xref: /linux/drivers/accel/ivpu/ivpu_mmu_context.c (revision 8047d36fe563bf7ee7b28a284a0892506a6000a9)
1263b2ba5SJacek Lawrynowicz // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2263b2ba5SJacek Lawrynowicz /*
3263b2ba5SJacek Lawrynowicz  * Copyright (C) 2020-2023 Intel Corporation
4263b2ba5SJacek Lawrynowicz  */
5263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
6263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include <linux/bitfield.h>
7263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include <linux/highmem.h>
83bcc5209SKarol Wachowski #include <linux/set_memory.h>
93bcc5209SKarol Wachowski 
103bcc5209SKarol Wachowski #include <drm/drm_cache.h>
11263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
12263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include "ivpu_drv.h"
13263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include "ivpu_hw.h"
14263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include "ivpu_mmu.h"
15263b2ba5SJacek Lawrynowicz #include "ivpu_mmu_context.h"
16263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
178f5ad367SWludzik, Jozef #define IVPU_MMU_VPU_ADDRESS_MASK        GENMASK(47, 12)
18a2fd4a6fSKarol Wachowski #define IVPU_MMU_PGD_INDEX_MASK          GENMASK(47, 39)
19a2fd4a6fSKarol Wachowski #define IVPU_MMU_PUD_INDEX_MASK          GENMASK(38, 30)
20263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PMD_INDEX_MASK          GENMASK(29, 21)
21263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PTE_INDEX_MASK          GENMASK(20, 12)
2295d44018SKarol Wachowski #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAGS_MASK        (BIT(52) | GENMASK(11, 0))
2395d44018SKarol Wachowski #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_CONT         BIT(52)
24263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_NG           BIT(11)
25263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_AF           BIT(10)
26263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_USER         BIT(6)
27263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_LLC_COHERENT BIT(2)
28263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_TYPE_PAGE    BIT(1)
29263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_VALID        BIT(0)
30263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
31263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PAGE_SIZE       SZ_4K
3295d44018SKarol Wachowski #define IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE (IVPU_MMU_PAGE_SIZE * 16)
33263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PTE_MAP_SIZE    (IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES * IVPU_MMU_PAGE_SIZE)
34263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PMD_MAP_SIZE    (IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES * IVPU_MMU_PTE_MAP_SIZE)
35a2fd4a6fSKarol Wachowski #define IVPU_MMU_PUD_MAP_SIZE    (IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES * IVPU_MMU_PMD_MAP_SIZE)
36a2fd4a6fSKarol Wachowski #define IVPU_MMU_PGD_MAP_SIZE    (IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES * IVPU_MMU_PUD_MAP_SIZE)
37263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_PGTABLE_SIZE    (IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES * sizeof(u64))
38263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
39263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_DUMMY_ADDRESS 0xdeadb000
40263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_VALID   (IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_TYPE_PAGE | IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_VALID)
41263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_INVALID (IVPU_MMU_DUMMY_ADDRESS & ~IVPU_MMU_ENTRY_FLAGS_MASK)
42263b2ba5SJacek Lawrynowicz #define IVPU_MMU_ENTRY_MAPPED  (IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_AF | IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_USER | \
43263b2ba5SJacek Lawrynowicz 				IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_NG | IVPU_MMU_ENTRY_VALID)
44263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
453bcc5209SKarol Wachowski static void *ivpu_pgtable_alloc_page(struct ivpu_device *vdev, dma_addr_t *dma)
463bcc5209SKarol Wachowski {
473bcc5209SKarol Wachowski 	dma_addr_t dma_addr;
483bcc5209SKarol Wachowski 	struct page *page;
493bcc5209SKarol Wachowski 	void *cpu;
503bcc5209SKarol Wachowski 
513bcc5209SKarol Wachowski 	page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO);
523bcc5209SKarol Wachowski 	if (!page)
533bcc5209SKarol Wachowski 		return NULL;
543bcc5209SKarol Wachowski 
553bcc5209SKarol Wachowski 	set_pages_array_wc(&page, 1);
563bcc5209SKarol Wachowski 
573bcc5209SKarol Wachowski 	dma_addr = dma_map_page(vdev->drm.dev, page, 0, PAGE_SIZE, DMA_BIDIRECTIONAL);
583bcc5209SKarol Wachowski 	if (dma_mapping_error(vdev->drm.dev, dma_addr))
593bcc5209SKarol Wachowski 		goto err_free_page;
603bcc5209SKarol Wachowski 
