9cc01b0e2d99f61d69039b4b45d985d21b2af12e
[dragonfly.git] / sys / dev / drm / ttm / ttm_memory.c
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  * $FreeBSD: head/sys/dev/drm2/ttm/ttm_memory.c 248663 2013-03-23 20:46:47Z dumbbell $
27  **************************************************************************/
28
29 #define pr_fmt(fmt) "[TTM] " fmt
30
31 #include <drm/drmP.h>
32 #include <drm/ttm/ttm_memory.h>
33 #include <drm/ttm/ttm_module.h>
34 #include <drm/ttm/ttm_page_alloc.h>
35 #include <linux/export.h>
36
37 #define TTM_MEMORY_ALLOC_RETRIES 4
38
39 struct ttm_mem_zone {
40         u_int kobj_ref;
41         struct ttm_mem_global *glob;
42         const char *name;
43         uint64_t zone_mem;
44         uint64_t emer_mem;
45         uint64_t max_mem;
46         uint64_t swap_limit;
47         uint64_t used_mem;
48 };
49
50 static void ttm_mem_zone_kobj_release(struct ttm_mem_zone *zone)
51 {
52
53         pr_info("Zone %7s: Used memory at exit: %llu kiB\n",
54                 zone->name, (unsigned long long)zone->used_mem >> 10);
55         kfree(zone);
56 }
57
58 #if 0
59 /* XXXKIB sysctl */
60 static ssize_t ttm_mem_zone_show(struct ttm_mem_zone *zone;
61                                  struct attribute *attr,
62                                  char *buffer)
63 {
64         uint64_t val = 0;
65
66         mtx_lock(&zone->glob->lock);
67         if (attr == &ttm_mem_sys)
68                 val = zone->zone_mem;
69         else if (attr == &ttm_mem_emer)
70                 val = zone->emer_mem;
71         else if (attr == &ttm_mem_max)
72                 val = zone->max_mem;
73         else if (attr == &ttm_mem_swap)
74                 val = zone->swap_limit;
75         else if (attr == &ttm_mem_used)
76                 val = zone->used_mem;
77         mtx_unlock(&zone->glob->lock);
78
79         return snprintf(buffer, PAGE_SIZE, "%llu\n",
80                         (unsigned long long) val >> 10);
81 }
82 #endif
83
84 static void ttm_check_swapping(struct ttm_mem_global *glob);
85
86 #if 0
87 /* XXXKIB sysctl */
88 static ssize_t ttm_mem_zone_store(struct ttm_mem_zone *zone,
89                                   struct attribute *attr,
90                                   const char *buffer,
91                                   size_t size)
92 {
93         int chars;
94         unsigned long val;
95         uint64_t val64;
96
97         chars = sscanf(buffer, "%lu", &val);
98         if (chars == 0)
99                 return size;
100
101         val64 = val;
102         val64 <<= 10;
103
104         mtx_lock(&zone->glob->lock);
105         if (val64 > zone->zone_mem)
106                 val64 = zone->zone_mem;
107         if (attr == &ttm_mem_emer) {
108                 zone->emer_mem = val64;
109                 if (zone->max_mem > val64)
110                         zone->max_mem = val64;
111         } else if (attr == &ttm_mem_max) {
112                 zone->max_mem = val64;
113                 if (zone->emer_mem < val64)
114                         zone->emer_mem = val64;
115         } else if (attr == &ttm_mem_swap)
116                 zone->swap_limit = val64;
117         mtx_unlock(&zone->glob->lock);
118
119         ttm_check_swapping(zone->glob);
120
121         return size;
122 }
123 #endif
124
125 static void ttm_mem_global_kobj_release(struct ttm_mem_global *glob)
126 {
127 }
128
129 static bool ttm_zones_above_swap_target(struct ttm_mem_global *glob,
130                                         bool from_wq, uint64_t extra)
131 {
132         unsigned int i;
133         struct ttm_mem_zone *zone;
134         uint64_t target;
135
136         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
137                 zone = glob->zones[i];
138
139                 if (from_wq)
140                         target = zone->swap_limit;
141                 else if (priv_check(curthread, PRIV_VM_MLOCK) == 0)
142                         target = zone->emer_mem;
143                 else
144                         target = zone->max_mem;
145
146                 target = (extra > target) ? 0ULL : target;
147
148                 if (zone->used_mem > target)
149                         return true;
150         }
151         return false;
152 }
153
154 /**
155  * At this point we only support a single shrink callback.
156  * Extend this if needed, perhaps using a linked list of callbacks.
157  * Note that this function is reentrant:
158  * many threads may try to swap out at any given time.
