// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT

/*
 *  Xen para-virtual DRM device
 *
 * Copyright (C) 2016-2018 EPAM Systems Inc.
 *
 * Author: Oleksandr Andrushchenko <oleksandr_andrushchenko@epam.com>
 */

#include <linux/dma-buf.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/shmem_fs.h>
#include <linux/vmalloc.h>

#include <drm/drm_gem.h>
#include <drm/drm_prime.h>
#include <drm/drm_probe_helper.h>

#include <xen/balloon.h>
#include <xen/xen.h>

#include "xen_drm_front.h"
#include "xen_drm_front_gem.h"

struct xen_gem_object {
 struct drm_gem_object base;

 size_t num_pages;
 struct page **pages;

 /* set for buffers allocated by the backend */
 bool be_alloc;

 /* this is for imported PRIME buffer */
 struct sg_table *sgt_imported;
};

static inline struct xen_gem_object *
to_xen_gem_obj(struct drm_gem_object *gem_obj)
{
 return container_of(gem_obj, struct xen_gem_object, base);
}

static int gem_alloc_pages_array(struct xen_gem_object *xen_obj,
     size_t buf_size)
{
 xen_obj->num_pages = DIV_ROUND_UP(buf_size, PAGE_SIZE);
 xen_obj->pages = kvmalloc_array(xen_obj->num_pages,
     sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 return !xen_obj->pages ? -ENOMEM : 0;
}

static void gem_free_pages_array(struct xen_gem_object *xen_obj)
{
 kvfree(xen_obj->pages);
 xen_obj->pages = NULL;
}

static int xen_drm_front_gem_object_mmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
      struct vm_area_struct *vma)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 int ret;

 vma->vm_ops = gem_obj->funcs->vm_ops;

 /*
  * Clear the VM_PFNMAP flag that was set by drm_gem_mmap(), and set the
  * vm_pgoff (used as a fake buffer offset by DRM) to 0 as we want to map
  * the whole buffer.
 */
 vm_flags_mod(vma, VM_MIXEDMAP | VM_DONTEXPAND, VM_PFNMAP);
 vma->vm_pgoff = 0;

 /*
  * According to Xen on ARM ABI (xen/include/public/arch-arm.h):
  * all memory which is shared with other entities in the system
  * (including the hypervisor and other guests) must reside in memory
  * which is mapped as Normal Inner Write-Back Outer Write-Back
  * Inner-Shareable.
 */
 vma->vm_page_prot = vm_get_page_prot(vma->vm_flags);

 /*
  * vm_operations_struct.fault handler will be called if CPU access
  * to VM is here. For GPUs this isn't the case, because CPU  doesn't
  * touch the memory. Insert pages now, so both CPU and GPU are happy.
  *
  * FIXME: as we insert all the pages now then no .fault handler must
  * be called, so don't provide one
 */
 ret = vm_map_pages(vma, xen_obj->pages, xen_obj->num_pages);
 if (ret < 0)
  DRM_ERROR("Failed to map pages into vma: %d\n", ret);

 return ret;
}

static const struct vm_operations_struct xen_drm_drv_vm_ops = {
 .open           = drm_gem_vm_open,
 .close          = drm_gem_vm_close,
};

static const struct drm_gem_object_funcs xen_drm_front_gem_object_funcs = {
 .free = xen_drm_front_gem_object_free,
 .get_sg_table = xen_drm_front_gem_get_sg_table,
 .vmap = xen_drm_front_gem_prime_vmap,
 .vunmap = xen_drm_front_gem_prime_vunmap,
 .mmap = xen_drm_front_gem_object_mmap,
 .vm_ops = &xen_drm_drv_vm_ops,
};

static struct xen_gem_object *gem_create_obj(struct drm_device *dev,
          size_t size)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj;
 int ret;

 xen_obj = kzalloc(sizeof(*xen_obj), GFP_KERNEL);
 if (!xen_obj)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 xen_obj->base.funcs = &xen_drm_front_gem_object_funcs;

 ret = drm_gem_object_init(dev, &xen_obj->base, size);
 if (ret < 0) {
  kfree(xen_obj);
  return ERR_PTR(ret);
 }

 return xen_obj;
}

static struct xen_gem_object *gem_create(struct drm_device *dev, size_t size)
{
 struct xen_drm_front_drm_info *drm_info = dev->dev_private;
 struct xen_gem_object *xen_obj;
 int ret;

 size = round_up(size, PAGE_SIZE);
 xen_obj = gem_create_obj(dev, size);
 if (IS_ERR(xen_obj))
  return xen_obj;

 if (drm_info->front_info->cfg.be_alloc) {
  /*
   * backend will allocate space for this buffer, so
   * only allocate array of pointers to pages
 */
  ret = gem_alloc_pages_array(xen_obj, size);
  if (ret < 0)
   goto fail;

