sys/dev/iommu/iommu_gas.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This software was developed by Konstantin Belousov <kib@FreeBSD.org>
   8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 #define RB_AUGMENT(entry) iommu_gas_augment_entry(entry)
  36
  37 #include <sys/param.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40 #include <sys/bus.h>
  41 #include <sys/interrupt.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/ktr.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/rwlock.h>
  47 #include <sys/memdesc.h>
  48 #include <sys/mutex.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50 #include <sys/rman.h>
  51 #include <sys/taskqueue.h>
  52 #include <sys/tree.h>
  53 #include <sys/uio.h>
  54 #include <sys/vmem.h>
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <vm/vm_extern.h>
  57 #include <vm/vm_kern.h>
  58 #include <vm/vm_object.h>
  59 #include <vm/vm_page.h>
  60 #include <vm/vm_map.h>
  61 #include <vm/uma.h>
  62 #include <dev/pci/pcireg.h>
  63 #include <dev/pci/pcivar.h>
  64 #include <dev/iommu/iommu.h>
  65 #include <machine/atomic.h>
  66 #include <machine/bus.h>
  67 #include <machine/md_var.h>
  68 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
  69 #include <x86/iommu/intel_reg.h>
  70 #endif
  71 #include <dev/iommu/busdma_iommu.h>
  72
  73 /*
  74  * Guest Address Space management.
  75  */
  76
  77 static uma_zone_t iommu_map_entry_zone;
  78
  79 #ifdef INVARIANTS
  80 static int iommu_check_free;
  81 #endif
  82
  83 static void
  84 intel_gas_init(void)
  85 {
  86
  87         iommu_map_entry_zone = uma_zcreate("IOMMU_MAP_ENTRY",
  88             sizeof(struct iommu_map_entry), NULL, NULL,
  89             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NODUMP);
  90 }
  91 SYSINIT(intel_gas, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_FIRST, intel_gas_init, NULL);
  92
  93 struct iommu_map_entry *
  94 iommu_gas_alloc_entry(struct iommu_domain *domain, u_int flags)
  95 {
  96         struct iommu_map_entry *res;
  97
  98         KASSERT((flags & ~(IOMMU_PGF_WAITOK)) == 0,
  99             ("unsupported flags %x", flags));
 100
 101         res = uma_zalloc(iommu_map_entry_zone, ((flags & IOMMU_PGF_WAITOK) !=
 102             0 ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 103         if (res != NULL) {
 104                 res->domain = domain;
 105                 atomic_add_int(&domain->entries_cnt, 1);
 106         }
 107         return (res);
 108 }
 109
 110 void
 111 iommu_gas_free_entry(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 112 {
 113
 114         KASSERT(domain == entry->domain,
 115             ("mismatched free domain %p entry %p entry->domain %p", domain,
 116             entry, entry->domain));
 117         atomic_subtract_int(&domain->entries_cnt, 1);
 118         uma_zfree(iommu_map_entry_zone, entry);
 119 }
 120
 121 static int
 122 iommu_gas_cmp_entries(struct iommu_map_entry *a, struct iommu_map_entry *b)
 123 {
 124
 125         /* Last entry have zero size, so <= */
 126         KASSERT(a->start <= a->end, ("inverted entry %p (%jx, %jx)",
 127             a, (uintmax_t)a->start, (uintmax_t)a->end));
 128         KASSERT(b->start <= b->end, ("inverted entry %p (%jx, %jx)",
 129             b, (uintmax_t)b->start, (uintmax_t)b->end));
 130         KASSERT(a->end <= b->start || b->end <= a->start ||
 131             a->end == a->start || b->end == b->start,
 132             ("overlapping entries %p (%jx, %jx) %p (%jx, %jx)",
 133             a, (uintmax_t)a->start, (uintmax_t)a->end,
 134             b, (uintmax_t)b->start, (uintmax_t)b->end));
 135
 136         if (a->end < b->end)
 137                 return (-1);
 138         else if (b->end < a->end)
 139                 return (1);
 140         return (0);
 141 }
 142
 143 static void
 144 iommu_gas_augment_entry(struct iommu_map_entry *entry)
 145 {
 146         struct iommu_map_entry *child;
 147         iommu_gaddr_t free_down;
 148
 149         free_down = 0;
 150         if ((child = RB_LEFT(entry, rb_entry)) != NULL) {
 151                 free_down = MAX(free_down, child->free_down);
 152                 free_down = MAX(free_down, entry->start - child->last);
