kernel/drivers/gpu/drm/i915/i915_gem_userptr.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2012-2014 Intel Corporation
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
  21  * IN THE SOFTWARE.
  22  *
  23  */
  24
  25 #include "drmP.h"
  26 #include "i915_drm.h"
  27 #include "i915_drv.h"
  28 #include "i915_trace.h"
  29 #include "intel_drv.h"
  30 #include <linux/mmu_context.h>
  31 #include <linux/mmu_notifier.h>
  32 #include <linux/mempolicy.h>
  33 #include <linux/swap.h>
  34
  35 struct i915_mm_struct {
  36         struct mm_struct *mm;
  37         struct drm_device *dev;
  38         struct i915_mmu_notifier *mn;
  39         struct hlist_node node;
  40         struct kref kref;
  41         struct work_struct work;
  42 };
  43
  44 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER)
  45 #include <linux/interval_tree.h>
  46
  47 struct i915_mmu_notifier {
  48         spinlock_t lock;
  49         struct hlist_node node;
  50         struct mmu_notifier mn;
  51         struct rb_root objects;
  52         struct list_head linear;
  53         unsigned long serial;
  54         bool has_linear;
  55 };
  56
  57 struct i915_mmu_object {
  58         struct i915_mmu_notifier *mn;
  59         struct interval_tree_node it;
  60         struct list_head link;
  61         struct drm_i915_gem_object *obj;
  62         bool is_linear;
  63 };
  64
  65 static unsigned long cancel_userptr(struct drm_i915_gem_object *obj)
  66 {
  67         struct drm_device *dev = obj->base.dev;
  68         unsigned long end;
  69
  70         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
  71         /* Cancel any active worker and force us to re-evaluate gup */
  72         obj->userptr.work = NULL;
  73
  74         if (obj->pages != NULL) {
  75                 struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
  76                 struct i915_vma *vma, *tmp;
  77                 bool was_interruptible;
  78
  79                 was_interruptible = dev_priv->mm.interruptible;
  80                 dev_priv->mm.interruptible = false;
  81
  82                 list_for_each_entry_safe(vma, tmp, &obj->vma_list, vma_link) {
  83                         int ret = i915_vma_unbind(vma);
  84                         WARN_ON(ret && ret != -EIO);
  85                 }
  86                 WARN_ON(i915_gem_object_put_pages(obj));
  87
  88                 dev_priv->mm.interruptible = was_interruptible;
  89         }
  90
  91         end = obj->userptr.ptr + obj->base.size;
  92
  93         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
  94         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
  95
  96         return end;
  97 }
  98
  99 static void *invalidate_range__linear(struct i915_mmu_notifier *mn,
 100                                       struct mm_struct *mm,
 101                                       unsigned long start,
 102                                       unsigned long end)
 103 {
 104         struct i915_mmu_object *mo;
 105         unsigned long serial;
 106
 107 restart:
 108         serial = mn->serial;
 109         list_for_each_entry(mo, &mn->linear, link) {
 110                 struct drm_i915_gem_object *obj;
 111
 112                 if (mo->it.last < start || mo->it.start > end)
 113                         continue;
 114
 115                 obj = mo->obj;
 116
 117                 if (!kref_get_unless_zero(&obj->base.refcount))
 118                         continue;
 119
 120                 spin_unlock(&mn->lock);
 121
 122                 cancel_userptr(obj);
 123
 124                 spin_lock(&mn->lock);
 125                 if (serial != mn->serial)
 126                         goto restart;
 127         }
 128
 129         return NULL;
 130 }
 131
 132 static void i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *_mn,
 133                                                        struct mm_struct *mm,
 134                                                        unsigned long start,
 135                                                        unsigned long end)
 136 {
 137         struct i915_mmu_notifier *mn = container_of(_mn, struct i915_mmu_notifier, mn);
 138         struct interval_tree_node *it = NULL;
 139         unsigned long next = start;
 140         unsigned long serial = 0;
 141
 142         end--; /* interval ranges are inclusive, but invalidate range is exclusive */
 143         while (next < end) {
 144                 struct drm_i915_gem_object *obj = NULL;
 145
 146                 spin_lock(&mn->lock);
 147                 if (mn->has_linear)
 148                         it = invalidate_range__linear(mn, mm, start, end);
 149                 else if (serial == mn->serial)
 150                         it = interval_tree_iter_next(it, next, end);
 151                 else
 152                         it = interval_tree_iter_first(&mn->objects, start, end);
 153                 if (it != NULL) {
 154                         obj = container_of(it, struct i915_mmu_object, it)->obj;
 155
 156                         /* The mmu_object is released late when destroying the
 157                          * GEM object so it is entirely possible to gain a
 158                          * reference on an object in the process of being freed
 159                          * since our serialisation is via the spinlock and not
 160                          * the struct_mutex - and consequently use it after it
 161                          * is freed and then double free it.
