drm/radeon/kms: don't fail if we fail to init GPU acceleration
[safe/jmp/linux-2.6] / include / drm / ttm / ttm_bo_api.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
31 #ifndef _TTM_BO_API_H_
32 #define _TTM_BO_API_H_
33
34 #include "drm_hashtab.h"
35 #include <linux/kref.h>
36 #include <linux/list.h>
37 #include <linux/wait.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/mm.h>
40 #include <linux/rbtree.h>
41 #include <linux/bitmap.h>
42
43 struct ttm_bo_device;
44
45 struct drm_mm_node;
46
47 /**
48  * struct ttm_mem_reg
49  *
50  * @mm_node: Memory manager node.
51  * @size: Requested size of memory region.
52  * @num_pages: Actual size of memory region in pages.
53  * @page_alignment: Page alignment.
54  * @placement: Placement flags.
55  *
56  * Structure indicating the placement and space resources used by a
57  * buffer object.
58  */
59
60 struct ttm_mem_reg {
61         struct drm_mm_node *mm_node;
62         unsigned long size;
63         unsigned long num_pages;
64         uint32_t page_alignment;
65         uint32_t mem_type;
66         uint32_t placement;
67 };
68
69 /**
70  * enum ttm_bo_type
71  *
72  * @ttm_bo_type_device: These are 'normal' buffers that can
73  * be mmapped by user space. Each of these bos occupy a slot in the
74  * device address space, that can be used for normal vm operations.
75  *
76  * @ttm_bo_type_user: These are user-space memory areas that are made
77  * available to the GPU by mapping the buffer pages into the GPU aperture
78  * space. These buffers cannot be mmaped from the device address space.
79  *
80  * @ttm_bo_type_kernel: These buffers are like ttm_bo_type_device buffers,
81  * but they cannot be accessed from user-space. For kernel-only use.
82  */
83
84 enum ttm_bo_type {
85         ttm_bo_type_device,
86         ttm_bo_type_user,
87         ttm_bo_type_kernel
88 };
89
90 struct ttm_tt;
91
92 /**
93  * struct ttm_buffer_object
94  *
95  * @bdev: Pointer to the buffer object device structure.
96  * @buffer_start: The virtual user-space start address of ttm_bo_type_user
97  * buffers.
98  * @type: The bo type.
99  * @destroy: Destruction function. If NULL, kfree is used.
100  * @num_pages: Actual number of pages.
101  * @addr_space_offset: Address space offset.
102  * @acc_size: Accounted size for this object.
103  * @kref: Reference count of this buffer object. When this refcount reaches
104  * zero, the object is put on the delayed delete list.
105  * @list_kref: List reference count of this buffer object. This member is
106  * used to avoid destruction while the buffer object is still on a list.
107  * Lru lists may keep one refcount, the delayed delete list, and kref != 0
108  * keeps one refcount. When this refcount reaches zero,
109  * the object is destroyed.
110  * @event_queue: Queue for processes waiting on buffer object status change.
111  * @lock: spinlock protecting mostly synchronization members.
112  * @proposed_placement: Proposed placement for the buffer. Changed only by the
113  * creator prior to validation as opposed to bo->mem.proposed_flags which is
114  * changed by the implementation prior to a buffer move if it wants to outsmart
115  * the buffer creator / user. This latter happens, for example, at eviction.
116  * @mem: structure describing current placement.
117  * @persistant_swap_storage: Usually the swap storage is deleted for buffers
118  * pinned in physical memory. If this behaviour is not desired, this member
119  * holds a pointer to a persistant shmem object.
120  * @ttm: TTM structure holding system pages.
121  * @evicted: Whether the object was evicted without user-space knowing.
122  * @cpu_writes: For synchronization. Number of cpu writers.
123  * @lru: List head for the lru list.
124  * @ddestroy: List head for the delayed destroy list.
125  * @swap: List head for swap LRU list.
126  * @val_seq: Sequence of the validation holding the @reserved lock.
127  * Used to avoid starvation when many processes compete to validate the
128  * buffer. This member is protected by the bo_device::lru_lock.
129  * @seq_valid: The value of @val_seq is valid. This value is protected by
130  * the bo_device::lru_lock.
131  * @reserved: Deadlock-free lock used for synchronization state transitions.
132  * @sync_obj_arg: Opaque argument to synchronization object function.
133  * @sync_obj: Pointer to a synchronization object.
134  * @priv_flags: Flags describing buffer object internal state.