 153                 entry->first = child->first;
 154         } else
 155                 entry->first = entry->start;
 156
 157         if ((child = RB_RIGHT(entry, rb_entry)) != NULL) {
 158                 free_down = MAX(free_down, child->free_down);
 159                 free_down = MAX(free_down, child->first - entry->end);
 160                 entry->last = child->last;
 161         } else
 162                 entry->last = entry->end;
 163         entry->free_down = free_down;
 164 }
 165
 166 RB_GENERATE(iommu_gas_entries_tree, iommu_map_entry, rb_entry,
 167     iommu_gas_cmp_entries);
 168
 169 #ifdef INVARIANTS
 170 static void
 171 iommu_gas_check_free(struct iommu_domain *domain)
 172 {
 173         struct iommu_map_entry *entry, *l, *r;
 174         iommu_gaddr_t v;
 175
 176         RB_FOREACH(entry, iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root) {
 177                 KASSERT(domain == entry->domain,
 178                     ("mismatched free domain %p entry %p entry->domain %p",
 179                     domain, entry, entry->domain));
 180                 l = RB_LEFT(entry, rb_entry);
 181                 r = RB_RIGHT(entry, rb_entry);
 182                 v = 0;
 183                 if (l != NULL) {
 184                         v = MAX(v, l->free_down);
 185                         v = MAX(v, entry->start - l->last);
 186                 }
 187                 if (r != NULL) {
 188                         v = MAX(v, r->free_down);
 189                         v = MAX(v, r->first - entry->end);
 190                 }
 191                 MPASS(entry->free_down == v);
 192         }
 193 }
 194 #endif
 195
 196 static bool
 197 iommu_gas_rb_insert(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 198 {
 199         struct iommu_map_entry *found;
 200
 201         found = RB_INSERT(iommu_gas_entries_tree,
 202             &domain->rb_root, entry);
 203         return (found == NULL);
 204 }
 205
 206 static void
 207 iommu_gas_rb_remove(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 208 {
 209
 210         RB_REMOVE(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 211 }
 212
 213 void
 214 iommu_gas_init_domain(struct iommu_domain *domain)
 215 {
 216         struct iommu_map_entry *begin, *end;
 217
 218         begin = iommu_gas_alloc_entry(domain, IOMMU_PGF_WAITOK);
 219         end = iommu_gas_alloc_entry(domain, IOMMU_PGF_WAITOK);
 220
 221         IOMMU_DOMAIN_LOCK(domain);
 222         KASSERT(domain->entries_cnt == 2, ("dirty domain %p", domain));
 223         KASSERT(RB_EMPTY(&domain->rb_root),
 224             ("non-empty entries %p", domain));
 225
 226         begin->start = 0;
 227         begin->end = IOMMU_PAGE_SIZE;
 228         begin->flags = IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE | IOMMU_MAP_ENTRY_UNMAPPED;
 229         iommu_gas_rb_insert(domain, begin);
 230
 231         end->start = domain->end;
 232         end->end = domain->end;
 233         end->flags = IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE | IOMMU_MAP_ENTRY_UNMAPPED;
 234         iommu_gas_rb_insert(domain, end);
 235
 236         domain->first_place = begin;
 237         domain->last_place = end;
 238         domain->flags |= IOMMU_DOMAIN_GAS_INITED;
 239         IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 240 }
 241
 242 void
 243 iommu_gas_fini_domain(struct iommu_domain *domain)
 244 {
 245         struct iommu_map_entry *entry, *entry1;
 246
 247         IOMMU_DOMAIN_ASSERT_LOCKED(domain);
 248         KASSERT(domain->entries_cnt == 2,
 249             ("domain still in use %p", domain));
 250
 251         entry = RB_MIN(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root);
 252         KASSERT(entry->start == 0, ("start entry start %p", domain));
 253         KASSERT(entry->end == IOMMU_PAGE_SIZE, ("start entry end %p", domain));
 254         KASSERT(entry->flags == IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE,
 255             ("start entry flags %p", domain));
 256         RB_REMOVE(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 257         iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 258
 259         entry = RB_MAX(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root);