159  */
160
161 static void ttm_shrink(struct ttm_mem_global *glob, bool from_wq,
162                        uint64_t extra)
163 {
164         int ret;
165         struct ttm_mem_shrink *shrink;
166
167         spin_lock(&glob->spin);
168         if (glob->shrink == NULL)
169                 goto out;
170
171         while (ttm_zones_above_swap_target(glob, from_wq, extra)) {
172                 shrink = glob->shrink;
173                 spin_unlock(&glob->spin);
174                 ret = shrink->do_shrink(shrink);
175                 spin_lock(&glob->spin);
176                 if (unlikely(ret != 0))
177                         goto out;
178         }
179 out:
180         spin_unlock(&glob->spin);
181 }
182
183
184
185 static void ttm_shrink_work(void *arg, int pending __unused)
186 {
187         struct ttm_mem_global *glob = arg;
188
189         ttm_shrink(glob, true, 0ULL);
190 }
191
192 static int ttm_mem_init_kernel_zone(struct ttm_mem_global *glob,
193     uint64_t mem)
194 {
195         struct ttm_mem_zone *zone;
196
197         zone = kzalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
198
199         zone->name = "kernel";
200         zone->zone_mem = mem;
201         zone->max_mem = mem >> 1;
202         zone->emer_mem = (mem >> 1) + (mem >> 2);
203         zone->swap_limit = zone->max_mem - (mem >> 3);
204         zone->used_mem = 0;
205         zone->glob = glob;
206         glob->zone_kernel = zone;
207         refcount_init(&zone->kobj_ref, 1);
208         glob->zones[glob->num_zones++] = zone;
209         return 0;
210 }
211
212 static int ttm_mem_init_dma32_zone(struct ttm_mem_global *glob,
213     uint64_t mem)
214 {
215         struct ttm_mem_zone *zone;
216
217         zone = kzalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
218
219         /**
220          * No special dma32 zone needed.
221          */
222
223         if ((physmem * PAGE_SIZE) <= ((uint64_t) 1ULL << 32)) {
224                 kfree(zone);
225                 return 0;
226         }
227
228         /*
229          * Limit max dma32 memory to 4GB for now
230          * until we can figure out how big this
231          * zone really is.
232          */
233         if (mem > ((uint64_t) 1ULL << 32))
234                 mem = ((uint64_t) 1ULL << 32);
235
236         zone->name = "dma32";
237         zone->zone_mem = mem;
238         zone->max_mem = mem >> 1;
239         zone->emer_mem = (mem >> 1) + (mem >> 2);
240         zone->swap_limit = zone->max_mem - (mem >> 3);
241         zone->used_mem = 0;
242         zone->glob = glob;
243         glob->zone_dma32 = zone;
244         refcount_init(&zone->kobj_ref, 1);
245         glob->zones[glob->num_zones++] = zone;
246         return 0;
247 }
248
249 int ttm_mem_global_init(struct ttm_mem_global *glob)
250 {
251         u_int64_t mem;
252         int ret;
253         int i;
254         struct ttm_mem_zone *zone;
255
256         spin_init(&glob->spin, "ttmemglob");
257         glob->swap_queue = taskqueue_create("ttm_swap", M_WAITOK,
258             taskqueue_thread_enqueue, &glob->swap_queue);
259         taskqueue_start_threads(&glob->swap_queue, 1, TDPRI_KERN_DAEMON,
260                                 -1, "ttm swap");
261         TASK_INIT(&glob->work, 0, ttm_shrink_work, glob);
262
263         refcount_init(&glob->kobj_ref, 1);
264
265         /*
266          * Managed contiguous memory for TTM.  Only use kernel-reserved
267          * dma memory for TTM, which can be controlled via /boot/loader.conf
268          * (e.g. vm.dma_reserved=256m).  This is the only truly dependable
269          * DMA memory.
270          */
271         mem = (uint64_t)vm_contig_avail_pages() * PAGE_SIZE;
272
273         ret = ttm_mem_init_kernel_zone(glob, mem);
274         if (unlikely(ret != 0))
275                 goto out_no_zone;
276         ret = ttm_mem_init_dma32_zone(glob, mem);
277         if (unlikely(ret != 0))
278                 goto out_no_zone;
279         pr_info("(struct ttm_mem_global *)%p\n", glob);
280         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
281                 zone = glob->zones[i];
282                 pr_info("Zone %7s: Available graphics memory: %llu kiB\n",
283                         zone->name, (unsigned long long)zone->max_mem >> 10);
284         }
285         ttm_page_alloc_init(glob, glob->zone_kernel->max_mem/(2*PAGE_SIZE));
286         ttm_dma_page_alloc_init(glob, glob->zone_kernel->max_mem/(2*PAGE_SIZE));
287         return 0;
288 out_no_zone:
289         ttm_mem_global_release(glob);
290         return ret;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_init);
293
294 void ttm_mem_global_release(struct ttm_mem_global *glob)
295 {
296         unsigned int i;
297         struct ttm_mem_zone *zone;
298
299         /* let the page allocator first stop the shrink work. */
300         ttm_page_alloc_fini();
301         ttm_dma_page_alloc_fini();
302
303         taskqueue_drain(glob->swap_queue, &glob->work);
304         taskqueue_free(glob->swap_queue);
305         glob->swap_queue = NULL;
306         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
307                 zone = glob->zones[i];
308                 if (refcount_release(&zone->kobj_ref))
309                         ttm_mem_zone_kobj_release(zone);
310         }
311         if (refcount_release(&glob->kobj_ref))
312                 ttm_mem_global_kobj_release(glob);
313 }
314 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_release);
315
316 static void ttm_check_swapping(struct ttm_mem_global *glob)
317 {
318         bool needs_swapping = false;
