Linux-libre 3.16.41-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / include / drm / ttm / ttm_bo_driver.h
1 /**************************************************************************
2  *
3  * Copyright (c) 2006-2009 Vmware, Inc., Palo Alto, CA., USA
4  * All Rights Reserved.
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
7  * copy of this software and associated documentation files (the
8  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
9  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
10  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
11  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
12  * the following conditions:
13  *
14  * The above copyright notice and this permission notice (including the
15  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
16  * of the Software.
17  *
18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
21  * THE COPYRIGHT HOLDERS, AUTHORS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM,
22  * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR
23  * OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE
24  * USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
25  *
26  **************************************************************************/
27 /*
28  * Authors: Thomas Hellstrom <thellstrom-at-vmware-dot-com>
29  */
30 #ifndef _TTM_BO_DRIVER_H_
31 #define _TTM_BO_DRIVER_H_
32
33 #include <ttm/ttm_bo_api.h>
34 #include <ttm/ttm_memory.h>
35 #include <ttm/ttm_module.h>
36 #include <ttm/ttm_placement.h>
37 #include <drm/drm_mm.h>
38 #include <drm/drm_global.h>
39 #include <drm/drm_vma_manager.h>
40 #include <linux/workqueue.h>
41 #include <linux/fs.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/reservation.h>
44
45 struct ttm_backend_func {
46         /**
47          * struct ttm_backend_func member bind
48          *
49          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
50          * @bo_mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg describing the
51          * memory type and location for binding.
52          *
53          * Bind the backend pages into the aperture in the location
54          * indicated by @bo_mem. This function should be able to handle
55          * differences between aperture and system page sizes.
56          */
57         int (*bind) (struct ttm_tt *ttm, struct ttm_mem_reg *bo_mem);
58
59         /**
60          * struct ttm_backend_func member unbind
61          *
62          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
63          *
64          * Unbind previously bound backend pages. This function should be
65          * able to handle differences between aperture and system page sizes.
66          */
67         int (*unbind) (struct ttm_tt *ttm);
68
69         /**
70          * struct ttm_backend_func member destroy
71          *
72          * @ttm: Pointer to a struct ttm_tt.
73          *
74          * Destroy the backend. This will be call back from ttm_tt_destroy so
75          * don't call ttm_tt_destroy from the callback or infinite loop.
76          */
77         void (*destroy) (struct ttm_tt *ttm);
78 };
79
80 #define TTM_PAGE_FLAG_WRITE           (1 << 3)
81 #define TTM_PAGE_FLAG_SWAPPED         (1 << 4)
82 #define TTM_PAGE_FLAG_PERSISTENT_SWAP (1 << 5)
83 #define TTM_PAGE_FLAG_ZERO_ALLOC      (1 << 6)
84 #define TTM_PAGE_FLAG_DMA32           (1 << 7)
85 #define TTM_PAGE_FLAG_SG              (1 << 8)
86
87 enum ttm_caching_state {
88         tt_uncached,
89         tt_wc,
90         tt_cached
91 };
92
93 /**
94  * struct ttm_tt
95  *
96  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
97  * @func: Pointer to a struct ttm_backend_func that describes
98  * the backend methods.
99  * @dummy_read_page: Page to map where the ttm_tt page array contains a NULL
100  * pointer.
101  * @pages: Array of pages backing the data.
102  * @num_pages: Number of pages in the page array.
103  * @bdev: Pointer to the current struct ttm_bo_device.
104  * @be: Pointer to the ttm backend.
105  * @swap_storage: Pointer to shmem struct file for swap storage.
106  * @caching_state: The current caching state of the pages.
107  * @state: The current binding state of the pages.
108  *
109  * This is a structure holding the pages, caching- and aperture binding
110  * status for a buffer object that isn't backed by fixed (VRAM / AGP)
111  * memory.
112  */
113
114 struct ttm_tt {
115         struct ttm_bo_device *bdev;
116         struct ttm_backend_func *func;
117         struct page *dummy_read_page;
118         struct page **pages;
119         uint32_t page_flags;
120         unsigned long num_pages;
121         struct sg_table *sg; /* for SG objects via dma-buf */
122         struct ttm_bo_global *glob;
123         struct file *swap_storage;
124         enum ttm_caching_state caching_state;
125         enum {
126                 tt_bound,
127                 tt_unbound,
128                 tt_unpopulated,
129         } state;
130 };
131
132 /**
133  * struct ttm_dma_tt
134  *
135  * @ttm: Base ttm_tt struct.
136  * @dma_address: The DMA (bus) addresses of the pages
137  * @pages_list: used by some page allocation backend
138  *
139  * This is a structure holding the pages, caching- and aperture binding
140  * status for a buffer object that isn't backed by fixed (VRAM / AGP)
141  * memory.