 260         KASSERT(entry->start == domain->end, ("end entry start %p", domain));
 261         KASSERT(entry->end == domain->end, ("end entry end %p", domain));
 262         KASSERT(entry->flags == IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE,
 263             ("end entry flags %p", domain));
 264         RB_REMOVE(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 265         iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 266
 267         RB_FOREACH_SAFE(entry, iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root,
 268             entry1) {
 269                 KASSERT((entry->flags & IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR) != 0,
 270                     ("non-RMRR entry left %p", domain));
 271                 RB_REMOVE(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root,
 272                     entry);
 273                 iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 274         }
 275 }
 276
 277 struct iommu_gas_match_args {
 278         struct iommu_domain *domain;
 279         iommu_gaddr_t size;
 280         int offset;
 281         const struct bus_dma_tag_common *common;
 282         u_int gas_flags;
 283         struct iommu_map_entry *entry;
 284 };
 285
 286 /*
 287  * The interval [beg, end) is a free interval between two iommu_map_entries.
 288  * maxaddr is an upper bound on addresses that can be allocated. Try to
 289  * allocate space in the free interval, subject to the conditions expressed
 290  * by a, and return 'true' if and only if the allocation attempt succeeds.
 291  */
 292 static bool
 293 iommu_gas_match_one(struct iommu_gas_match_args *a, iommu_gaddr_t beg,
 294     iommu_gaddr_t end, iommu_gaddr_t maxaddr)
 295 {
 296         iommu_gaddr_t bs, start;
 297
 298         a->entry->start = roundup2(beg + IOMMU_PAGE_SIZE,
 299             a->common->alignment);
 300         if (a->entry->start + a->size > maxaddr)
 301                 return (false);
 302
 303         /* IOMMU_PAGE_SIZE to create gap after new entry. */
 304         if (a->entry->start < beg + IOMMU_PAGE_SIZE ||
 305             a->entry->start + a->size + a->offset + IOMMU_PAGE_SIZE > end)
 306                 return (false);
 307
 308         /* No boundary crossing. */
 309         if (iommu_test_boundary(a->entry->start + a->offset, a->size,
 310             a->common->boundary))
 311                 return (true);
 312
 313         /*
 314          * The start + offset to start + offset + size region crosses
 315          * the boundary.  Check if there is enough space after the
 316          * next boundary after the beg.
 317          */
 318         bs = rounddown2(a->entry->start + a->offset + a->common->boundary,
 319             a->common->boundary);
 320         start = roundup2(bs, a->common->alignment);
 321         /* IOMMU_PAGE_SIZE to create gap after new entry. */
 322         if (start + a->offset + a->size + IOMMU_PAGE_SIZE <= end &&
 323             start + a->offset + a->size <= maxaddr &&
 324             iommu_test_boundary(start + a->offset, a->size,
 325             a->common->boundary)) {
 326                 a->entry->start = start;
 327                 return (true);
 328         }
 329
 330         /*
 331          * Not enough space to align at the requested boundary, or
 332          * boundary is smaller than the size, but allowed to split.
 333          * We already checked that start + size does not overlap maxaddr.
 334          *
 335          * XXXKIB. It is possible that bs is exactly at the start of
 336          * the next entry, then we do not have gap.  Ignore for now.
 337          */
 338         if ((a->gas_flags & IOMMU_MF_CANSPLIT) != 0) {
 339                 a->size = bs - a->entry->start;
 340                 return (true);
 341         }
 342
 343         return (false);
 344 }
 345
 346 static void
 347 iommu_gas_match_insert(struct iommu_gas_match_args *a)
 348 {
 349         bool found;
 350
 351         /*
 352          * The prev->end is always aligned on the page size, which
 353          * causes page alignment for the entry->start too.  The size
 354          * is checked to be multiple of the page size.