613bcc5209SKarol Wachowski 	cpu = vmap(&page, 1, VM_MAP, pgprot_writecombine(PAGE_KERNEL));
623bcc5209SKarol Wachowski 	if (!cpu)
633bcc5209SKarol Wachowski 		goto err_dma_unmap_page;
643bcc5209SKarol Wachowski 
653bcc5209SKarol Wachowski 
663bcc5209SKarol Wachowski 	*dma = dma_addr;
673bcc5209SKarol Wachowski 	return cpu;
683bcc5209SKarol Wachowski 
693bcc5209SKarol Wachowski err_dma_unmap_page:
703bcc5209SKarol Wachowski 	dma_unmap_page(vdev->drm.dev, dma_addr, PAGE_SIZE, DMA_BIDIRECTIONAL);
713bcc5209SKarol Wachowski 
723bcc5209SKarol Wachowski err_free_page:
733bcc5209SKarol Wachowski 	put_page(page);
743bcc5209SKarol Wachowski 	return NULL;
753bcc5209SKarol Wachowski }
763bcc5209SKarol Wachowski 
773bcc5209SKarol Wachowski static void ivpu_pgtable_free_page(struct ivpu_device *vdev, u64 *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr)
783bcc5209SKarol Wachowski {
793bcc5209SKarol Wachowski 	struct page *page;
803bcc5209SKarol Wachowski 
813bcc5209SKarol Wachowski 	if (cpu_addr) {
823bcc5209SKarol Wachowski 		page = vmalloc_to_page(cpu_addr);
833bcc5209SKarol Wachowski 		vunmap(cpu_addr);
843bcc5209SKarol Wachowski 		dma_unmap_page(vdev->drm.dev, dma_addr & ~IVPU_MMU_ENTRY_FLAGS_MASK, PAGE_SIZE,
853bcc5209SKarol Wachowski 			       DMA_BIDIRECTIONAL);
863bcc5209SKarol Wachowski 		set_pages_array_wb(&page, 1);
873bcc5209SKarol Wachowski 		put_page(page);
883bcc5209SKarol Wachowski 	}
893bcc5209SKarol Wachowski }
903bcc5209SKarol Wachowski 
91263b2ba5SJacek Lawrynowicz static int ivpu_mmu_pgtable_init(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_pgtable *pgtable)
92263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
93263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	dma_addr_t pgd_dma;
94263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
953bcc5209SKarol Wachowski 	pgtable->pgd_dma_ptr = ivpu_pgtable_alloc_page(vdev, &pgd_dma);
96103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pgtable->pgd_dma_ptr)
97263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return -ENOMEM;
98263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
99263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	pgtable->pgd_dma = pgd_dma;
100263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
101263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return 0;
102263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
103263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
104103d2ea1SKarol Wachowski static void ivpu_mmu_pgtables_free(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_pgtable *pgtable)
105263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
106a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pgd_idx, pud_idx, pmd_idx;
107103d2ea1SKarol Wachowski 	dma_addr_t pud_dma, pmd_dma, pte_dma;
108103d2ea1SKarol Wachowski 	u64 *pud_dma_ptr, *pmd_dma_ptr, *pte_dma_ptr;
109263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
110a2fd4a6fSKarol Wachowski 	for (pgd_idx = 0; pgd_idx < IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES; ++pgd_idx) {
111103d2ea1SKarol Wachowski 		pud_dma_ptr = pgtable->pud_ptrs[pgd_idx];
112103d2ea1SKarol Wachowski 		pud_dma = pgtable->pgd_dma_ptr[pgd_idx];
113a2fd4a6fSKarol Wachowski 
114103d2ea1SKarol Wachowski 		if (!pud_dma_ptr)
115a2fd4a6fSKarol Wachowski 			continue;
116a2fd4a6fSKarol Wachowski 
117a2fd4a6fSKarol Wachowski 		for (pud_idx = 0; pud_idx < IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES; ++pud_idx) {
118103d2ea1SKarol Wachowski 			pmd_dma_ptr = pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx][pud_idx];
119103d2ea1SKarol Wachowski 			pmd_dma = pgtable->pud_ptrs[pgd_idx][pud_idx];
120263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
121103d2ea1SKarol Wachowski 			if (!pmd_dma_ptr)
122263b2ba5SJacek Lawrynowicz 				continue;
123263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
124a2fd4a6fSKarol Wachowski 			for (pmd_idx = 0; pmd_idx < IVPU_MMU_PGTABLE_ENTRIES; ++pmd_idx) {
125103d2ea1SKarol Wachowski 				pte_dma_ptr = pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx];
126103d2ea1SKarol Wachowski 				pte_dma = pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx];
127103d2ea1SKarol Wachowski 
1283bcc5209SKarol Wachowski 				ivpu_pgtable_free_page(vdev, pte_dma_ptr, pte_dma);
129263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			}
130263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
131103d2ea1SKarol Wachowski 			kfree(pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx]);
1323bcc5209SKarol Wachowski 			ivpu_pgtable_free_page(vdev, pmd_dma_ptr, pmd_dma);
133a2fd4a6fSKarol Wachowski 		}
134a2fd4a6fSKarol Wachowski 
135103d2ea1SKarol Wachowski 		kfree(pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx]);
136103d2ea1SKarol Wachowski 		kfree(pgtable->pte_ptrs[pgd_idx]);
1373bcc5209SKarol Wachowski 		ivpu_pgtable_free_page(vdev, pud_dma_ptr, pud_dma);
138263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