 162                          */
 163                         if (!kref_get_unless_zero(&obj->base.refcount)) {
 164                                 spin_unlock(&mn->lock);
 165                                 serial = 0;
 166                                 continue;
 167                         }
 168
 169                         serial = mn->serial;
 170                 }
 171                 spin_unlock(&mn->lock);
 172                 if (obj == NULL)
 173                         return;
 174
 175                 next = cancel_userptr(obj);
 176         }
 177 }
 178
 179 static const struct mmu_notifier_ops i915_gem_userptr_notifier = {
 180         .invalidate_range_start = i915_gem_userptr_mn_invalidate_range_start,
 181 };
 182
 183 static struct i915_mmu_notifier *
 184 i915_mmu_notifier_create(struct mm_struct *mm)
 185 {
 186         struct i915_mmu_notifier *mn;
 187         int ret;
 188
 189         mn = kmalloc(sizeof(*mn), GFP_KERNEL);
 190         if (mn == NULL)
 191                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 192
 193         spin_lock_init(&mn->lock);
 194         mn->mn.ops = &i915_gem_userptr_notifier;
 195         mn->objects = RB_ROOT;
 196         mn->serial = 1;
 197         INIT_LIST_HEAD(&mn->linear);
 198         mn->has_linear = false;
 199
 200          /* Protected by mmap_sem (write-lock) */
 201         ret = __mmu_notifier_register(&mn->mn, mm);
 202         if (ret) {
 203                 kfree(mn);
 204                 return ERR_PTR(ret);
 205         }
 206
 207         return mn;
 208 }
 209
 210 static void __i915_mmu_notifier_update_serial(struct i915_mmu_notifier *mn)
 211 {
 212         if (++mn->serial == 0)
 213                 mn->serial = 1;
 214 }
 215
 216 static int
 217 i915_mmu_notifier_add(struct drm_device *dev,
 218                       struct i915_mmu_notifier *mn,
 219                       struct i915_mmu_object *mo)
 220 {
 221         struct interval_tree_node *it;
 222         int ret;
 223
 224         ret = i915_mutex_lock_interruptible(dev);
 225         if (ret)
 226                 return ret;
 227
 228         /* Make sure we drop the final active reference (and thereby
 229          * remove the objects from the interval tree) before we do
 230          * the check for overlapping objects.
 231          */
 232         i915_gem_retire_requests(dev);
 233
 234         spin_lock(&mn->lock);
 235         it = interval_tree_iter_first(&mn->objects,
 236                                       mo->it.start, mo->it.last);
 237         if (it) {
 238                 struct drm_i915_gem_object *obj;
 239
 240                 /* We only need to check the first object in the range as it
 241                  * either has cancelled gup work queued and we need to
 242                  * return back to the user to give time for the gup-workers
 243                  * to flush their object references upon which the object will
 244                  * be removed from the interval-tree, or the the range is
 245                  * still in use by another client and the overlap is invalid.
 246                  *
 247                  * If we do have an overlap, we cannot use the interval tree
 248                  * for fast range invalidation.