 355          *
 356          * The page sized gap is created between consequent
 357          * allocations to ensure that out-of-bounds accesses fault.
 358          */
 359         a->entry->end = a->entry->start + a->size;
 360
 361         found = iommu_gas_rb_insert(a->domain, a->entry);
 362         KASSERT(found, ("found dup %p start %jx size %jx",
 363             a->domain, (uintmax_t)a->entry->start, (uintmax_t)a->size));
 364         a->entry->flags = IOMMU_MAP_ENTRY_MAP;
 365 }
 366
 367 static int
 368 iommu_gas_lowermatch(struct iommu_gas_match_args *a, struct iommu_map_entry *entry)
 369 {
 370         struct iommu_map_entry *child;
 371
 372         child = RB_RIGHT(entry, rb_entry);
 373         if (child != NULL && entry->end < a->common->lowaddr &&
 374             iommu_gas_match_one(a, entry->end, child->first,
 375             a->common->lowaddr)) {
 376                 iommu_gas_match_insert(a);
 377                 return (0);
 378         }
 379         if (entry->free_down < a->size + a->offset + IOMMU_PAGE_SIZE)
 380                 return (ENOMEM);
 381         if (entry->first >= a->common->lowaddr)
 382                 return (ENOMEM);
 383         child = RB_LEFT(entry, rb_entry);
 384         if (child != NULL && 0 == iommu_gas_lowermatch(a, child))
 385                 return (0);
 386         if (child != NULL && child->last < a->common->lowaddr &&
 387             iommu_gas_match_one(a, child->last, entry->start,
 388             a->common->lowaddr)) {
 389                 iommu_gas_match_insert(a);
 390                 return (0);
 391         }
 392         child = RB_RIGHT(entry, rb_entry);
 393         if (child != NULL && 0 == iommu_gas_lowermatch(a, child))
 394                 return (0);
 395         return (ENOMEM);
 396 }
 397
 398 static int
 399 iommu_gas_uppermatch(struct iommu_gas_match_args *a, struct iommu_map_entry *entry)
 400 {
 401         struct iommu_map_entry *child;
 402
 403         if (entry->free_down < a->size + a->offset + IOMMU_PAGE_SIZE)
 404                 return (ENOMEM);
 405         if (entry->last < a->common->highaddr)
 406                 return (ENOMEM);
 407         child = RB_LEFT(entry, rb_entry);
 408         if (child != NULL && 0 == iommu_gas_uppermatch(a, child))
 409                 return (0);
 410         if (child != NULL && child->last >= a->common->highaddr &&
 411             iommu_gas_match_one(a, child->last, entry->start,
 412             a->domain->end)) {
 413                 iommu_gas_match_insert(a);
 414                 return (0);
 415         }
 416         child = RB_RIGHT(entry, rb_entry);
 417         if (child != NULL && entry->end >= a->common->highaddr &&
 418             iommu_gas_match_one(a, entry->end, child->first,
 419             a->domain->end)) {
 420                 iommu_gas_match_insert(a);
 421                 return (0);
 422         }
 423         if (child != NULL && 0 == iommu_gas_uppermatch(a, child))
 424                 return (0);
 425         return (ENOMEM);
 426 }
 427
 428 static int
 429 iommu_gas_find_space(struct iommu_domain *domain,
 430     const struct bus_dma_tag_common *common, iommu_gaddr_t size,
 431     int offset, u_int flags, struct iommu_map_entry *entry)
 432 {
 433         struct iommu_gas_match_args a;
 434         int error;
 435
 436         IOMMU_DOMAIN_ASSERT_LOCKED(domain);
 437         KASSERT(entry->flags == 0, ("dirty entry %p %p", domain, entry));
 438         KASSERT((size & IOMMU_PAGE_MASK) == 0, ("size %jx", (uintmax_t)size));
 439
 440         a.domain = domain;
 441         a.size = size;
 442         a.offset = offset;
 443         a.common = common;
 444         a.gas_flags = flags;
 445         a.entry = entry;
 446
 447         /* Handle lower region. */
 448         if (common->lowaddr > 0) {
 449                 error = iommu_gas_lowermatch(&a,
 450                     RB_ROOT(&domain->rb_root));