139263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
1403bcc5209SKarol Wachowski 	ivpu_pgtable_free_page(vdev, pgtable->pgd_dma_ptr, pgtable->pgd_dma);
141263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
142263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
143263b2ba5SJacek Lawrynowicz static u64*
144a2fd4a6fSKarol Wachowski ivpu_mmu_ensure_pud(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_pgtable *pgtable, int pgd_idx)
145a2fd4a6fSKarol Wachowski {
146103d2ea1SKarol Wachowski 	u64 *pud_dma_ptr = pgtable->pud_ptrs[pgd_idx];
147a2fd4a6fSKarol Wachowski 	dma_addr_t pud_dma;
148a2fd4a6fSKarol Wachowski 
149103d2ea1SKarol Wachowski 	if (pud_dma_ptr)
150103d2ea1SKarol Wachowski 		return pud_dma_ptr;
151a2fd4a6fSKarol Wachowski 
1523bcc5209SKarol Wachowski 	pud_dma_ptr = ivpu_pgtable_alloc_page(vdev, &pud_dma);
153103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pud_dma_ptr)
154a2fd4a6fSKarol Wachowski 		return NULL;
155a2fd4a6fSKarol Wachowski 
156103d2ea1SKarol Wachowski 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx]);
157103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx] = kzalloc(IVPU_MMU_PGTABLE_SIZE, GFP_KERNEL);
158103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx])
159103d2ea1SKarol Wachowski 		goto err_free_pud_dma_ptr;
160a2fd4a6fSKarol Wachowski 
161103d2ea1SKarol Wachowski 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, pgtable->pte_ptrs[pgd_idx]);
162103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pte_ptrs[pgd_idx] = kzalloc(IVPU_MMU_PGTABLE_SIZE, GFP_KERNEL);
163103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pgtable->pte_ptrs[pgd_idx])
164103d2ea1SKarol Wachowski 		goto err_free_pmd_ptrs;
165a2fd4a6fSKarol Wachowski 
166103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pud_ptrs[pgd_idx] = pud_dma_ptr;
167103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pgd_dma_ptr[pgd_idx] = pud_dma | IVPU_MMU_ENTRY_VALID;
168a2fd4a6fSKarol Wachowski 
169103d2ea1SKarol Wachowski 	return pud_dma_ptr;
170a2fd4a6fSKarol Wachowski 
171103d2ea1SKarol Wachowski err_free_pmd_ptrs:
172103d2ea1SKarol Wachowski 	kfree(pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx]);
173a2fd4a6fSKarol Wachowski 
174103d2ea1SKarol Wachowski err_free_pud_dma_ptr:
1753bcc5209SKarol Wachowski 	ivpu_pgtable_free_page(vdev, pud_dma_ptr, pud_dma);
176a2fd4a6fSKarol Wachowski 	return NULL;
177a2fd4a6fSKarol Wachowski }
178a2fd4a6fSKarol Wachowski 
179a2fd4a6fSKarol Wachowski static u64*
180103d2ea1SKarol Wachowski ivpu_mmu_ensure_pmd(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_pgtable *pgtable, int pgd_idx,
181103d2ea1SKarol Wachowski 		    int pud_idx)
182263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
183103d2ea1SKarol Wachowski 	u64 *pmd_dma_ptr = pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx][pud_idx];
184263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	dma_addr_t pmd_dma;
185263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
186103d2ea1SKarol Wachowski 	if (pmd_dma_ptr)
187103d2ea1SKarol Wachowski 		return pmd_dma_ptr;
188263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
1893bcc5209SKarol Wachowski 	pmd_dma_ptr = ivpu_pgtable_alloc_page(vdev, &pmd_dma);
190103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pmd_dma_ptr)
191263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return NULL;
192263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
193103d2ea1SKarol Wachowski 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx]);
194103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx] = kzalloc(IVPU_MMU_PGTABLE_SIZE, GFP_KERNEL);
195103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx])
196103d2ea1SKarol Wachowski 		goto err_free_pmd_dma_ptr;
197263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
198103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx][pud_idx] = pmd_dma_ptr;
199103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pud_ptrs[pgd_idx][pud_idx] = pmd_dma | IVPU_MMU_ENTRY_VALID;
200263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
201103d2ea1SKarol Wachowski 	return pmd_dma_ptr;
202263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
203103d2ea1SKarol Wachowski err_free_pmd_dma_ptr:
2043bcc5209SKarol Wachowski 	ivpu_pgtable_free_page(vdev, pmd_dma_ptr, pmd_dma);
205263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return NULL;
206263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
207263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
208263b2ba5SJacek Lawrynowicz static u64*
209263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_ensure_pte(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_pgtable *pgtable,
210a2fd4a6fSKarol Wachowski 		    int pgd_idx, int pud_idx, int pmd_idx)
211263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
212103d2ea1SKarol Wachowski 	u64 *pte_dma_ptr = pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx];