135  * @vm_rb: Rb node for the vm rb tree.
136  * @vm_node: Address space manager node.
137  * @offset: The current GPU offset, which can have different meanings
138  * depending on the memory type. For SYSTEM type memory, it should be 0.
139  * @cur_placement: Hint of current placement.
140  *
141  * Base class for TTM buffer object, that deals with data placement and CPU
142  * mappings. GPU mappings are really up to the driver, but for simpler GPUs
143  * the driver can usually use the placement offset @offset directly as the
144  * GPU virtual address. For drivers implementing multiple
145  * GPU memory manager contexts, the driver should manage the address space
146  * in these contexts separately and use these objects to get the correct
147  * placement and caching for these GPU maps. This makes it possible to use
148  * these objects for even quite elaborate memory management schemes.
149  * The destroy member, the API visibility of this object makes it possible
150  * to derive driver specific types.
151  */
152
153 struct ttm_buffer_object {
154         /**
155          * Members constant at init.
156          */
157
158         struct ttm_bo_global *glob;
159         struct ttm_bo_device *bdev;
160         unsigned long buffer_start;
161         enum ttm_bo_type type;
162         void (*destroy) (struct ttm_buffer_object *);
163         unsigned long num_pages;
164         uint64_t addr_space_offset;
165         size_t acc_size;
166
167         /**
168         * Members not needing protection.
169         */
170
171         struct kref kref;
172         struct kref list_kref;
173         wait_queue_head_t event_queue;
174         spinlock_t lock;
175
176         /**
177          * Members protected by the bo::reserved lock.
178          */
179
180         uint32_t proposed_placement;
181         struct ttm_mem_reg mem;
182         struct file *persistant_swap_storage;
183         struct ttm_tt *ttm;
184         bool evicted;
185
186         /**
187          * Members protected by the bo::reserved lock only when written to.
188          */
189
190         atomic_t cpu_writers;
191
192         /**
193          * Members protected by the bdev::lru_lock.
194          */
195
196         struct list_head lru;
197         struct list_head ddestroy;
198         struct list_head swap;
199         uint32_t val_seq;
200         bool seq_valid;
201
202         /**
203          * Members protected by the bdev::lru_lock
204          * only when written to.
205          */
206
207         atomic_t reserved;
208
209
210         /**
211          * Members protected by the bo::lock
212          */
213
214         void *sync_obj_arg;
215         void *sync_obj;
216         unsigned long priv_flags;
217
218         /**
219          * Members protected by the bdev::vm_lock
220          */
221
222         struct rb_node vm_rb;
223         struct drm_mm_node *vm_node;
224
225
226         /**
227          * Special members that are protected by the reserve lock
228          * and the bo::lock when written to. Can be read with
229          * either of these locks held.
230          */
231
232         unsigned long offset;
233         uint32_t cur_placement;
234 };
235
236 /**
237  * struct ttm_bo_kmap_obj
238  *
239  * @virtual: The current kernel virtual address.
240  * @page: The page when kmap'ing a single page.
241  * @bo_kmap_type: Type of bo_kmap.
242  *
243  * Object describing a kernel mapping. Since a TTM bo may be located
244  * in various memory types with various caching policies, the
245  * mapping can either be an ioremap, a vmap, a kmap or part of a
246  * premapped region.
247  */
248
249 #define TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK 0x80
250 struct ttm_bo_kmap_obj {
251         void *virtual;
252         struct page *page;
253         enum {
254                 ttm_bo_map_iomap        = 1 | TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK,
255                 ttm_bo_map_vmap         = 2,
256                 ttm_bo_map_kmap         = 3,
257                 ttm_bo_map_premapped    = 4 | TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK,
258         } bo_kmap_type;
259 };
260
261 /**
262  * ttm_bo_reference - reference a struct ttm_buffer_object
263  *
264  * @bo: The buffer object.
265  *
266  * Returns a refcounted pointer to a buffer object.
267  */
268
269 static inline struct ttm_buffer_object *
270 ttm_bo_reference(struct ttm_buffer_object *bo)
271 {
272         kref_get(&bo->kref);
273         return bo;
274 }
275
276 /**
277  * ttm_bo_wait - wait for buffer idle.
278  *
279  * @bo:  The buffer object.
280  * @interruptible:  Use interruptible wait.
281  * @no_wait:  Return immediately if buffer is busy.
282  *
283  * This function must be called with the bo::mutex held, and makes
284  * sure any previous rendering to the buffer is completed.