 249                  */
 250
 251                 obj = container_of(it, struct i915_mmu_object, it)->obj;
 252                 if (!obj->userptr.workers)
 253                         mn->has_linear = mo->is_linear = true;
 254                 else
 255                         ret = -EAGAIN;
 256         } else
 257                 interval_tree_insert(&mo->it, &mn->objects);
 258
 259         if (ret == 0) {
 260                 list_add(&mo->link, &mn->linear);
 261                 __i915_mmu_notifier_update_serial(mn);
 262         }
 263         spin_unlock(&mn->lock);
 264         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 static bool i915_mmu_notifier_has_linear(struct i915_mmu_notifier *mn)
 270 {
 271         struct i915_mmu_object *mo;
 272
 273         list_for_each_entry(mo, &mn->linear, link)
 274                 if (mo->is_linear)
 275                         return true;
 276
 277         return false;
 278 }
 279
 280 static void
 281 i915_mmu_notifier_del(struct i915_mmu_notifier *mn,
 282                       struct i915_mmu_object *mo)
 283 {
 284         spin_lock(&mn->lock);
 285         list_del(&mo->link);
 286         if (mo->is_linear)
 287                 mn->has_linear = i915_mmu_notifier_has_linear(mn);
 288         else
 289                 interval_tree_remove(&mo->it, &mn->objects);
 290         __i915_mmu_notifier_update_serial(mn);
 291         spin_unlock(&mn->lock);
 292 }
 293
 294 static void
 295 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
 296 {
 297         struct i915_mmu_object *mo;
 298
 299         mo = obj->userptr.mmu_object;
 300         if (mo == NULL)
 301                 return;
 302
 303         i915_mmu_notifier_del(mo->mn, mo);
 304         kfree(mo);
 305
 306         obj->userptr.mmu_object = NULL;
 307 }
 308
 309 static struct i915_mmu_notifier *
 310 i915_mmu_notifier_find(struct i915_mm_struct *mm)
 311 {
 312         struct i915_mmu_notifier *mn = mm->mn;
 313
 314         mn = mm->mn;
 315         if (mn)
 316                 return mn;
 317
 318         down_write(&mm->mm->mmap_sem);
 319         mutex_lock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 320         if ((mn = mm->mn) == NULL) {
 321                 mn = i915_mmu_notifier_create(mm->mm);
 322                 if (!IS_ERR(mn))
 323                         mm->mn = mn;
 324         }
 325         mutex_unlock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 326         up_write(&mm->mm->mmap_sem);
 327
 328         return mn;
 329 }
 330
 331 static int
 332 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
 333                                     unsigned flags)
 334 {
 335         struct i915_mmu_notifier *mn;
 336         struct i915_mmu_object *mo;
 337         int ret;
 338
 339         if (flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED)
 340                 return capable(CAP_SYS_ADMIN) ? 0 : -EPERM;
 341
 342         if (WARN_ON(obj->userptr.mm == NULL))
 343                 return -EINVAL;
 344
 345         mn = i915_mmu_notifier_find(obj->userptr.mm);
 346         if (IS_ERR(mn))
 347                 return PTR_ERR(mn);
 348
 349         mo = kzalloc(sizeof(*mo), GFP_KERNEL);
 350         if (mo == NULL)
 351                 return -ENOMEM;
 352
 353         mo->mn = mn;
 354         mo->it.start = obj->userptr.ptr;
 355         mo->it.last = mo->it.start + obj->base.size - 1;
 356         mo->obj = obj;
 357
 358         ret = i915_mmu_notifier_add(obj->base.dev, mn, mo);
 359         if (ret) {
 360                 kfree(mo);
 361                 return ret;
 362         }
 363
 364         obj->userptr.mmu_object = mo;
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 static void
 369 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
 370                        struct mm_struct *mm)
 371 {
 372         if (mn == NULL)
 373                 return;
 374
 375         mmu_notifier_unregister(&mn->mn, mm);
 376         kfree(mn);
 377 }
 378
 379 #else
 380
 381 static void
 382 i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj)
 383 {
 384 }
 385
 386 static int
 387 i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(struct drm_i915_gem_object *obj,
 388                                     unsigned flags)
 389 {
 390         if ((flags & I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED) == 0)
 391                 return -ENODEV;
 392
 393         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
 394                 return -EPERM;
 395
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 static void
 400 i915_mmu_notifier_free(struct i915_mmu_notifier *mn,
 401                        struct mm_struct *mm)
 402 {
 403 }
 404
 405 #endif
 406
 407 static struct i915_mm_struct *
 408 __i915_mm_struct_find(struct drm_i915_private *dev_priv, struct mm_struct *real)
 409 {
 410         struct i915_mm_struct *mm;
 411
 412         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 413         hash_for_each_possible(dev_priv->mm_structs, mm, node, (unsigned long)real)
 414                 if (mm->mm == real)
 415                         return mm;
 416
 417         return NULL;
 418 }
 419
 420 static int
 421 i915_gem_userptr_init__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
 422 {
 423         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(obj->base.dev);
 424         struct i915_mm_struct *mm;
 425         int ret = 0;
 426
 427         /* During release of the GEM object we hold the struct_mutex. This
 428          * precludes us from calling mmput() at that time as that may be
 429          * the last reference and so call exit_mmap(). exit_mmap() will
 430          * attempt to reap the vma, and if we were holding a GTT mmap
 431          * would then call drm_gem_vm_close() and attempt to reacquire
 432          * the struct mutex. So in order to avoid that recursion, we have
 433          * to defer releasing the mm reference until after we drop the
 434          * struct_mutex, i.e. we need to schedule a worker to do the clean
 435          * up.