 451                 if (error == 0)
 452                         return (0);
 453                 KASSERT(error == ENOMEM,
 454                     ("error %d from iommu_gas_lowermatch", error));
 455         }
 456         /* Handle upper region. */
 457         if (common->highaddr >= domain->end)
 458                 return (ENOMEM);
 459         error = iommu_gas_uppermatch(&a, RB_ROOT(&domain->rb_root));
 460         KASSERT(error == ENOMEM,
 461             ("error %d from iommu_gas_uppermatch", error));
 462         return (error);
 463 }
 464
 465 static int
 466 iommu_gas_alloc_region(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry,
 467     u_int flags)
 468 {
 469         struct iommu_map_entry *next, *prev;
 470         bool found;
 471
 472         IOMMU_DOMAIN_ASSERT_LOCKED(domain);
 473
 474         if ((entry->start & IOMMU_PAGE_MASK) != 0 ||
 475             (entry->end & IOMMU_PAGE_MASK) != 0)
 476                 return (EINVAL);
 477         if (entry->start >= entry->end)
 478                 return (EINVAL);
 479         if (entry->end >= domain->end)
 480                 return (EINVAL);
 481
 482         next = RB_NFIND(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 483         KASSERT(next != NULL, ("next must be non-null %p %jx", domain,
 484             (uintmax_t)entry->start));
 485         prev = RB_PREV(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, next);
 486         /* prev could be NULL */
 487
 488         /*
 489          * Adapt to broken BIOSes which specify overlapping RMRR
 490          * entries.
 491          *
 492          * XXXKIB: this does not handle a case when prev or next
 493          * entries are completely covered by the current one, which
 494          * extends both ways.
 495          */
 496         if (prev != NULL && prev->end > entry->start &&
 497             (prev->flags & IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE) == 0) {
 498                 if ((flags & IOMMU_MF_RMRR) == 0 ||
 499                     (prev->flags & IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR) == 0)
 500                         return (EBUSY);
 501                 entry->start = prev->end;
 502         }
 503         if (next->start < entry->end &&
 504             (next->flags & IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE) == 0) {
 505                 if ((flags & IOMMU_MF_RMRR) == 0 ||
 506                     (next->flags & IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR) == 0)
 507                         return (EBUSY);
 508                 entry->end = next->start;
 509         }
 510         if (entry->end == entry->start)
 511                 return (0);
 512
 513         if (prev != NULL && prev->end > entry->start) {
 514                 /* This assumes that prev is the placeholder entry. */
 515                 iommu_gas_rb_remove(domain, prev);
 516                 prev = NULL;
 517         }
 518         if (next->start < entry->end) {
 519                 iommu_gas_rb_remove(domain, next);
 520                 next = NULL;
 521         }
 522
 523         found = iommu_gas_rb_insert(domain, entry);
 524         KASSERT(found, ("found RMRR dup %p start %jx end %jx",
 525             domain, (uintmax_t)entry->start, (uintmax_t)entry->end));
 526         if ((flags & IOMMU_MF_RMRR) != 0)
 527                 entry->flags = IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR;
 528
 529 #ifdef INVARIANTS
 530         struct iommu_map_entry *ip, *in;
 531         ip = RB_PREV(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 532         in = RB_NEXT(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 533         KASSERT(prev == NULL || ip == prev,
 534             ("RMRR %p (%jx %jx) prev %p (%jx %jx) ins prev %p (%jx %jx)",
 535             entry, entry->start, entry->end, prev,