213263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	dma_addr_t pte_dma;
214263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
215103d2ea1SKarol Wachowski 	if (pte_dma_ptr)
216103d2ea1SKarol Wachowski 		return pte_dma_ptr;
217263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
2183bcc5209SKarol Wachowski 	pte_dma_ptr = ivpu_pgtable_alloc_page(vdev, &pte_dma);
219103d2ea1SKarol Wachowski 	if (!pte_dma_ptr)
220263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return NULL;
221263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
222103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx] = pte_dma_ptr;
223103d2ea1SKarol Wachowski 	pgtable->pmd_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx] = pte_dma | IVPU_MMU_ENTRY_VALID;
224263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
225103d2ea1SKarol Wachowski 	return pte_dma_ptr;
226263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
227263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
228263b2ba5SJacek Lawrynowicz static int
229263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_map_page(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx,
23095d44018SKarol Wachowski 			  u64 vpu_addr, dma_addr_t dma_addr, u64 prot)
231263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
232263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	u64 *pte;
233a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pgd_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PGD_INDEX_MASK, vpu_addr);
234a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pud_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PUD_INDEX_MASK, vpu_addr);
235a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pmd_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PMD_INDEX_MASK, vpu_addr);
236a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pte_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PTE_INDEX_MASK, vpu_addr);
237a2fd4a6fSKarol Wachowski 
238103d2ea1SKarol Wachowski 	/* Allocate PUD - second level page table if needed */
239a2fd4a6fSKarol Wachowski 	if (!ivpu_mmu_ensure_pud(vdev, &ctx->pgtable, pgd_idx))
240a2fd4a6fSKarol Wachowski 		return -ENOMEM;
241263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
242103d2ea1SKarol Wachowski 	/* Allocate PMD - third level page table if needed */
243a2fd4a6fSKarol Wachowski 	if (!ivpu_mmu_ensure_pmd(vdev, &ctx->pgtable, pgd_idx, pud_idx))
244263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return -ENOMEM;
245263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
246103d2ea1SKarol Wachowski 	/* Allocate PTE - fourth level page table if needed */
247a2fd4a6fSKarol Wachowski 	pte = ivpu_mmu_ensure_pte(vdev, &ctx->pgtable, pgd_idx, pud_idx, pmd_idx);
248263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (!pte)
249263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return -ENOMEM;
250263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
251103d2ea1SKarol Wachowski 	/* Update PTE */
252a2fd4a6fSKarol Wachowski 	pte[pte_idx] = dma_addr | prot;
253263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
254263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return 0;
255263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
256263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
25795d44018SKarol Wachowski static int
25895d44018SKarol Wachowski ivpu_mmu_context_map_cont_64k(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx, u64 vpu_addr,
25995d44018SKarol Wachowski 			      dma_addr_t dma_addr, u64 prot)
26095d44018SKarol Wachowski {
26195d44018SKarol Wachowski 	size_t size = IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE;
26295d44018SKarol Wachowski 
26395d44018SKarol Wachowski 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, !IS_ALIGNED(vpu_addr, size));
26495d44018SKarol Wachowski 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, !IS_ALIGNED(dma_addr, size));
26595d44018SKarol Wachowski 
26695d44018SKarol Wachowski 	prot |= IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_CONT;
26795d44018SKarol Wachowski 
26895d44018SKarol Wachowski 	while (size) {
26995d44018SKarol Wachowski 		int ret = ivpu_mmu_context_map_page(vdev, ctx, vpu_addr, dma_addr, prot);
27095d44018SKarol Wachowski 
27195d44018SKarol Wachowski 		if (ret)
27295d44018SKarol Wachowski 			return ret;
27395d44018SKarol Wachowski 
27495d44018SKarol Wachowski 		size -= IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
27595d44018SKarol Wachowski 		vpu_addr += IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
27695d44018SKarol Wachowski 		dma_addr += IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
27795d44018SKarol Wachowski 	}
27895d44018SKarol Wachowski 
27995d44018SKarol Wachowski 	return 0;
28095d44018SKarol Wachowski }
28195d44018SKarol Wachowski 
282263b2ba5SJacek Lawrynowicz static void ivpu_mmu_context_unmap_page(struct ivpu_mmu_context *ctx, u64 vpu_addr)