 436          */
 437         mutex_lock(&dev_priv->mm_lock);
 438         mm = __i915_mm_struct_find(dev_priv, current->mm);
 439         if (mm == NULL) {
 440                 mm = kmalloc(sizeof(*mm), GFP_KERNEL);
 441                 if (mm == NULL) {
 442                         ret = -ENOMEM;
 443                         goto out;
 444                 }
 445
 446                 kref_init(&mm->kref);
 447                 mm->dev = obj->base.dev;
 448
 449                 mm->mm = current->mm;
 450                 atomic_inc(&current->mm->mm_count);
 451
 452                 mm->mn = NULL;
 453
 454                 /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 455                 hash_add(dev_priv->mm_structs,
 456                          &mm->node, (unsigned long)mm->mm);
 457         } else
 458                 kref_get(&mm->kref);
 459
 460         obj->userptr.mm = mm;
 461 out:
 462         mutex_unlock(&dev_priv->mm_lock);
 463         return ret;
 464 }
 465
 466 static void
 467 __i915_mm_struct_free__worker(struct work_struct *work)
 468 {
 469         struct i915_mm_struct *mm = container_of(work, typeof(*mm), work);
 470         i915_mmu_notifier_free(mm->mn, mm->mm);
 471         mmdrop(mm->mm);
 472         kfree(mm);
 473 }
 474
 475 static void
 476 __i915_mm_struct_free(struct kref *kref)
 477 {
 478         struct i915_mm_struct *mm = container_of(kref, typeof(*mm), kref);
 479
 480         /* Protected by dev_priv->mm_lock */
 481         hash_del(&mm->node);
 482         mutex_unlock(&to_i915(mm->dev)->mm_lock);
 483
 484         INIT_WORK(&mm->work, __i915_mm_struct_free__worker);
 485         schedule_work(&mm->work);
 486 }
 487
 488 static void
 489 i915_gem_userptr_release__mm_struct(struct drm_i915_gem_object *obj)
 490 {
 491         if (obj->userptr.mm == NULL)
 492                 return;
 493
 494         kref_put_mutex(&obj->userptr.mm->kref,
 495                        __i915_mm_struct_free,
 496                        &to_i915(obj->base.dev)->mm_lock);
 497         obj->userptr.mm = NULL;
 498 }
 499
 500 struct get_pages_work {
 501         struct work_struct work;
 502         struct drm_i915_gem_object *obj;
 503         struct task_struct *task;
 504 };
 505
 506 #if IS_ENABLED(CONFIG_SWIOTLB)
 507 #define swiotlb_active() swiotlb_nr_tbl()
 508 #else
 509 #define swiotlb_active() 0
 510 #endif
 511
 512 static int
 513 st_set_pages(struct sg_table **st, struct page **pvec, int num_pages)
 514 {
 515         struct scatterlist *sg;
 516         int ret, n;
 517
 518         *st = kmalloc(sizeof(**st), GFP_KERNEL);
 519         if (*st == NULL)
 520                 return -ENOMEM;
 521
 522         if (swiotlb_active()) {
 523                 ret = sg_alloc_table(*st, num_pages, GFP_KERNEL);
 524                 if (ret)
 525                         goto err;
 526
 527                 for_each_sg((*st)->sgl, sg, num_pages, n)
 528                         sg_set_page(sg, pvec[n], PAGE_SIZE, 0);
 529         } else {
 530                 ret = sg_alloc_table_from_pages(*st, pvec, num_pages,
 531                                                 0, num_pages << PAGE_SHIFT,
 532                                                 GFP_KERNEL);
 533                 if (ret)
 534                         goto err;
 535         }
 536
 537         return 0;
 538
 539 err:
 540         kfree(*st);
 541         *st = NULL;
 542         return ret;
 543 }
 544
 545 static void
 546 __i915_gem_userptr_get_pages_worker(struct work_struct *_work)
 547 {
 548         struct get_pages_work *work = container_of(_work, typeof(*work), work);
 549         struct drm_i915_gem_object *obj = work->obj;
 550         struct drm_device *dev = obj->base.dev;
 551         const int num_pages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 552         struct page **pvec;
 553         int pinned, ret;
 554
 555         ret = -ENOMEM;
 556         pinned = 0;
 557
 558         pvec = kmalloc(num_pages*sizeof(struct page *),
 559                        GFP_TEMPORARY | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
 560         if (pvec == NULL)
 561                 pvec = drm_malloc_ab(num_pages, sizeof(struct page *));