142  */
143 struct ttm_dma_tt {
144         struct ttm_tt ttm;
145         dma_addr_t *dma_address;
146         struct list_head pages_list;
147 };
148
149 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_FIXED         (1 << 0) /* Fixed (on-card) PCI memory */
150 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_MAPPABLE      (1 << 1) /* Memory mappable */
151 #define TTM_MEMTYPE_FLAG_CMA           (1 << 3) /* Can't map aperture */
152
153 struct ttm_mem_type_manager;
154
155 struct ttm_mem_type_manager_func {
156         /**
157          * struct ttm_mem_type_manager member init
158          *
159          * @man: Pointer to a memory type manager.
160          * @p_size: Implementation dependent, but typically the size of the
161          * range to be managed in pages.
162          *
163          * Called to initialize a private range manager. The function is
164          * expected to initialize the man::priv member.
165          * Returns 0 on success, negative error code on failure.
166          */
167         int  (*init)(struct ttm_mem_type_manager *man, unsigned long p_size);
168
169         /**
170          * struct ttm_mem_type_manager member takedown
171          *
172          * @man: Pointer to a memory type manager.
173          *
174          * Called to undo the setup done in init. All allocated resources
175          * should be freed.
176          */
177         int  (*takedown)(struct ttm_mem_type_manager *man);
178
179         /**
180          * struct ttm_mem_type_manager member get_node
181          *
182          * @man: Pointer to a memory type manager.
183          * @bo: Pointer to the buffer object we're allocating space for.
184          * @placement: Placement details.
185          * @flags: Additional placement flags.
186          * @mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg to be filled in.
187          *
188          * This function should allocate space in the memory type managed
189          * by @man. Placement details if
190          * applicable are given by @placement. If successful,
191          * @mem::mm_node should be set to a non-null value, and
192          * @mem::start should be set to a value identifying the beginning
193          * of the range allocated, and the function should return zero.
194          * If the memory region accommodate the buffer object, @mem::mm_node
195          * should be set to NULL, and the function should return 0.
196          * If a system error occurred, preventing the request to be fulfilled,
197          * the function should return a negative error code.
198          *
199          * Note that @mem::mm_node will only be dereferenced by
200          * struct ttm_mem_type_manager functions and optionally by the driver,
201          * which has knowledge of the underlying type.
202          *
203          * This function may not be called from within atomic context, so
204          * an implementation can and must use either a mutex or a spinlock to
205          * protect any data structures managing the space.
206          */
207         int  (*get_node)(struct ttm_mem_type_manager *man,
208                          struct ttm_buffer_object *bo,
209                          struct ttm_placement *placement,
210                          uint32_t flags,
211                          struct ttm_mem_reg *mem);
212
213         /**
214          * struct ttm_mem_type_manager member put_node
215          *
216          * @man: Pointer to a memory type manager.
217          * @mem: Pointer to a struct ttm_mem_reg to be filled in.
218          *
219          * This function frees memory type resources previously allocated
220          * and that are identified by @mem::mm_node and @mem::start. May not
221          * be called from within atomic context.
222          */
223         void (*put_node)(struct ttm_mem_type_manager *man,
224                          struct ttm_mem_reg *mem);
225
226         /**
227          * struct ttm_mem_type_manager member debug
228          *
229          * @man: Pointer to a memory type manager.
230          * @prefix: Prefix to be used in printout to identify the caller.
231          *
232          * This function is called to print out the state of the memory
233          * type manager to aid debugging of out-of-memory conditions.
234          * It may not be called from within atomic context.
235          */
236         void (*debug)(struct ttm_mem_type_manager *man, const char *prefix);
237 };
238
239 /**
240  * struct ttm_mem_type_manager
241  *
242  * @has_type: The memory type has been initialized.
243  * @use_type: The memory type is enabled.
244  * @flags: TTM_MEMTYPE_XX flags identifying the traits of the memory
245  * managed by this memory type.
246  * @gpu_offset: If used, the GPU offset of the first managed page of
247  * fixed memory or the first managed location in an aperture.
248  * @size: Size of the managed region.
249  * @available_caching: A mask of available caching types, TTM_PL_FLAG_XX,
250  * as defined in ttm_placement_common.h
251  * @default_caching: The default caching policy used for a buffer object
252  * placed in this memory type if the user doesn't provide one.
253  * @func: structure pointer implementing the range manager. See above
254  * @priv: Driver private closure for @func.
255  * @io_reserve_mutex: Mutex optionally protecting shared io_reserve structures
256  * @use_io_reserve_lru: Use an lru list to try to unreserve io_mem_regions
257  * reserved by the TTM vm system.
258  * @io_reserve_lru: Optional lru list for unreserving io mem regions.
259  * @io_reserve_fastpath: Only use bdev::driver::io_mem_reserve to obtain
260  * static information. bdev::driver::io_mem_free is never used.
261  * @lru: The lru list for this memory type.
262  *
263  * This structure is used to identify and manage memory types for a device.
264  * It's set up by the ttm_bo_driver::init_mem_type method.
265  */
266
267
268
269 struct ttm_mem_type_manager {
270         struct ttm_bo_device *bdev;
271
272         /*
273          * No protection. Constant from start.