285  * Note: It might be necessary to block validations before the
286  * wait by reserving the buffer.
287  * Returns -EBUSY if no_wait is true and the buffer is busy.
288  * Returns -ERESTART if interrupted by a signal.
289  */
290 extern int ttm_bo_wait(struct ttm_buffer_object *bo, bool lazy,
291                        bool interruptible, bool no_wait);
292 /**
293  * ttm_buffer_object_validate
294  *
295  * @bo: The buffer object.
296  * @proposed_placement: Proposed_placement for the buffer object.
297  * @interruptible: Sleep interruptible if sleeping.
298  * @no_wait: Return immediately if the buffer is busy.
299  *
300  * Changes placement and caching policy of the buffer object
301  * according to bo::proposed_flags.
302  * Returns
303  * -EINVAL on invalid proposed_flags.
304  * -ENOMEM on out-of-memory condition.
305  * -EBUSY if no_wait is true and buffer busy.
306  * -ERESTART if interrupted by a signal.
307  */
308 extern int ttm_buffer_object_validate(struct ttm_buffer_object *bo,
309                                       uint32_t proposed_placement,
310                                       bool interruptible, bool no_wait);
311 /**
312  * ttm_bo_unref
313  *
314  * @bo: The buffer object.
315  *
316  * Unreference and clear a pointer to a buffer object.
317  */
318 extern void ttm_bo_unref(struct ttm_buffer_object **bo);
319
320 /**
321  * ttm_bo_synccpu_write_grab
322  *
323  * @bo: The buffer object:
324  * @no_wait: Return immediately if buffer is busy.
325  *
326  * Synchronizes a buffer object for CPU RW access. This means
327  * blocking command submission that affects the buffer and
328  * waiting for buffer idle. This lock is recursive.
329  * Returns
330  * -EBUSY if the buffer is busy and no_wait is true.
331  * -ERESTART if interrupted by a signal.
332  */
333
334 extern int
335 ttm_bo_synccpu_write_grab(struct ttm_buffer_object *bo, bool no_wait);
336 /**
337  * ttm_bo_synccpu_write_release:
338  *
339  * @bo : The buffer object.
340  *
341  * Releases a synccpu lock.
342  */
343 extern void ttm_bo_synccpu_write_release(struct ttm_buffer_object *bo);
344
345 /**
346  * ttm_buffer_object_init
347  *
348  * @bdev: Pointer to a ttm_bo_device struct.
349  * @bo: Pointer to a ttm_buffer_object to be initialized.
350  * @size: Requested size of buffer object.
351  * @type: Requested type of buffer object.
352  * @flags: Initial placement flags.
353  * @page_alignment: Data alignment in pages.
354  * @buffer_start: Virtual address of user space data backing a
355  * user buffer object.
356  * @interruptible: If needing to sleep to wait for GPU resources,
357  * sleep interruptible.
358  * @persistant_swap_storage: Usually the swap storage is deleted for buffers
359  * pinned in physical memory. If this behaviour is not desired, this member
360  * holds a pointer to a persistant shmem object. Typically, this would
361  * point to the shmem object backing a GEM object if TTM is used to back a
362  * GEM user interface.
363  * @acc_size: Accounted size for this object.
364  * @destroy: Destroy function. Use NULL for kfree().
365  *
366  * This function initializes a pre-allocated struct ttm_buffer_object.
367  * As this object may be part of a larger structure, this function,
368  * together with the @destroy function,
369  * enables driver-specific objects derived from a ttm_buffer_object.
370  * On successful return, the object kref and list_kref are set to 1.
371  * Returns
372  * -ENOMEM: Out of memory.
373  * -EINVAL: Invalid placement flags.
374  * -ERESTART: Interrupted by signal while sleeping waiting for resources.
375  */
376
377 extern int ttm_buffer_object_init(struct ttm_bo_device *bdev,
378                                   struct ttm_buffer_object *bo,
379                                   unsigned long size,
380                                   enum ttm_bo_type type,
381                                   uint32_t flags,
382                                   uint32_t page_alignment,
383                                   unsigned long buffer_start,
384                                   bool interrubtible,
385                                   struct file *persistant_swap_storage,
386                                   size_t acc_size,
387                                   void (*destroy) (struct ttm_buffer_object *));
388 /**
389  * ttm_bo_synccpu_object_init
390  *
391  * @bdev: Pointer to a ttm_bo_device struct.
392  * @bo: Pointer to a ttm_buffer_object to be initialized.