 562         if (pvec != NULL) {
 563                 struct mm_struct *mm = obj->userptr.mm->mm;
 564
 565                 down_read(&mm->mmap_sem);
 566                 while (pinned < num_pages) {
 567                         ret = get_user_pages(work->task, mm,
 568                                              obj->userptr.ptr + pinned * PAGE_SIZE,
 569                                              num_pages - pinned,
 570                                              !obj->userptr.read_only, 0,
 571                                              pvec + pinned, NULL);
 572                         if (ret < 0)
 573                                 break;
 574
 575                         pinned += ret;
 576                 }
 577                 up_read(&mm->mmap_sem);
 578         }
 579
 580         mutex_lock(&dev->struct_mutex);
 581         if (obj->userptr.work != &work->work) {
 582                 ret = 0;
 583         } else if (pinned == num_pages) {
 584                 ret = st_set_pages(&obj->pages, pvec, num_pages);
 585                 if (ret == 0) {
 586                         list_add_tail(&obj->global_list, &to_i915(dev)->mm.unbound_list);
 587                         pinned = 0;
 588                 }
 589         }
 590
 591         obj->userptr.work = ERR_PTR(ret);
 592         obj->userptr.workers--;
 593         drm_gem_object_unreference(&obj->base);
 594         mutex_unlock(&dev->struct_mutex);
 595
 596         release_pages(pvec, pinned, 0);
 597         drm_free_large(pvec);
 598
 599         put_task_struct(work->task);
 600         kfree(work);
 601 }
 602
 603 static int
 604 i915_gem_userptr_get_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
 605 {
 606         const int num_pages = obj->base.size >> PAGE_SHIFT;
 607         struct page **pvec;
 608         int pinned, ret;
 609
 610         /* If userspace should engineer that these pages are replaced in
 611          * the vma between us binding this page into the GTT and completion
 612          * of rendering... Their loss. If they change the mapping of their
 613          * pages they need to create a new bo to point to the new vma.
 614          *
 615          * However, that still leaves open the possibility of the vma
 616          * being copied upon fork. Which falls under the same userspace
 617          * synchronisation issue as a regular bo, except that this time
 618          * the process may not be expecting that a particular piece of
 619          * memory is tied to the GPU.
 620          *
 621          * Fortunately, we can hook into the mmu_notifier in order to
 622          * discard the page references prior to anything nasty happening
 623          * to the vma (discard or cloning) which should prevent the more
 624          * egregious cases from causing harm.
 625          */
 626
 627         pvec = NULL;
 628         pinned = 0;
 629         if (obj->userptr.mm->mm == current->mm) {
 630                 pvec = kmalloc(num_pages*sizeof(struct page *),
 631                                GFP_TEMPORARY | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
 632                 if (pvec == NULL) {
 633                         pvec = drm_malloc_ab(num_pages, sizeof(struct page *));
 634                         if (pvec == NULL)
 635                                 return -ENOMEM;
 636                 }
 637
 638                 pinned = __get_user_pages_fast(obj->userptr.ptr, num_pages,
 639                                                !obj->userptr.read_only, pvec);
 640         }
 641         if (pinned < num_pages) {
 642                 if (pinned < 0) {
 643                         ret = pinned;
 644                         pinned = 0;
 645                 } else {
 646                         /* Spawn a worker so that we can acquire the
 647                          * user pages without holding our mutex. Access
 648                          * to the user pages requires mmap_sem, and we have
 649                          * a strict lock ordering of mmap_sem, struct_mutex -
 650                          * we already hold struct_mutex here and so cannot
 651                          * call gup without encountering a lock inversion.