274          */
275
276         bool has_type;
277         bool use_type;
278         uint32_t flags;
279         unsigned long gpu_offset;
280         uint64_t size;
281         uint32_t available_caching;
282         uint32_t default_caching;
283         const struct ttm_mem_type_manager_func *func;
284         void *priv;
285         struct mutex io_reserve_mutex;
286         bool use_io_reserve_lru;
287         bool io_reserve_fastpath;
288
289         /*
290          * Protected by @io_reserve_mutex:
291          */
292
293         struct list_head io_reserve_lru;
294
295         /*
296          * Protected by the global->lru_lock.
297          */
298
299         struct list_head lru;
300 };
301
302 /**
303  * struct ttm_bo_driver
304  *
305  * @create_ttm_backend_entry: Callback to create a struct ttm_backend.
306  * @invalidate_caches: Callback to invalidate read caches when a buffer object
307  * has been evicted.
308  * @init_mem_type: Callback to initialize a struct ttm_mem_type_manager
309  * structure.
310  * @evict_flags: Callback to obtain placement flags when a buffer is evicted.
311  * @move: Callback for a driver to hook in accelerated functions to
312  * move a buffer.
313  * If set to NULL, a potentially slow memcpy() move is used.
314  * @sync_obj_signaled: See ttm_fence_api.h
315  * @sync_obj_wait: See ttm_fence_api.h
316  * @sync_obj_flush: See ttm_fence_api.h
317  * @sync_obj_unref: See ttm_fence_api.h
318  * @sync_obj_ref: See ttm_fence_api.h
319  */
320
321 struct ttm_bo_driver {
322         /**
323          * ttm_tt_create
324          *
325          * @bdev: pointer to a struct ttm_bo_device:
326          * @size: Size of the data needed backing.
327          * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
328          * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
329          *
330          * Create a struct ttm_tt to back data with system memory pages.
331          * No pages are actually allocated.
332          * Returns:
333          * NULL: Out of memory.
334          */
335         struct ttm_tt *(*ttm_tt_create)(struct ttm_bo_device *bdev,
336                                         unsigned long size,
337                                         uint32_t page_flags,
338                                         struct page *dummy_read_page);
339
340         /**
341          * ttm_tt_populate
342          *
343          * @ttm: The struct ttm_tt to contain the backing pages.
344          *
345          * Allocate all backing pages
346          * Returns:
347          * -ENOMEM: Out of memory.
348          */
349         int (*ttm_tt_populate)(struct ttm_tt *ttm);
350
351         /**
352          * ttm_tt_unpopulate
353          *
354          * @ttm: The struct ttm_tt to contain the backing pages.
355          *
356          * Free all backing page
357          */
358         void (*ttm_tt_unpopulate)(struct ttm_tt *ttm);
359
360         /**
361          * struct ttm_bo_driver member invalidate_caches
362          *
363          * @bdev: the buffer object device.
364          * @flags: new placement of the rebound buffer object.
365          *
366          * A previosly evicted buffer has been rebound in a
367          * potentially new location. Tell the driver that it might
368          * consider invalidating read (texture) caches on the next command
369          * submission as a consequence.
370          */
371
372         int (*invalidate_caches) (struct ttm_bo_device *bdev, uint32_t flags);
373         int (*init_mem_type) (struct ttm_bo_device *bdev, uint32_t type,
374                               struct ttm_mem_type_manager *man);
375         /**
376          * struct ttm_bo_driver member evict_flags:
377          *
378          * @bo: the buffer object to be evicted
379          *
380          * Return the bo flags for a buffer which is not mapped to the hardware.
381          * These will be placed in proposed_flags so that when the move is
382          * finished, they'll end up in bo->mem.flags
383          */
384
385          void(*evict_flags) (struct ttm_buffer_object *bo,
386                                 struct ttm_placement *placement);
387         /**
388          * struct ttm_bo_driver member move:
389          *
390          * @bo: the buffer to move
391          * @evict: whether this motion is evicting the buffer from
392          * the graphics address space
393          * @interruptible: Use interruptible sleeps if possible when sleeping.
394          * @no_wait: whether this should give up and return -EBUSY
395          * if this move would require sleeping
396          * @new_mem: the new memory region receiving the buffer
397          *
398          * Move a buffer between two memory regions.
399          */
400         int (*move) (struct ttm_buffer_object *bo,
401                      bool evict, bool interruptible,
402                      bool no_wait_gpu,
403                      struct ttm_mem_reg *new_mem);
404
405         /**
406          * struct ttm_bo_driver_member verify_access
407          *
408          * @bo: Pointer to a buffer object.
409          * @filp: Pointer to a struct file trying to access the object.
410          *
411          * Called from the map / write / read methods to verify that the
412          * caller is permitted to access the buffer object.
413          * This member may be set to NULL, which will refuse this kind of
414          * access for all buffer objects.
415          * This function should return 0 if access is granted, -EPERM otherwise.
416          */
417         int (*verify_access) (struct ttm_buffer_object *bo,
418                               struct file *filp);
419
420         /**
421          * In case a driver writer dislikes the TTM fence objects,
422          * the driver writer can replace those with sync objects of
423          * his / her own. If it turns out that no driver writer is
424          * using these. I suggest we remove these hooks and plug in
425          * fences directly. The bo driver needs the following functionality:
426          * See the corresponding functions in the fence object API
427          * documentation.