 536             prev == NULL ? 0 : prev->start, prev == NULL ? 0 : prev->end,
 537             ip, ip == NULL ? 0 : ip->start, ip == NULL ? 0 : ip->end));
 538         KASSERT(next == NULL || in == next,
 539             ("RMRR %p (%jx %jx) next %p (%jx %jx) ins next %p (%jx %jx)",
 540             entry, entry->start, entry->end, next,
 541             next == NULL ? 0 : next->start, next == NULL ? 0 : next->end,
 542             in, in == NULL ? 0 : in->start, in == NULL ? 0 : in->end));
 543 #endif
 544
 545         return (0);
 546 }
 547
 548 void
 549 iommu_gas_free_space(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 550 {
 551
 552         IOMMU_DOMAIN_ASSERT_LOCKED(domain);
 553         KASSERT((entry->flags & (IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE | IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR |
 554             IOMMU_MAP_ENTRY_MAP)) == IOMMU_MAP_ENTRY_MAP,
 555             ("permanent entry %p %p", domain, entry));
 556
 557         iommu_gas_rb_remove(domain, entry);
 558         entry->flags &= ~IOMMU_MAP_ENTRY_MAP;
 559 #ifdef INVARIANTS
 560         if (iommu_check_free)
 561                 iommu_gas_check_free(domain);
 562 #endif
 563 }
 564
 565 void
 566 iommu_gas_free_region(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 567 {
 568         struct iommu_map_entry *next, *prev;
 569
 570         IOMMU_DOMAIN_ASSERT_LOCKED(domain);
 571         KASSERT((entry->flags & (IOMMU_MAP_ENTRY_PLACE | IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR |
 572             IOMMU_MAP_ENTRY_MAP)) == IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR,
 573             ("non-RMRR entry %p %p", domain, entry));
 574
 575         prev = RB_PREV(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 576         next = RB_NEXT(iommu_gas_entries_tree, &domain->rb_root, entry);
 577         iommu_gas_rb_remove(domain, entry);
 578         entry->flags &= ~IOMMU_MAP_ENTRY_RMRR;
 579
 580         if (prev == NULL)
 581                 iommu_gas_rb_insert(domain, domain->first_place);
 582         if (next == NULL)
 583                 iommu_gas_rb_insert(domain, domain->last_place);
 584 }
 585
 586 int
 587 iommu_gas_map(struct iommu_domain *domain,
 588     const struct bus_dma_tag_common *common, iommu_gaddr_t size, int offset,
 589     u_int eflags, u_int flags, vm_page_t *ma, struct iommu_map_entry **res)
 590 {
 591         struct iommu_map_entry *entry;
 592         int error;
 593
 594         KASSERT((flags & ~(IOMMU_MF_CANWAIT | IOMMU_MF_CANSPLIT)) == 0,
 595             ("invalid flags 0x%x", flags));
 596
 597         entry = iommu_gas_alloc_entry(domain,
 598             (flags & IOMMU_MF_CANWAIT) != 0 ?  IOMMU_PGF_WAITOK : 0);
 599         if (entry == NULL)
 600                 return (ENOMEM);
 601         IOMMU_DOMAIN_LOCK(domain);
 602         error = iommu_gas_find_space(domain, common, size, offset, flags,
 603             entry);
 604         if (error == ENOMEM) {
 605                 IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 606                 iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 607                 return (error);
 608         }
 609 #ifdef INVARIANTS
 610         if (iommu_check_free)
 611                 iommu_gas_check_free(domain);
 612 #endif
 613         KASSERT(error == 0,
 614             ("unexpected error %d from iommu_gas_find_entry", error));
 615         KASSERT(entry->end < domain->end, ("allocated GPA %jx, max GPA %jx",
 616             (uintmax_t)entry->end, (uintmax_t)domain->end));
 617         entry->flags |= eflags;
 618         IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 619
 620         error = domain->ops->map(domain, entry->start,
 621             entry->end - entry->start, ma, eflags,
 622             ((flags & IOMMU_MF_CANWAIT) != 0 ?  IOMMU_PGF_WAITOK : 0));
 623         if (error == ENOMEM) {