319         unsigned int i;
320         struct ttm_mem_zone *zone;
321
322         spin_lock(&glob->spin);
323         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
324                 zone = glob->zones[i];
325                 if (zone->used_mem > zone->swap_limit) {
326                         needs_swapping = true;
327                         break;
328                 }
329         }
330         spin_unlock(&glob->spin);
331
332         if (unlikely(needs_swapping))
333                 taskqueue_enqueue(glob->swap_queue, &glob->work);
334
335 }
336
337 static void ttm_mem_global_free_zone(struct ttm_mem_global *glob,
338                                      struct ttm_mem_zone *single_zone,
339                                      uint64_t amount)
340 {
341         unsigned int i;
342         struct ttm_mem_zone *zone;
343
344         spin_lock(&glob->spin);
345         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
346                 zone = glob->zones[i];
347                 if (single_zone && zone != single_zone)
348                         continue;
349                 zone->used_mem -= amount;
350         }
351         spin_unlock(&glob->spin);
352 }
353
354 void ttm_mem_global_free(struct ttm_mem_global *glob,
355                          uint64_t amount)
356 {
357         ttm_mem_global_free_zone(glob, NULL, amount);
358 }
359 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_free);
360
361 static int ttm_mem_global_reserve(struct ttm_mem_global *glob,
362                                   struct ttm_mem_zone *single_zone,
363                                   uint64_t amount, bool reserve)
364 {
365         uint64_t limit;
366         int ret = -ENOMEM;
367         unsigned int i;
368         struct ttm_mem_zone *zone;
369
370         spin_lock(&glob->spin);
371         for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
372                 zone = glob->zones[i];
373                 if (single_zone && zone != single_zone)
374                         continue;
375
376                 limit = (priv_check(curthread, PRIV_VM_MLOCK) == 0) ?
377                         zone->emer_mem : zone->max_mem;
378
379                 if (zone->used_mem > limit)
380                         goto out_unlock;
381         }
382
383         if (reserve) {
384                 for (i = 0; i < glob->num_zones; ++i) {
385                         zone = glob->zones[i];
386                         if (single_zone && zone != single_zone)
387                                 continue;
388                         zone->used_mem += amount;
389                 }
390         }
391
392         ret = 0;
393 out_unlock:
394         spin_unlock(&glob->spin);
395         ttm_check_swapping(glob);
396
397         return ret;
398 }
399
400
401 static int ttm_mem_global_alloc_zone(struct ttm_mem_global *glob,
402                                      struct ttm_mem_zone *single_zone,
403                                      uint64_t memory,
404                                      bool no_wait, bool interruptible)
405 {
406         int count = TTM_MEMORY_ALLOC_RETRIES;
407
408         while (unlikely(ttm_mem_global_reserve(glob,
409                                                single_zone,
410                                                memory, true)
411                         != 0)) {
412                 if (no_wait)
413                         return -ENOMEM;
414                 if (unlikely(count-- == 0))
415                         return -ENOMEM;
416                 ttm_shrink(glob, false, memory + (memory >> 2) + 16);
417         }
418
419         return 0;
420 }
421
422 int ttm_mem_global_alloc(struct ttm_mem_global *glob, uint64_t memory,
423                          bool no_wait, bool interruptible)
424 {
425         /**
426          * Normal allocations of kernel memory are registered in
427          * all zones.
428          */
429
430         return ttm_mem_global_alloc_zone(glob, NULL, memory, no_wait,
431                                          interruptible);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(ttm_mem_global_alloc);
434
435 int ttm_mem_global_alloc_page(struct ttm_mem_global *glob,
436                               struct page *page,
437                               bool no_wait, bool interruptible)
438 {
439
440         struct ttm_mem_zone *zone = NULL;
441
442         /**
443          * Page allocations may be registed in a single zone
444          * only if highmem or !dma32.
445          */
446
447         if (glob->zone_dma32 && page_to_pfn(page) > 0x00100000UL)
448                 zone = glob->zone_kernel;
449         return ttm_mem_global_alloc_zone(glob, zone, PAGE_SIZE, no_wait,
450                                          interruptible);
451 }
452
453 void ttm_mem_global_free_page(struct ttm_mem_global *glob, struct page *page)
454 {
455         struct ttm_mem_zone *zone = NULL;
456
457         if (glob->zone_dma32 && page_to_pfn(page) > 0x00100000UL)
458                 zone = glob->zone_kernel;
459         ttm_mem_global_free_zone(glob, zone, PAGE_SIZE);
460 }
461
462
463 size_t ttm_round_pot(size_t size)
464 {
465         if ((size & (size - 1)) == 0)
466                 return size;
467         else if (size > PAGE_SIZE)
468                 return PAGE_ALIGN(size);
469         else {
470                 size_t tmp_size = 4;
471
472                 while (tmp_size < size)
473                         tmp_size <<= 1;
474
475                 return tmp_size;
476         }
477         return 0;
478 }
479 EXPORT_SYMBOL(ttm_round_pot);