428          */
429
430         bool (*sync_obj_signaled) (void *sync_obj);
431         int (*sync_obj_wait) (void *sync_obj,
432                               bool lazy, bool interruptible);
433         int (*sync_obj_flush) (void *sync_obj);
434         void (*sync_obj_unref) (void **sync_obj);
435         void *(*sync_obj_ref) (void *sync_obj);
436
437         /* hook to notify driver about a driver move so it
438          * can do tiling things */
439         void (*move_notify)(struct ttm_buffer_object *bo,
440                             struct ttm_mem_reg *new_mem);
441         /* notify the driver we are taking a fault on this BO
442          * and have reserved it */
443         int (*fault_reserve_notify)(struct ttm_buffer_object *bo);
444
445         /**
446          * notify the driver that we're about to swap out this bo
447          */
448         void (*swap_notify) (struct ttm_buffer_object *bo);
449
450         /**
451          * Driver callback on when mapping io memory (for bo_move_memcpy
452          * for instance). TTM will take care to call io_mem_free whenever
453          * the mapping is not use anymore. io_mem_reserve & io_mem_free
454          * are balanced.
455          */
456         int (*io_mem_reserve)(struct ttm_bo_device *bdev, struct ttm_mem_reg *mem);
457         void (*io_mem_free)(struct ttm_bo_device *bdev, struct ttm_mem_reg *mem);
458 };
459
460 /**
461  * struct ttm_bo_global_ref - Argument to initialize a struct ttm_bo_global.
462  */
463
464 struct ttm_bo_global_ref {
465         struct drm_global_reference ref;
466         struct ttm_mem_global *mem_glob;
467 };
468
469 /**
470  * struct ttm_bo_global - Buffer object driver global data.
471  *
472  * @mem_glob: Pointer to a struct ttm_mem_global object for accounting.
473  * @dummy_read_page: Pointer to a dummy page used for mapping requests
474  * of unpopulated pages.
475  * @shrink: A shrink callback object used for buffer object swap.
476  * @device_list_mutex: Mutex protecting the device list.
477  * This mutex is held while traversing the device list for pm options.
478  * @lru_lock: Spinlock protecting the bo subsystem lru lists.
479  * @device_list: List of buffer object devices.
480  * @swap_lru: Lru list of buffer objects used for swapping.
481  */
482
483 struct ttm_bo_global {
484
485         /**
486          * Constant after init.
487          */
488
489         struct kobject kobj;
490         struct ttm_mem_global *mem_glob;
491         struct page *dummy_read_page;
492         struct ttm_mem_shrink shrink;
493         struct mutex device_list_mutex;
494         spinlock_t lru_lock;
495
496         /**
497          * Protected by device_list_mutex.
498          */
499         struct list_head device_list;
500
501         /**
502          * Protected by the lru_lock.
503          */
504         struct list_head swap_lru;
505
506         /**
507          * Internal protection.
508          */
509         atomic_t bo_count;
510 };
511
512
513 #define TTM_NUM_MEM_TYPES 8
514
515 #define TTM_BO_PRIV_FLAG_MOVING  0      /* Buffer object is moving and needs
516                                            idling before CPU mapping */
517 #define TTM_BO_PRIV_FLAG_MAX 1
518 /**
519  * struct ttm_bo_device - Buffer object driver device-specific data.
520  *
521  * @driver: Pointer to a struct ttm_bo_driver struct setup by the driver.
522  * @man: An array of mem_type_managers.
523  * @fence_lock: Protects the synchronizing members on *all* bos belonging
524  * to this device.
525  * @vma_manager: Address space manager
526  * lru_lock: Spinlock that protects the buffer+device lru lists and
527  * ddestroy lists.
528  * @val_seq: Current validation sequence.
529  * @dev_mapping: A pointer to the struct address_space representing the
530  * device address space.
531  * @wq: Work queue structure for the delayed delete workqueue.
532  *
533  */
534
535 struct ttm_bo_device {
536
537         /*
538          * Constant after bo device init / atomic.
539          */
540         struct list_head device_list;
541         struct ttm_bo_global *glob;
542         struct ttm_bo_driver *driver;
543         struct ttm_mem_type_manager man[TTM_NUM_MEM_TYPES];
544         spinlock_t fence_lock;
545
546         /*
547          * Protected by internal locks.
548          */
549         struct drm_vma_offset_manager vma_manager;
550
551         /*
552          * Protected by the global:lru lock.
553          */
554         struct list_head ddestroy;
555         uint32_t val_seq;
556
557         /*
558          * Protected by load / firstopen / lastclose /unload sync.
559          */
560
561         struct address_space *dev_mapping;
562
563         /*
564          * Internal protection.
565          */
566
567         struct delayed_work wq;
568
569         bool need_dma32;
570 };
571
572 /**
573  * ttm_flag_masked
574  *
575  * @old: Pointer to the result and original value.
576  * @new: New value of bits.
577  * @mask: Mask of bits to change.
578  *
579  * Convenience function to change a number of bits identified by a mask.