283263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
284a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pgd_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PGD_INDEX_MASK, vpu_addr);
285a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pud_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PUD_INDEX_MASK, vpu_addr);
286a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pmd_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PMD_INDEX_MASK, vpu_addr);
287a2fd4a6fSKarol Wachowski 	int pte_idx = FIELD_GET(IVPU_MMU_PTE_INDEX_MASK, vpu_addr);
288263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
289263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	/* Update PTE with dummy physical address and clear flags */
290103d2ea1SKarol Wachowski 	ctx->pgtable.pte_ptrs[pgd_idx][pud_idx][pmd_idx][pte_idx] = IVPU_MMU_ENTRY_INVALID;
291263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
292263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
293263b2ba5SJacek Lawrynowicz static int
294263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_map_pages(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx,
29595d44018SKarol Wachowski 			   u64 vpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size, u64 prot)
296263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
29795d44018SKarol Wachowski 	int map_size;
29895d44018SKarol Wachowski 	int ret;
29995d44018SKarol Wachowski 
300263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	while (size) {
30195d44018SKarol Wachowski 		if (!ivpu_disable_mmu_cont_pages && size >= IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE &&
30295d44018SKarol Wachowski 		    IS_ALIGNED(vpu_addr | dma_addr, IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE)) {
30395d44018SKarol Wachowski 			ret = ivpu_mmu_context_map_cont_64k(vdev, ctx, vpu_addr, dma_addr, prot);
30495d44018SKarol Wachowski 			map_size = IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE;
30595d44018SKarol Wachowski 		} else {
30695d44018SKarol Wachowski 			ret = ivpu_mmu_context_map_page(vdev, ctx, vpu_addr, dma_addr, prot);
30795d44018SKarol Wachowski 			map_size = IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
30895d44018SKarol Wachowski 		}
309263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
310263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		if (ret)
311263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			return ret;
312263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
31395d44018SKarol Wachowski 		vpu_addr += map_size;
31495d44018SKarol Wachowski 		dma_addr += map_size;
31595d44018SKarol Wachowski 		size -= map_size;
316263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
317263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
318263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return 0;
319263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
320263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
321263b2ba5SJacek Lawrynowicz static void ivpu_mmu_context_unmap_pages(struct ivpu_mmu_context *ctx, u64 vpu_addr, size_t size)
322263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
323263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	while (size) {
324263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		ivpu_mmu_context_unmap_page(ctx, vpu_addr);
325263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		vpu_addr += IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
326263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		size -= IVPU_MMU_PAGE_SIZE;
327263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
328263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
329263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
330263b2ba5SJacek Lawrynowicz int
331263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_map_sgt(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx,
332263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			 u64 vpu_addr, struct sg_table *sgt,  bool llc_coherent)
333263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
334263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	struct scatterlist *sg;
335263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	int ret;
33695d44018SKarol Wachowski 	u64 prot;
337263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	u64 i;
338263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
33948aea7f2SJacek Lawrynowicz 	if (drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx))
34048aea7f2SJacek Lawrynowicz 		return -EINVAL;
34148aea7f2SJacek Lawrynowicz 
342263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (!IS_ALIGNED(vpu_addr, IVPU_MMU_PAGE_SIZE))
343263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return -EINVAL;
3448f5ad367SWludzik, Jozef 
3458f5ad367SWludzik, Jozef 	if (vpu_addr & ~IVPU_MMU_VPU_ADDRESS_MASK)
346263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return -EINVAL;