 652                          *
 653                          * Userspace will keep on repeating the operation
 654                          * (thanks to EAGAIN) until either we hit the fast
 655                          * path or the worker completes. If the worker is
 656                          * cancelled or superseded, the task is still run
 657                          * but the results ignored. (This leads to
 658                          * complications that we may have a stray object
 659                          * refcount that we need to be wary of when
 660                          * checking for existing objects during creation.)
 661                          * If the worker encounters an error, it reports
 662                          * that error back to this function through
 663                          * obj->userptr.work = ERR_PTR.
 664                          */
 665                         ret = -EAGAIN;
 666                         if (obj->userptr.work == NULL &&
 667                             obj->userptr.workers < I915_GEM_USERPTR_MAX_WORKERS) {
 668                                 struct get_pages_work *work;
 669
 670                                 work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_KERNEL);
 671                                 if (work != NULL) {
 672                                         obj->userptr.work = &work->work;
 673                                         obj->userptr.workers++;
 674
 675                                         work->obj = obj;
 676                                         drm_gem_object_reference(&obj->base);
 677
 678                                         work->task = current;
 679                                         get_task_struct(work->task);
 680
 681                                         INIT_WORK(&work->work, __i915_gem_userptr_get_pages_worker);
 682                                         schedule_work(&work->work);
 683                                 } else
 684                                         ret = -ENOMEM;
 685                         } else {
 686                                 if (IS_ERR(obj->userptr.work)) {
 687                                         ret = PTR_ERR(obj->userptr.work);
 688                                         obj->userptr.work = NULL;
 689                                 }
 690                         }
 691                 }
 692         } else {
 693                 ret = st_set_pages(&obj->pages, pvec, num_pages);
 694                 if (ret == 0) {
 695                         obj->userptr.work = NULL;
 696                         pinned = 0;
 697                 }
 698         }
 699
 700         release_pages(pvec, pinned, 0);
 701         drm_free_large(pvec);
 702         return ret;
 703 }
 704
 705 static void
 706 i915_gem_userptr_put_pages(struct drm_i915_gem_object *obj)
 707 {
 708         struct sg_page_iter sg_iter;
 709
 710         BUG_ON(obj->userptr.work != NULL);
 711
 712         if (obj->madv != I915_MADV_WILLNEED)
 713                 obj->dirty = 0;
 714
 715         for_each_sg_page(obj->pages->sgl, &sg_iter, obj->pages->nents, 0) {
 716                 struct page *page = sg_page_iter_page(&sg_iter);
 717
 718                 if (obj->dirty)
 719                         set_page_dirty(page);
 720
 721                 mark_page_accessed(page);
 722                 page_cache_release(page);
 723         }
 724         obj->dirty = 0;
 725
 726         sg_free_table(obj->pages);
 727         kfree(obj->pages);
 728 }
 729
 730 static void
 731 i915_gem_userptr_release(struct drm_i915_gem_object *obj)
 732 {
 733         i915_gem_userptr_release__mmu_notifier(obj);
 734         i915_gem_userptr_release__mm_struct(obj);
 735 }
 736
 737 static int
 738 i915_gem_userptr_dmabuf_export(struct drm_i915_gem_object *obj)
 739 {
 740         if (obj->userptr.mmu_object)
 741                 return 0;
 742
 743         return i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, 0);
 744 }
 745
 746 static const struct drm_i915_gem_object_ops i915_gem_userptr_ops = {
 747         .dmabuf_export = i915_gem_userptr_dmabuf_export,
 748         .get_pages = i915_gem_userptr_get_pages,
 749         .put_pages = i915_gem_userptr_put_pages,
 750         .release = i915_gem_userptr_release,
 751 };
 752
 753 /**
 754  * Creates a new mm object that wraps some normal memory from the process
 755  * context - user memory.
 756  *
 757  * We impose several restrictions upon the memory being mapped
 758  * into the GPU.
 759  * 1. It must be page aligned (both start/end addresses, i.e ptr and size).