580  */
581
582 static inline uint32_t
583 ttm_flag_masked(uint32_t *old, uint32_t new, uint32_t mask)
584 {
585         *old ^= (*old ^ new) & mask;
586         return *old;
587 }
588
589 /**
590  * ttm_tt_init
591  *
592  * @ttm: The struct ttm_tt.
593  * @bdev: pointer to a struct ttm_bo_device:
594  * @size: Size of the data needed backing.
595  * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
596  * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
597  *
598  * Create a struct ttm_tt to back data with system memory pages.
599  * No pages are actually allocated.
600  * Returns:
601  * NULL: Out of memory.
602  */
603 extern int ttm_tt_init(struct ttm_tt *ttm, struct ttm_bo_device *bdev,
604                         unsigned long size, uint32_t page_flags,
605                         struct page *dummy_read_page);
606 extern int ttm_dma_tt_init(struct ttm_dma_tt *ttm_dma, struct ttm_bo_device *bdev,
607                            unsigned long size, uint32_t page_flags,
608                            struct page *dummy_read_page);
609
610 /**
611  * ttm_tt_fini
612  *
613  * @ttm: the ttm_tt structure.
614  *
615  * Free memory of ttm_tt structure
616  */
617 extern void ttm_tt_fini(struct ttm_tt *ttm);
618 extern void ttm_dma_tt_fini(struct ttm_dma_tt *ttm_dma);
619
620 /**
621  * ttm_ttm_bind:
622  *
623  * @ttm: The struct ttm_tt containing backing pages.
624  * @bo_mem: The struct ttm_mem_reg identifying the binding location.
625  *
626  * Bind the pages of @ttm to an aperture location identified by @bo_mem
627  */
628 extern int ttm_tt_bind(struct ttm_tt *ttm, struct ttm_mem_reg *bo_mem);
629
630 /**
631  * ttm_ttm_destroy:
632  *
633  * @ttm: The struct ttm_tt.
634  *
635  * Unbind, unpopulate and destroy common struct ttm_tt.
636  */
637 extern void ttm_tt_destroy(struct ttm_tt *ttm);
638
639 /**
640  * ttm_ttm_unbind:
641  *
642  * @ttm: The struct ttm_tt.
643  *
644  * Unbind a struct ttm_tt.
645  */
646 extern void ttm_tt_unbind(struct ttm_tt *ttm);
647
648 /**
649  * ttm_tt_swapin:
650  *
651  * @ttm: The struct ttm_tt.
652  *
653  * Swap in a previously swap out ttm_tt.
654  */
655 extern int ttm_tt_swapin(struct ttm_tt *ttm);
656
657 /**
658  * ttm_tt_cache_flush:
659  *
660  * @pages: An array of pointers to struct page:s to flush.
661  * @num_pages: Number of pages to flush.
662  *
663  * Flush the data of the indicated pages from the cpu caches.
664  * This is used when changing caching attributes of the pages from
665  * cache-coherent.
666  */
667 extern void ttm_tt_cache_flush(struct page *pages[], unsigned long num_pages);
668
669 /**
670  * ttm_tt_set_placement_caching:
671  *
672  * @ttm A struct ttm_tt the backing pages of which will change caching policy.
673  * @placement: Flag indicating the desired caching policy.
674  *
675  * This function will change caching policy of any default kernel mappings of
676  * the pages backing @ttm. If changing from cached to uncached or
677  * write-combined,
678  * all CPU caches will first be flushed to make sure the data of the pages
679  * hit RAM. This function may be very costly as it involves global TLB
680  * and cache flushes and potential page splitting / combining.
681  */
682 extern int ttm_tt_set_placement_caching(struct ttm_tt *ttm, uint32_t placement);
683 extern int ttm_tt_swapout(struct ttm_tt *ttm,
684                           struct file *persistent_swap_storage);
685
686 /**
687  * ttm_tt_unpopulate - free pages from a ttm
688  *
689  * @ttm: Pointer to the ttm_tt structure
690  *
691  * Calls the driver method to free all pages from a ttm
692  */
693 extern void ttm_tt_unpopulate(struct ttm_tt *ttm);
694
695 /*
696  * ttm_bo.c
697  */
698
699 /**
700  * ttm_mem_reg_is_pci
701  *
702  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
703  * @mem: A valid struct ttm_mem_reg.
704  *
705  * Returns true if the memory described by @mem is PCI memory,
706  * false otherwise.
707  */
708 extern bool ttm_mem_reg_is_pci(struct ttm_bo_device *bdev,
709                                    struct ttm_mem_reg *mem);
710
711 /**
712  * ttm_bo_mem_space
713  *
714  * @bo: Pointer to a struct ttm_buffer_object. the data of which
715  * we want to allocate space for.
716  * @proposed_placement: Proposed new placement for the buffer object.
717  * @mem: A struct ttm_mem_reg.
718  * @interruptible: Sleep interruptible when sliping.
719  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
720  *
721  * Allocate memory space for the buffer object pointed to by @bo, using
722  * the placement flags in @mem, potentially evicting other idle buffer objects.
