE_SIZE, vm->pd.cpu, vm->pd.dma);

 kfree(vm);
}

void lima_vm_print(struct lima_vm *vm)
{
 int i, j, k;
 u32 *pd, *pt;

 if (!vm->pd.cpu)
  return;

 pd = vm->pd.cpu;
 for (i = 0; i < LIMA_VM_NUM_BT; i++) {
  if (!vm->bts[i].cpu)
   continue;

  pt = vm->bts[i].cpu;
  for (j = 0; j < LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT; j++) {
   int idx = (i << LIMA_VM_NUM_PT_PER_BT_SHIFT) + j;

   printk(KERN_INFO "lima vm pd %03x:%08x\n", idx, pd[idx]);

   for (k = 0; k < LIMA_PAGE_ENT_NUM; k++) {
    u32 pte = *pt++;

    if (pte)
     printk(KERN_INFO " pt %03x:%08x\n", k, pte);
   }
  }
 }
}

int lima_vm_map_bo(struct lima_vm *vm, struct lima_bo *bo, int pageoff)
{
 struct lima_bo_va *bo_va;
 struct sg_dma_page_iter sg_iter;
 int offset = 0, err;
 u32 base;

 mutex_lock(&bo->lock);

 bo_va = lima_vm_bo_find(vm, bo);
 if (!bo_va) {
  err = -ENOENT;
  goto err_out0;
 }

 mutex_lock(&vm->lock);

 base = bo_va->node.start + (pageoff << PAGE_SHIFT);
 for_each_sgtable_dma_page(bo->base.sgt, &sg_iter, pageoff) {
  err = lima_vm_map_page(vm, sg_page_iter_dma_address(&sg_iter),
           base + offset);
  if (err)
   goto err_out1;

  offset += PAGE_SIZE;
 }

 mutex_unlock(&vm->lock);

 mutex_unlock(&bo->lock);
 return 0;

err_out1:
 if (offset)
  lima_vm_unmap_range(vm, base, base + offset - 1);
 mutex_unlock(&vm->lock);
err_out0:
 mutex_unlock(&bo->lock);
 return err;
}