 760  * 2. It must be normal system memory, not a pointer into another map of IO
 761  *    space (e.g. it must not be a GTT mmapping of another object).
 762  * 3. We only allow a bo as large as we could in theory map into the GTT,
 763  *    that is we limit the size to the total size of the GTT.
 764  * 4. The bo is marked as being snoopable. The backing pages are left
 765  *    accessible directly by the CPU, but reads and writes by the GPU may
 766  *    incur the cost of a snoop (unless you have an LLC architecture).
 767  *
 768  * Synchronisation between multiple users and the GPU is left to userspace
 769  * through the normal set-domain-ioctl. The kernel will enforce that the
 770  * GPU relinquishes the VMA before it is returned back to the system
 771  * i.e. upon free(), munmap() or process termination. However, the userspace
 772  * malloc() library may not immediately relinquish the VMA after free() and
 773  * instead reuse it whilst the GPU is still reading and writing to the VMA.
 774  * Caveat emptor.
 775  *
 776  * Also note, that the object created here is not currently a "first class"
 777  * object, in that several ioctls are banned. These are the CPU access
 778  * ioctls: mmap(), pwrite and pread. In practice, you are expected to use
 779  * direct access via your pointer rather than use those ioctls.
 780  *
 781  * If you think this is a good interface to use to pass GPU memory between
 782  * drivers, please use dma-buf instead. In fact, wherever possible use
 783  * dma-buf instead.
 784  */
 785 int
 786 i915_gem_userptr_ioctl(struct drm_device *dev, void *data, struct drm_file *file)
 787 {
 788         struct drm_i915_private *dev_priv = dev->dev_private;
 789         struct drm_i915_gem_userptr *args = data;
 790         struct drm_i915_gem_object *obj;
 791         int ret;
 792         u32 handle;
 793
 794         if (args->flags & ~(I915_USERPTR_READ_ONLY |
 795                             I915_USERPTR_UNSYNCHRONIZED))
 796                 return -EINVAL;
 797
 798         if (offset_in_page(args->user_ptr | args->user_size))
 799                 return -EINVAL;
 800
 801         if (args->user_size > dev_priv->gtt.base.total)
 802                 return -E2BIG;
 803
 804         if (!access_ok(args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY ? VERIFY_READ : VERIFY_WRITE,
 805                        (char __user *)(unsigned long)args->user_ptr, args->user_size))
 806                 return -EFAULT;
 807
 808         if (args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY) {
 809                 /* On almost all of the current hw, we cannot tell the GPU that a
 810                  * page is readonly, so this is just a placeholder in the uAPI.
 811                  */
 812                 return -ENODEV;
 813         }
 814
 815         obj = i915_gem_object_alloc(dev);
 816         if (obj == NULL)
 817                 return -ENOMEM;
 818
 819         drm_gem_private_object_init(dev, &obj->base, args->user_size);
 820         i915_gem_object_init(obj, &i915_gem_userptr_ops);
 821         obj->cache_level = I915_CACHE_LLC;
 822         obj->base.write_domain = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
 823         obj->base.read_domains = I915_GEM_DOMAIN_CPU;
 824
 825         obj->userptr.ptr = args->user_ptr;
 826         obj->userptr.read_only = !!(args->flags & I915_USERPTR_READ_ONLY);
 827
 828         /* And keep a pointer to the current->mm for resolving the user pages
 829          * at binding. This means that we need to hook into the mmu_notifier
 830          * in order to detect if the mmu is destroyed.
 831          */
 832         ret = i915_gem_userptr_init__mm_struct(obj);
 833         if (ret == 0)
 834                 ret = i915_gem_userptr_init__mmu_notifier(obj, args->flags);
 835         if (ret == 0)
 836                 ret = drm_gem_handle_create(file, &obj->base, &handle);
 837
 838         /* drop reference from allocate - handle holds it now */
 839         drm_gem_object_unreference_unlocked(&obj->base);
 840         if (ret)
 841                 return ret;
 842
 843         args->handle = handle;
 844         return 0;
 845 }
 846
 847 int
 848 i915_gem_init_userptr(struct drm_device *dev)
 849 {
 850         struct drm_i915_private *dev_priv = to_i915(dev);
 851         mutex_init(&dev_priv->mm_lock);
 852         hash_init(dev_priv->mm_structs);
 853         return 0;
 854 }