723  * This function may sleep while waiting for space to become available.
724  * Returns:
725  * -EBUSY: No space available (only if no_wait == 1).
726  * -ENOMEM: Could not allocate memory for the buffer object, either due to
727  * fragmentation or concurrent allocators.
728  * -ERESTARTSYS: An interruptible sleep was interrupted by a signal.
729  */
730 extern int ttm_bo_mem_space(struct ttm_buffer_object *bo,
731                                 struct ttm_placement *placement,
732                                 struct ttm_mem_reg *mem,
733                                 bool interruptible,
734                                 bool no_wait_gpu);
735
736 extern void ttm_bo_mem_put(struct ttm_buffer_object *bo,
737                            struct ttm_mem_reg *mem);
738 extern void ttm_bo_mem_put_locked(struct ttm_buffer_object *bo,
739                                   struct ttm_mem_reg *mem);
740
741 extern void ttm_bo_global_release(struct drm_global_reference *ref);
742 extern int ttm_bo_global_init(struct drm_global_reference *ref);
743
744 extern int ttm_bo_device_release(struct ttm_bo_device *bdev);
745
746 /**
747  * ttm_bo_device_init
748  *
749  * @bdev: A pointer to a struct ttm_bo_device to initialize.
750  * @glob: A pointer to an initialized struct ttm_bo_global.
751  * @driver: A pointer to a struct ttm_bo_driver set up by the caller.
752  * @mapping: The address space to use for this bo.
753  * @file_page_offset: Offset into the device address space that is available
754  * for buffer data. This ensures compatibility with other users of the
755  * address space.
756  *
757  * Initializes a struct ttm_bo_device:
758  * Returns:
759  * !0: Failure.
760  */
761 extern int ttm_bo_device_init(struct ttm_bo_device *bdev,
762                               struct ttm_bo_global *glob,
763                               struct ttm_bo_driver *driver,
764                               struct address_space *mapping,
765                               uint64_t file_page_offset, bool need_dma32);
766
767 /**
768  * ttm_bo_unmap_virtual
769  *
770  * @bo: tear down the virtual mappings for this BO
771  */
772 extern void ttm_bo_unmap_virtual(struct ttm_buffer_object *bo);
773
774 /**
775  * ttm_bo_unmap_virtual
776  *
777  * @bo: tear down the virtual mappings for this BO
778  *
779  * The caller must take ttm_mem_io_lock before calling this function.
780  */
781 extern void ttm_bo_unmap_virtual_locked(struct ttm_buffer_object *bo);
782
783 extern int ttm_mem_io_reserve_vm(struct ttm_buffer_object *bo);
784 extern void ttm_mem_io_free_vm(struct ttm_buffer_object *bo);
785 extern int ttm_mem_io_lock(struct ttm_mem_type_manager *man,
786                            bool interruptible);
787 extern void ttm_mem_io_unlock(struct ttm_mem_type_manager *man);
788
789 extern void ttm_bo_del_sub_from_lru(struct ttm_buffer_object *bo);
790 extern void ttm_bo_add_to_lru(struct ttm_buffer_object *bo);
791
792 /**
793  * __ttm_bo_reserve:
794  *
795  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
796  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
797  * @no_wait: Don't sleep while trying to reserve, rather return -EBUSY.
798  * @use_ticket: If @bo is already reserved, Only sleep waiting for
799  * it to become unreserved if @ticket->stamp is older.
800  *
801  * Will not remove reserved buffers from the lru lists.
802  * Otherwise identical to ttm_bo_reserve.
803  *
804  * Returns:
805  * -EDEADLK: The reservation may cause a deadlock.
806  * Release all buffer reservations, wait for @bo to become unreserved and
807  * try again. (only if use_sequence == 1).
808  * -ERESTARTSYS: A wait for the buffer to become unreserved was interrupted by
809  * a signal. Release all buffer reservations and return to user-space.
810  * -EBUSY: The function needed to sleep, but @no_wait was true
811  * -EALREADY: Bo already reserved using @ticket. This error code will only
812  * be returned if @use_ticket is set to true.
813  */
814 static inline int __ttm_bo_reserve(struct ttm_buffer_object *bo,
815                                    bool interruptible,
816                                    bool no_wait, bool use_ticket,
817                                    struct ww_acquire_ctx *ticket)
818 {
819         int ret = 0;
820
821         if (no_wait) {
822                 bool success;
823                 if (WARN_ON(ticket))
824                         return -EBUSY;
825
826                 success = ww_mutex_trylock(&bo->resv->lock);
827                 return success ? 0 : -EBUSY;
828         }
829
830         if (interruptible)
831                 ret = ww_mutex_lock_interruptible(&bo->resv->lock, ticket);
832         else
833                 ret = ww_mutex_lock(&bo->resv->lock, ticket);
834         if (ret == -EINTR)
835                 return -ERESTARTSYS;
836         return ret;
837 }
838
839 /**
840  * ttm_bo_reserve:
841  *
842  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
843  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
844  * @no_wait: Don't sleep while trying to reserve, rather return -EBUSY.