347263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
348263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	prot = IVPU_MMU_ENTRY_MAPPED;
349263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (llc_coherent)
350263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		prot |= IVPU_MMU_ENTRY_FLAG_LLC_COHERENT;
351263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
352263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_lock(&ctx->lock);
353263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
354263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	for_each_sgtable_dma_sg(sgt, sg, i) {
355103d2ea1SKarol Wachowski 		dma_addr_t dma_addr = sg_dma_address(sg) - sg->offset;
356263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		size_t size = sg_dma_len(sg) + sg->offset;
357263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
358*8047d36fSWachowski, Karol 		ivpu_dbg(vdev, MMU_MAP, "Map ctx: %u dma_addr: 0x%llx vpu_addr: 0x%llx size: %lu\n",
359*8047d36fSWachowski, Karol 			 ctx->id, dma_addr, vpu_addr, size);
360*8047d36fSWachowski, Karol 
361263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		ret = ivpu_mmu_context_map_pages(vdev, ctx, vpu_addr, dma_addr, size, prot);
362263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		if (ret) {
363263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			ivpu_err(vdev, "Failed to map context pages\n");
364263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			mutex_unlock(&ctx->lock);
365263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			return ret;
366263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		}
367263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		vpu_addr += size;
368263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
369263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
3703bcc5209SKarol Wachowski 	/* Ensure page table modifications are flushed from wc buffers to memory */
3713bcc5209SKarol Wachowski 	wmb();
372*8047d36fSWachowski, Karol 
373263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_unlock(&ctx->lock);
374263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
375263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ret = ivpu_mmu_invalidate_tlb(vdev, ctx->id);
376263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (ret)
377263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		ivpu_err(vdev, "Failed to invalidate TLB for ctx %u: %d\n", ctx->id, ret);
378263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return ret;
379263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
380263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
381263b2ba5SJacek Lawrynowicz void
382263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_unmap_sgt(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx,
383263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			   u64 vpu_addr, struct sg_table *sgt)
384263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
385263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	struct scatterlist *sg;
386263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	int ret;
387263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	u64 i;
388263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
38948aea7f2SJacek Lawrynowicz 	if (drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx))
39048aea7f2SJacek Lawrynowicz 		return;
391263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
392263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_lock(&ctx->lock);
393263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
394263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	for_each_sgtable_dma_sg(sgt, sg, i) {
395*8047d36fSWachowski, Karol 		dma_addr_t dma_addr = sg_dma_address(sg) - sg->offset;
396263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		size_t size = sg_dma_len(sg) + sg->offset;
397263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
398*8047d36fSWachowski, Karol 		ivpu_dbg(vdev, MMU_MAP, "Unmap ctx: %u dma_addr: 0x%llx vpu_addr: 0x%llx size: %lu\n",
399*8047d36fSWachowski, Karol 			 ctx->id, dma_addr, vpu_addr, size);
400*8047d36fSWachowski, Karol 
401263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		ivpu_mmu_context_unmap_pages(ctx, vpu_addr, size);
402263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		vpu_addr += size;
403263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
404263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
4053bcc5209SKarol Wachowski 	/* Ensure page table modifications are flushed from wc buffers to memory */
4063bcc5209SKarol Wachowski 	wmb();
407*8047d36fSWachowski, Karol 
408263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_unlock(&ctx->lock);
409263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
410263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ret = ivpu_mmu_invalidate_tlb(vdev, ctx->id);
411263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (ret)