393  * @size: Requested size of buffer object.
394  * @type: Requested type of buffer object.
395  * @flags: Initial placement flags.
396  * @page_alignment: Data alignment in pages.
397  * @buffer_start: Virtual address of user space data backing a
398  * user buffer object.
399  * @interruptible: If needing to sleep while waiting for GPU resources,
400  * sleep interruptible.
401  * @persistant_swap_storage: Usually the swap storage is deleted for buffers
402  * pinned in physical memory. If this behaviour is not desired, this member
403  * holds a pointer to a persistant shmem object. Typically, this would
404  * point to the shmem object backing a GEM object if TTM is used to back a
405  * GEM user interface.
406  * @p_bo: On successful completion *p_bo points to the created object.
407  *
408  * This function allocates a ttm_buffer_object, and then calls
409  * ttm_buffer_object_init on that object.
410  * The destroy function is set to kfree().
411  * Returns
412  * -ENOMEM: Out of memory.
413  * -EINVAL: Invalid placement flags.
414  * -ERESTART: Interrupted by signal while waiting for resources.
415  */
416
417 extern int ttm_buffer_object_create(struct ttm_bo_device *bdev,
418                                     unsigned long size,
419                                     enum ttm_bo_type type,
420                                     uint32_t flags,
421                                     uint32_t page_alignment,
422                                     unsigned long buffer_start,
423                                     bool interruptible,
424                                     struct file *persistant_swap_storage,
425                                     struct ttm_buffer_object **p_bo);
426
427 /**
428  * ttm_bo_check_placement
429  *
430  * @bo: the buffer object.
431  * @set_flags: placement flags to set.
432  * @clr_flags: placement flags to clear.
433  *
434  * Performs minimal validity checking on an intended change of
435  * placement flags.
436  * Returns
437  * -EINVAL: Intended change is invalid or not allowed.
438  */
439
440 extern int ttm_bo_check_placement(struct ttm_buffer_object *bo,
441                                   uint32_t set_flags, uint32_t clr_flags);
442
443 /**
444  * ttm_bo_init_mm
445  *
446  * @bdev: Pointer to a ttm_bo_device struct.
447  * @mem_type: The memory type.
448  * @p_offset: offset for managed area in pages.
449  * @p_size: size managed area in pages.
450  *
451  * Initialize a manager for a given memory type.
452  * Note: if part of driver firstopen, it must be protected from a
453  * potentially racing lastclose.
454  * Returns:
455  * -EINVAL: invalid size or memory type.
456  * -ENOMEM: Not enough memory.
457  * May also return driver-specified errors.
458  */
459
460 extern int ttm_bo_init_mm(struct ttm_bo_device *bdev, unsigned type,
461                           unsigned long p_offset, unsigned long p_size);
462 /**
463  * ttm_bo_clean_mm
464  *
465  * @bdev: Pointer to a ttm_bo_device struct.
466  * @mem_type: The memory type.
467  *
468  * Take down a manager for a given memory type after first walking
469  * the LRU list to evict any buffers left alive.
470  *
471  * Normally, this function is part of lastclose() or unload(), and at that
472  * point there shouldn't be any buffers left created by user-space, since
473  * there should've been removed by the file descriptor release() method.
474  * However, before this function is run, make sure to signal all sync objects,
475  * and verify that the delayed delete queue is empty. The driver must also
476  * make sure that there are no NO_EVICT buffers present in this memory type
477  * when the call is made.
478  *
479  * If this function is part of a VT switch, the caller must make sure that
480  * there are no appications currently validating buffers before this
481  * function is called. The caller can do that by first taking the
482  * struct ttm_bo_device::ttm_lock in write mode.
483  *
484  * Returns:
485  * -EINVAL: invalid or uninitialized memory type.
486  * -EBUSY: There are still buffers left in this memory type.
487  */
488
489 extern int ttm_bo_clean_mm(struct ttm_bo_device *bdev, unsigned mem_type);
490
491 /**
492  * ttm_bo_evict_mm
493  *
494  * @bdev: Pointer to a ttm_bo_device struct.
495  * @mem_type: The memory type.
496  *
497  * Evicts all buffers on the lru list of the memory type.
498  * This is normally part of a VT switch or an
499  * out-of-memory-space-due-to-fragmentation handler.
500  * The caller must make sure that there are no other processes
501  * currently validating buffers, and can do that by taking the
502  * struct ttm_bo_device::ttm_lock in write mode.