845  * @use_ticket: If @bo is already reserved, Only sleep waiting for
846  * it to become unreserved if @ticket->stamp is older.
847  *
848  * Locks a buffer object for validation. (Or prevents other processes from
849  * locking it for validation) and removes it from lru lists, while taking
850  * a number of measures to prevent deadlocks.
851  *
852  * Deadlocks may occur when two processes try to reserve multiple buffers in
853  * different order, either by will or as a result of a buffer being evicted
854  * to make room for a buffer already reserved. (Buffers are reserved before
855  * they are evicted). The following algorithm prevents such deadlocks from
856  * occurring:
857  * Processes attempting to reserve multiple buffers other than for eviction,
858  * (typically execbuf), should first obtain a unique 32-bit
859  * validation sequence number,
860  * and call this function with @use_ticket == 1 and @ticket->stamp == the unique
861  * sequence number. If upon call of this function, the buffer object is already
862  * reserved, the validation sequence is checked against the validation
863  * sequence of the process currently reserving the buffer,
864  * and if the current validation sequence is greater than that of the process
865  * holding the reservation, the function returns -EAGAIN. Otherwise it sleeps
866  * waiting for the buffer to become unreserved, after which it retries
867  * reserving.
868  * The caller should, when receiving an -EAGAIN error
869  * release all its buffer reservations, wait for @bo to become unreserved, and
870  * then rerun the validation with the same validation sequence. This procedure
871  * will always guarantee that the process with the lowest validation sequence
872  * will eventually succeed, preventing both deadlocks and starvation.
873  *
874  * Returns:
875  * -EDEADLK: The reservation may cause a deadlock.
876  * Release all buffer reservations, wait for @bo to become unreserved and
877  * try again. (only if use_sequence == 1).
878  * -ERESTARTSYS: A wait for the buffer to become unreserved was interrupted by
879  * a signal. Release all buffer reservations and return to user-space.
880  * -EBUSY: The function needed to sleep, but @no_wait was true
881  * -EALREADY: Bo already reserved using @ticket. This error code will only
882  * be returned if @use_ticket is set to true.
883  */
884 static inline int ttm_bo_reserve(struct ttm_buffer_object *bo,
885                                  bool interruptible,
886                                  bool no_wait, bool use_ticket,
887                                  struct ww_acquire_ctx *ticket)
888 {
889         int ret;
890
891         WARN_ON(!atomic_read(&bo->kref.refcount));
892
893         ret = __ttm_bo_reserve(bo, interruptible, no_wait, use_ticket, ticket);
894         if (likely(ret == 0))
895                 ttm_bo_del_sub_from_lru(bo);
896
897         return ret;
898 }
899
900 /**
901  * ttm_bo_reserve_slowpath:
902  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
903  * @interruptible: Sleep interruptible if waiting.
904  * @sequence: Set (@bo)->sequence to this value after lock
905  *
906  * This is called after ttm_bo_reserve returns -EAGAIN and we backed off
907  * from all our other reservations. Because there are no other reservations
908  * held by us, this function cannot deadlock any more.
909  */
910 static inline int ttm_bo_reserve_slowpath(struct ttm_buffer_object *bo,
911                                           bool interruptible,
912                                           struct ww_acquire_ctx *ticket)
913 {
914         int ret = 0;
915
916         WARN_ON(!atomic_read(&bo->kref.refcount));
917
918         if (interruptible)
919                 ret = ww_mutex_lock_slow_interruptible(&bo->resv->lock,
920                                                        ticket);
921         else
922                 ww_mutex_lock_slow(&bo->resv->lock, ticket);
923
924         if (likely(ret == 0))
925                 ttm_bo_del_sub_from_lru(bo);
926         else if (ret == -EINTR)
927                 ret = -ERESTARTSYS;
928
929         return ret;
930 }
931
932 /**
933  * __ttm_bo_unreserve
934  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
935  *
936  * Unreserve a previous reservation of @bo where the buffer object is
937  * already on lru lists.
938  */
939 static inline void __ttm_bo_unreserve(struct ttm_buffer_object *bo)
940 {
941         ww_mutex_unlock(&bo->resv->lock);
942 }
943
944 /**
945  * ttm_bo_unreserve
946  *
947  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
948  *
949  * Unreserve a previous reservation of @bo.
950  */
951 static inline void ttm_bo_unreserve(struct ttm_buffer_object *bo)
952 {
953         if (!(bo->mem.placement & TTM_PL_FLAG_NO_EVICT)) {
954                 spin_lock(&bo->glob->lru_lock);
955                 ttm_bo_add_to_lru(bo);
956                 spin_unlock(&bo->glob->lru_lock);
957         }
958         __ttm_bo_unreserve(bo);
959 }
960
961 /**
962  * ttm_bo_unreserve_ticket
963  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
964  * @ticket: ww_acquire_ctx used for reserving
965  *
966  * Unreserve a previous reservation of @bo made with @ticket.