412263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		ivpu_warn(vdev, "Failed to invalidate TLB for ctx %u: %d\n", ctx->id, ret);
413263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
414263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
415263b2ba5SJacek Lawrynowicz int
41648aea7f2SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_insert_node(struct ivpu_mmu_context *ctx, const struct ivpu_addr_range *range,
417263b2ba5SJacek Lawrynowicz 			     u64 size, struct drm_mm_node *node)
418263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
41948aea7f2SJacek Lawrynowicz 	int ret;
420263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
421b0352241SJacek Lawrynowicz 	WARN_ON(!range);
422b0352241SJacek Lawrynowicz 
42348aea7f2SJacek Lawrynowicz 	mutex_lock(&ctx->lock);
42495d44018SKarol Wachowski 	if (!ivpu_disable_mmu_cont_pages && size >= IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE) {
42548aea7f2SJacek Lawrynowicz 		ret = drm_mm_insert_node_in_range(&ctx->mm, node, size, IVPU_MMU_CONT_PAGES_SIZE, 0,
42648aea7f2SJacek Lawrynowicz 						  range->start, range->end, DRM_MM_INSERT_BEST);
42748aea7f2SJacek Lawrynowicz 		if (!ret)
42848aea7f2SJacek Lawrynowicz 			goto unlock;
42995d44018SKarol Wachowski 	}
43095d44018SKarol Wachowski 
43148aea7f2SJacek Lawrynowicz 	ret = drm_mm_insert_node_in_range(&ctx->mm, node, size, IVPU_MMU_PAGE_SIZE, 0,
43295d44018SKarol Wachowski 					  range->start, range->end, DRM_MM_INSERT_BEST);
43348aea7f2SJacek Lawrynowicz unlock:
43448aea7f2SJacek Lawrynowicz 	mutex_unlock(&ctx->lock);
43548aea7f2SJacek Lawrynowicz 	return ret;
436263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
437263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
438263b2ba5SJacek Lawrynowicz void
43948aea7f2SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_remove_node(struct ivpu_mmu_context *ctx, struct drm_mm_node *node)
440263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
44148aea7f2SJacek Lawrynowicz 	mutex_lock(&ctx->lock);
442263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	drm_mm_remove_node(node);
44348aea7f2SJacek Lawrynowicz 	mutex_unlock(&ctx->lock);
444263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
445263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
446263b2ba5SJacek Lawrynowicz static int
447263b2ba5SJacek Lawrynowicz ivpu_mmu_context_init(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx, u32 context_id)
448263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
449263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	u64 start, end;
450263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	int ret;
451263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
452263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_init(&ctx->lock);
453263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
454263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ret = ivpu_mmu_pgtable_init(vdev, &ctx->pgtable);
4550a9cd792SJacek Lawrynowicz 	if (ret) {
4560a9cd792SJacek Lawrynowicz 		ivpu_err(vdev, "Failed to initialize pgtable for ctx %u: %d\n", context_id, ret);
457263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return ret;
4580a9cd792SJacek Lawrynowicz 	}
459263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
460263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (!context_id) {
461162f17b2SKarol Wachowski 		start = vdev->hw->ranges.global.start;
462162f17b2SKarol Wachowski 		end = vdev->hw->ranges.shave.end;
463263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	} else {
464162f17b2SKarol Wachowski 		start = vdev->hw->ranges.user.start;
465162f17b2SKarol Wachowski 		end = vdev->hw->ranges.dma.end;
466263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
467263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
468263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	drm_mm_init(&ctx->mm, start, end - start);
469263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ctx->id = context_id;
470263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
471263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return 0;
472263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
473263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
474263b2ba5SJacek Lawrynowicz static void ivpu_mmu_context_fini(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx)
475263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
476103d2ea1SKarol Wachowski 	if (drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx->pgtable.pgd_dma_ptr))
477103d2ea1SKarol Wachowski 		return;
478263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
479263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	mutex_destroy(&ctx->lock);
480103d2ea1SKarol Wachowski 	ivpu_mmu_pgtables_free(vdev, &ctx->pgtable);
481263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	drm_mm_takedown(&ctx->mm);
482103d2ea1SKarol Wachowski 