  /*
   * allocate ballooned pages which will be used to map
   * grant references provided by the backend
 */
  ret = xen_alloc_unpopulated_pages(xen_obj->num_pages,
               xen_obj->pages);
  if (ret < 0) {
   DRM_ERROR("Cannot allocate %zu ballooned pages: %d\n",
      xen_obj->num_pages, ret);
   gem_free_pages_array(xen_obj);
   goto fail;
  }

  xen_obj->be_alloc = true;
  return xen_obj;
 }
 /*
  * need to allocate backing pages now, so we can share those
  * with the backend
 */
 xen_obj->num_pages = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
 xen_obj->pages = drm_gem_get_pages(&xen_obj->base);
 if (IS_ERR(xen_obj->pages)) {
  ret = PTR_ERR(xen_obj->pages);
  xen_obj->pages = NULL;
  goto fail;
 }

 return xen_obj;

fail:
 DRM_ERROR("Failed to allocate buffer with size %zu\n", size);
 return ERR_PTR(ret);
}

struct drm_gem_object *xen_drm_front_gem_create(struct drm_device *dev,
      size_t size)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj;

 xen_obj = gem_create(dev, size);
 if (IS_ERR(xen_obj))
  return ERR_CAST(xen_obj);

 return &xen_obj->base;
}

void xen_drm_front_gem_free_object_unlocked(struct drm_gem_object *gem_obj)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);

 if (xen_obj->base.import_attach) {
  drm_prime_gem_destroy(&xen_obj->base, xen_obj->sgt_imported);
  gem_free_pages_array(xen_obj);
 } else {
  if (xen_obj->pages) {
   if (xen_obj->be_alloc) {
    xen_free_unpopulated_pages(xen_obj->num_pages,
          xen_obj->pages);
    gem_free_pages_array(xen_obj);
   } else {
    drm_gem_put_pages(&xen_obj->base,
        xen_obj->pages, true, false);
   }
  }
 }
 drm_gem_object_release(gem_obj);
 kfree(xen_obj);
}

struct page **xen_drm_front_gem_get_pages(struct drm_gem_object *gem_obj)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);

 return xen_obj->pages;
}

struct sg_table *xen_drm_front_gem_get_sg_table(struct drm_gem_object *gem_obj)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);

 if (!xen_obj->pages)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 return drm_prime_pages_to_sg(gem_obj->dev,
         xen_obj->pages, xen_obj->num_pages);
}

struct drm_gem_object *
xen_drm_front_gem_import_sg_table(struct drm_device *dev,
      struct dma_buf_attachment *attach,
      struct sg_table *sgt)
{
 struct xen_drm_front_drm_info *drm_info = dev->dev_private;
 struct xen_gem_object *xen_obj;
 size_t size;
 int ret;

 size = attach->dmabuf->size;
 xen_obj = gem_create_obj(dev, size);
 if (IS_ERR(xen_obj))
  return ERR_CAST(xen_obj);

 ret = gem_alloc_pages_array(xen_obj, size);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);

 xen_obj->sgt_imported = sgt;

 ret = drm_prime_sg_to_page_array(sgt, xen_obj->pages,
      xen_obj->num_pages);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);

 ret = xen_drm_front_dbuf_create(drm_info->front_info,
     xen_drm_front_dbuf_to_cookie(&xen_obj->base),
     0, 0, 0, size, sgt->sgl->offset,
     xen_obj->pages);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);

 DRM_DEBUG("Imported buffer of size %zu with nents %u\n",
    size, sgt->orig_nents);

 return &xen_obj->base;
}

int xen_drm_front_gem_prime_vmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
     struct iosys_map *map)
{
 struct xen_gem_object *xen_obj = to_xen_gem_obj(gem_obj);
 void *vaddr;

 if (!xen_obj->pages)
  return -ENOMEM;

 /* Please see comment in gem_mmap_obj on mapping and attributes. */
 vaddr = vmap(xen_obj->pages, xen_obj->num_pages,
       VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 if (!vaddr)
  return -ENOMEM;
 iosys_map_set_vaddr(map, vaddr);

 return 0;
}

void xen_drm_front_gem_prime_vunmap(struct drm_gem_object *gem_obj,
        struct iosys_map *map)
{
 vunmap(map->vaddr);
}