 624                 iommu_domain_unload_entry(entry, true);
 625                 return (error);
 626         }
 627         KASSERT(error == 0,
 628             ("unexpected error %d from domain_map_buf", error));
 629
 630         *res = entry;
 631         return (0);
 632 }
 633
 634 int
 635 iommu_gas_map_region(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry,
 636     u_int eflags, u_int flags, vm_page_t *ma)
 637 {
 638         iommu_gaddr_t start;
 639         int error;
 640
 641         KASSERT(entry->flags == 0, ("used RMRR entry %p %p %x", domain,
 642             entry, entry->flags));
 643         KASSERT((flags & ~(IOMMU_MF_CANWAIT | IOMMU_MF_RMRR)) == 0,
 644             ("invalid flags 0x%x", flags));
 645
 646         start = entry->start;
 647         IOMMU_DOMAIN_LOCK(domain);
 648         error = iommu_gas_alloc_region(domain, entry, flags);
 649         if (error != 0) {
 650                 IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 651                 return (error);
 652         }
 653         entry->flags |= eflags;
 654         IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 655         if (entry->end == entry->start)
 656                 return (0);
 657
 658         error = domain->ops->map(domain, entry->start,
 659             entry->end - entry->start, ma + OFF_TO_IDX(start - entry->start),
 660             eflags, ((flags & IOMMU_MF_CANWAIT) != 0 ? IOMMU_PGF_WAITOK : 0));
 661         if (error == ENOMEM) {
 662                 iommu_domain_unload_entry(entry, false);
 663                 return (error);
 664         }
 665         KASSERT(error == 0,
 666             ("unexpected error %d from domain_map_buf", error));
 667
 668         return (0);
 669 }
 670
 671 int
 672 iommu_gas_reserve_region(struct iommu_domain *domain, iommu_gaddr_t start,
 673     iommu_gaddr_t end)
 674 {
 675         struct iommu_map_entry *entry;
 676         int error;
 677
 678         entry = iommu_gas_alloc_entry(domain, IOMMU_PGF_WAITOK);
 679         entry->start = start;
 680         entry->end = end;
 681         IOMMU_DOMAIN_LOCK(domain);
 682         error = iommu_gas_alloc_region(domain, entry, IOMMU_MF_CANWAIT);
 683         if (error == 0)
 684                 entry->flags |= IOMMU_MAP_ENTRY_UNMAPPED;
 685         IOMMU_DOMAIN_UNLOCK(domain);
 686         if (error != 0)
 687                 iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 688         return (error);
 689 }
 690
 691 struct iommu_map_entry *
 692 iommu_map_alloc_entry(struct iommu_domain *domain, u_int flags)
 693 {
 694         struct iommu_map_entry *res;
 695
 696         res = iommu_gas_alloc_entry(domain, flags);
 697
 698         return (res);
 699 }
 700
 701 void
 702 iommu_map_free_entry(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry)
 703 {
 704
 705         iommu_gas_free_entry(domain, entry);
 706 }
 707
 708 int
 709 iommu_map(struct iommu_domain *domain,
 710     const struct bus_dma_tag_common *common, iommu_gaddr_t size, int offset,
 711     u_int eflags, u_int flags, vm_page_t *ma, struct iommu_map_entry **res)
 712 {
 713         int error;
 714
 715         error = iommu_gas_map(domain, common, size, offset, eflags, flags,
 716             ma, res);
 717
 718         return (error);
 719 }
 720
 721 int
 722 iommu_map_region(struct iommu_domain *domain, struct iommu_map_entry *entry,
 723     u_int eflags, u_int flags, vm_page_t *ma)
 724 {
 725         int error;
 726
 727         error = iommu_gas_map_region(domain, entry, eflags, flags, ma);
 728
 729         return (error);
 730 }
 731
 732 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, iommu, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, "");
 733
 734 #ifdef INVARIANTS
 735 SYSCTL_INT(_hw_iommu, OID_AUTO, check_free, CTLFLAG_RWTUN,
 736     &iommu_check_free, 0,
 737     "Check the GPA RBtree for free_down and free_after validity");
 738 #endif