503  *
504  * Returns:
505  * -EINVAL: Invalid or uninitialized memory type.
506  * -ERESTART: The call was interrupted by a signal while waiting to
507  * evict a buffer.
508  */
509
510 extern int ttm_bo_evict_mm(struct ttm_bo_device *bdev, unsigned mem_type);
511
512 /**
513  * ttm_kmap_obj_virtual
514  *
515  * @map: A struct ttm_bo_kmap_obj returned from ttm_bo_kmap.
516  * @is_iomem: Pointer to an integer that on return indicates 1 if the
517  * virtual map is io memory, 0 if normal memory.
518  *
519  * Returns the virtual address of a buffer object area mapped by ttm_bo_kmap.
520  * If *is_iomem is 1 on return, the virtual address points to an io memory area,
521  * that should strictly be accessed by the iowriteXX() and similar functions.
522  */
523
524 static inline void *ttm_kmap_obj_virtual(struct ttm_bo_kmap_obj *map,
525                                          bool *is_iomem)
526 {
527         *is_iomem = !!(map->bo_kmap_type & TTM_BO_MAP_IOMEM_MASK);
528         return map->virtual;
529 }
530
531 /**
532  * ttm_bo_kmap
533  *
534  * @bo: The buffer object.
535  * @start_page: The first page to map.
536  * @num_pages: Number of pages to map.
537  * @map: pointer to a struct ttm_bo_kmap_obj representing the map.
538  *
539  * Sets up a kernel virtual mapping, using ioremap, vmap or kmap to the
540  * data in the buffer object. The ttm_kmap_obj_virtual function can then be
541  * used to obtain a virtual address to the data.
542  *
543  * Returns
544  * -ENOMEM: Out of memory.
545  * -EINVAL: Invalid range.
546  */
547
548 extern int ttm_bo_kmap(struct ttm_buffer_object *bo, unsigned long start_page,
549                        unsigned long num_pages, struct ttm_bo_kmap_obj *map);
550
551 /**
552  * ttm_bo_kunmap
553  *
554  * @map: Object describing the map to unmap.
555  *
556  * Unmaps a kernel map set up by ttm_bo_kmap.
557  */
558
559 extern void ttm_bo_kunmap(struct ttm_bo_kmap_obj *map);
560
561 #if 0
562 #endif
563
564 /**
565  * ttm_fbdev_mmap - mmap fbdev memory backed by a ttm buffer object.
566  *
567  * @vma:       vma as input from the fbdev mmap method.
568  * @bo:        The bo backing the address space. The address space will
569  * have the same size as the bo, and start at offset 0.
570  *
571  * This function is intended to be called by the fbdev mmap method
572  * if the fbdev address space is to be backed by a bo.
573  */
574
575 extern int ttm_fbdev_mmap(struct vm_area_struct *vma,
576                           struct ttm_buffer_object *bo);
577
578 /**
579  * ttm_bo_mmap - mmap out of the ttm device address space.
580  *
581  * @filp:      filp as input from the mmap method.
582  * @vma:       vma as input from the mmap method.
583  * @bdev:      Pointer to the ttm_bo_device with the address space manager.
584  *
585  * This function is intended to be called by the device mmap method.
586  * if the device address space is to be backed by the bo manager.
587  */
588
589 extern int ttm_bo_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma,
590                        struct ttm_bo_device *bdev);
591
592 /**
593  * ttm_bo_io
594  *
595  * @bdev:      Pointer to the struct ttm_bo_device.
596  * @filp:      Pointer to the struct file attempting to read / write.
597  * @wbuf:      User-space pointer to address of buffer to write. NULL on read.
598  * @rbuf:      User-space pointer to address of buffer to read into.
599  * Null on write.
600  * @count:     Number of bytes to read / write.
601  * @f_pos:     Pointer to current file position.
602  * @write:     1 for read, 0 for write.
603  *
604  * This function implements read / write into ttm buffer objects, and is
605  * intended to
606  * be called from the fops::read and fops::write method.
607  * Returns:
608  * See man (2) write, man(2) read. In particular,
609  * the function may return -EINTR if
610  * interrupted by a signal.
611  */
612
613 extern ssize_t ttm_bo_io(struct ttm_bo_device *bdev, struct file *filp,
614                          const char __user *wbuf, char __user *rbuf,
615                          size_t count, loff_t *f_pos, bool write);
616
617 extern void ttm_bo_swapout_all(struct ttm_bo_device *bdev);
618
619 #endif