483103d2ea1SKarol Wachowski 	ctx->pgtable.pgd_dma_ptr = NULL;
484103d2ea1SKarol Wachowski 	ctx->pgtable.pgd_dma = 0;
485263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
486263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
487263b2ba5SJacek Lawrynowicz int ivpu_mmu_global_context_init(struct ivpu_device *vdev)
488263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
489263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return ivpu_mmu_context_init(vdev, &vdev->gctx, IVPU_GLOBAL_CONTEXT_MMU_SSID);
490263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
491263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
492263b2ba5SJacek Lawrynowicz void ivpu_mmu_global_context_fini(struct ivpu_device *vdev)
493263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
494263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return ivpu_mmu_context_fini(vdev, &vdev->gctx);
495263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
496263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
49734d03f2aSKarol Wachowski int ivpu_mmu_reserved_context_init(struct ivpu_device *vdev)
49834d03f2aSKarol Wachowski {
49934d03f2aSKarol Wachowski 	return ivpu_mmu_user_context_init(vdev, &vdev->rctx, IVPU_RESERVED_CONTEXT_MMU_SSID);
50034d03f2aSKarol Wachowski }
50134d03f2aSKarol Wachowski 
50234d03f2aSKarol Wachowski void ivpu_mmu_reserved_context_fini(struct ivpu_device *vdev)
50334d03f2aSKarol Wachowski {
50434d03f2aSKarol Wachowski 	return ivpu_mmu_user_context_fini(vdev, &vdev->rctx);
50534d03f2aSKarol Wachowski }
50634d03f2aSKarol Wachowski 
507263b2ba5SJacek Lawrynowicz void ivpu_mmu_user_context_mark_invalid(struct ivpu_device *vdev, u32 ssid)
508263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
509263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	struct ivpu_file_priv *file_priv;
510263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
511263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	xa_lock(&vdev->context_xa);
512263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
513263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	file_priv = xa_load(&vdev->context_xa, ssid);
514263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (file_priv)
515263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		file_priv->has_mmu_faults = true;
516263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
517263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	xa_unlock(&vdev->context_xa);
518263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
519263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
520263b2ba5SJacek Lawrynowicz int ivpu_mmu_user_context_init(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx, u32 ctx_id)
521263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
522263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	int ret;
523263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
524263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx_id);
525263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
526263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ret = ivpu_mmu_context_init(vdev, ctx, ctx_id);
527263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (ret) {
528edee62c0SStanislaw Gruszka 		ivpu_err(vdev, "Failed to initialize context %u: %d\n", ctx_id, ret);
529263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		return ret;
530263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
531263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
532263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ret = ivpu_mmu_set_pgtable(vdev, ctx_id, &ctx->pgtable);
533263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	if (ret) {
534edee62c0SStanislaw Gruszka 		ivpu_err(vdev, "Failed to set page table for context %u: %d\n", ctx_id, ret);
535263b2ba5SJacek Lawrynowicz 		goto err_context_fini;
536263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	}
537263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
538263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return 0;
539263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
540263b2ba5SJacek Lawrynowicz err_context_fini:
541263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ivpu_mmu_context_fini(vdev, ctx);
542263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	return ret;
543263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
544263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
545263b2ba5SJacek Lawrynowicz void ivpu_mmu_user_context_fini(struct ivpu_device *vdev, struct ivpu_mmu_context *ctx)
546263b2ba5SJacek Lawrynowicz {
547263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	drm_WARN_ON(&vdev->drm, !ctx->id);
548263b2ba5SJacek Lawrynowicz 
549263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ivpu_mmu_clear_pgtable(vdev, ctx->id);
550263b2ba5SJacek Lawrynowicz 	ivpu_mmu_context_fini(vdev, ctx);
551263b2ba5SJacek Lawrynowicz }
552