967  */
968 static inline void ttm_bo_unreserve_ticket(struct ttm_buffer_object *bo,
969                                            struct ww_acquire_ctx *t)
970 {
971         ttm_bo_unreserve(bo);
972 }
973
974 /*
975  * ttm_bo_util.c
976  */
977
978 int ttm_mem_io_reserve(struct ttm_bo_device *bdev,
979                        struct ttm_mem_reg *mem);
980 void ttm_mem_io_free(struct ttm_bo_device *bdev,
981                      struct ttm_mem_reg *mem);
982 /**
983  * ttm_bo_move_ttm
984  *
985  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
986  * @evict: 1: This is an eviction. Don't try to pipeline.
987  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
988  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
989  *
990  * Optimized move function for a buffer object with both old and
991  * new placement backed by a TTM. The function will, if successful,
992  * free any old aperture space, and set (@new_mem)->mm_node to NULL,
993  * and update the (@bo)->mem placement flags. If unsuccessful, the old
994  * data remains untouched, and it's up to the caller to free the
995  * memory space indicated by @new_mem.
996  * Returns:
997  * !0: Failure.
998  */
999
1000 extern int ttm_bo_move_ttm(struct ttm_buffer_object *bo,
1001                            bool evict, bool no_wait_gpu,
1002                            struct ttm_mem_reg *new_mem);
1003
1004 /**
1005  * ttm_bo_move_memcpy
1006  *
1007  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1008  * @evict: 1: This is an eviction. Don't try to pipeline.
1009  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
1010  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1011  *
1012  * Fallback move function for a mappable buffer object in mappable memory.
1013  * The function will, if successful,
1014  * free any old aperture space, and set (@new_mem)->mm_node to NULL,
1015  * and update the (@bo)->mem placement flags. If unsuccessful, the old
1016  * data remains untouched, and it's up to the caller to free the
1017  * memory space indicated by @new_mem.
1018  * Returns:
1019  * !0: Failure.
1020  */
1021
1022 extern int ttm_bo_move_memcpy(struct ttm_buffer_object *bo,
1023                               bool evict, bool no_wait_gpu,
1024                               struct ttm_mem_reg *new_mem);
1025
1026 /**
1027  * ttm_bo_free_old_node
1028  *
1029  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1030  *
1031  * Utility function to free an old placement after a successful move.
1032  */
1033 extern void ttm_bo_free_old_node(struct ttm_buffer_object *bo);
1034
1035 /**
1036  * ttm_bo_move_accel_cleanup.
1037  *
1038  * @bo: A pointer to a struct ttm_buffer_object.
1039  * @sync_obj: A sync object that signals when moving is complete.
1040  * @evict: This is an evict move. Don't return until the buffer is idle.
1041  * @no_wait_gpu: Return immediately if the GPU is busy.
1042  * @new_mem: struct ttm_mem_reg indicating where to move.
1043  *
1044  * Accelerated move function to be called when an accelerated move
1045  * has been scheduled. The function will create a new temporary buffer object
1046  * representing the old placement, and put the sync object on both buffer
1047  * objects. After that the newly created buffer object is unref'd to be
1048  * destroyed when the move is complete. This will help pipeline
1049  * buffer moves.
1050  */
1051
1052 extern int ttm_bo_move_accel_cleanup(struct ttm_buffer_object *bo,
1053                                      void *sync_obj,
1054                                      bool evict, bool no_wait_gpu,
1055                                      struct ttm_mem_reg *new_mem);
1056 /**
1057  * ttm_io_prot
1058  *
1059  * @c_state: Caching state.
1060  * @tmp: Page protection flag for a normal, cached mapping.
1061  *
1062  * Utility function that returns the pgprot_t that should be used for
1063  * setting up a PTE with the caching model indicated by @c_state.
1064  */
1065 extern pgprot_t ttm_io_prot(uint32_t caching_flags, pgprot_t tmp);
1066
1067 extern const struct ttm_mem_type_manager_func ttm_bo_manager_func;
1068
1069 #if (defined(CONFIG_AGP) || (defined(CONFIG_AGP_MODULE) && defined(MODULE)))
1070 #define TTM_HAS_AGP
1071 #include <linux/agp_backend.h>
1072
1073 /**
1074  * ttm_agp_tt_create
1075  *
1076  * @bdev: Pointer to a struct ttm_bo_device.
1077  * @bridge: The agp bridge this device is sitting on.
1078  * @size: Size of the data needed backing.
1079  * @page_flags: Page flags as identified by TTM_PAGE_FLAG_XX flags.
1080  * @dummy_read_page: See struct ttm_bo_device.
1081  *
1082  *
1083  * Create a TTM backend that uses the indicated AGP bridge as an aperture
1084  * for TT memory. This function uses the linux agpgart interface to
1085  * bind and unbind memory backing a ttm_tt.
1086  */
1087 extern struct ttm_tt *ttm_agp_tt_create(struct ttm_bo_device *bdev,
1088                                         struct agp_bridge_data *bridge,
1089                                         unsigned long size, uint32_t page_flags,
1090                                         struct page *dummy_read_page);
1091 int ttm_agp_tt_populate(struct ttm_tt *ttm);
1092 void ttm_agp_tt_unpopulate(struct ttm_tt *ttm);
1093 #endif
1094
1095 #endif