SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - drivers/pci/iova.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006, Intel Corporation.
   3  *
   4  * This file is released under the GPLv2.
   5  *
   6  * Copyright (C) 2006 Anil S Keshavamurthy <anil.s.keshavamurthy@intel.com>
   7  */
   8
   9 #include "iova.h"
  10
  11 void
  12 init_iova_domain(struct iova_domain *iovad)
  13 {
  14         spin_lock_init(&iovad->iova_alloc_lock);
  15         spin_lock_init(&iovad->iova_rbtree_lock);
  16         iovad->rbroot = RB_ROOT;
  17         iovad->cached32_node = NULL;
  18
  19 }
  20
  21 static struct rb_node *
  22 __get_cached_rbnode(struct iova_domain *iovad, unsigned long *limit_pfn)
  23 {
  24         if ((*limit_pfn != DMA_32BIT_PFN) ||
  25                 (iovad->cached32_node == NULL))
  26                 return rb_last(&iovad->rbroot);
  27         else {
  28                 struct rb_node *prev_node = rb_prev(iovad->cached32_node);
  29                 struct iova *curr_iova =
  30                         container_of(iovad->cached32_node, struct iova, node);
  31                 *limit_pfn = curr_iova->pfn_lo - 1;
  32                 return prev_node;
  33         }
  34 }
  35
  36 static void
  37 __cached_rbnode_insert_update(struct iova_domain *iovad,
  38         unsigned long limit_pfn, struct iova *new)
  39 {
  40         if (limit_pfn != DMA_32BIT_PFN)
  41                 return;
  42         iovad->cached32_node = &new->node;
  43 }
  44
  45 static void
  46 __cached_rbnode_delete_update(struct iova_domain *iovad, struct iova *free)
  47 {
  48         struct iova *cached_iova;
  49         struct rb_node *curr;
  50
  51         if (!iovad->cached32_node)
  52                 return;
  53         curr = iovad->cached32_node;
  54         cached_iova = container_of(curr, struct iova, node);
  55
  56         if (free->pfn_lo >= cached_iova->pfn_lo)
  57                 iovad->cached32_node = rb_next(&free->node);
  58 }
  59
  60 static int __alloc_iova_range(struct iova_domain *iovad,
  61         unsigned long size, unsigned long limit_pfn, struct iova *new)
  62 {
  63         struct rb_node *curr = NULL;
  64         unsigned long flags;
  65         unsigned long saved_pfn;
  66
  67         /* Walk the tree backwards */
  68         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
  69         saved_pfn = limit_pfn;
  70         curr = __get_cached_rbnode(iovad, &limit_pfn);
  71         while (curr) {
  72                 struct iova *curr_iova = container_of(curr, struct iova, node);
  73                 if (limit_pfn < curr_iova->pfn_lo)
  74                         goto move_left;
  75                 if (limit_pfn < curr_iova->pfn_hi)
  76                         goto adjust_limit_pfn;
  77                 if ((curr_iova->pfn_hi + size) <= limit_pfn)
  78                         break;  /* found a free slot */
  79 adjust_limit_pfn:
  80                 limit_pfn = curr_iova->pfn_lo - 1;
  81 move_left:
  82                 curr = rb_prev(curr);
  83         }
  84
  85         if ((!curr) && !(IOVA_START_PFN + size <= limit_pfn)) {
  86                 spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
  87                 return -ENOMEM;
  88         }
  89         new->pfn_hi = limit_pfn;
  90         new->pfn_lo = limit_pfn - size + 1;
  91
  92         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 static void
  97 iova_insert_rbtree(struct rb_root *root, struct iova *iova)
  98 {
  99         struct rb_node **new = &(root->rb_node), *parent = NULL;
 100         /* Figure out where to put new node */
 101         while (*new) {
 102                 struct iova *this = container_of(*new, struct iova, node);
 103                 parent = *new;
 104
 105                 if (iova->pfn_lo < this->pfn_lo)
 106                         new = &((*new)->rb_left);
 107                 else if (iova->pfn_lo > this->pfn_lo)
 108                         new = &((*new)->rb_right);
 109                 else
 110                         BUG(); /* this should not happen */
 111         }
 112         /* Add new node and rebalance tree. */
 113         rb_link_node(&iova->node, parent, new);
 114         rb_insert_color(&iova->node, root);
 115 }
 116
 117 /**
 118  * alloc_iova - allocates an iova
 119  * @iovad - iova domain in question
 120  * @size - size of page frames to allocate
 121  * @limit_pfn - max limit address
 122  * This function allocates an iova in the range limit_pfn to IOVA_START_PFN
 123  * looking from limit_pfn instead from IOVA_START_PFN.
 124  */
 125 struct iova *
 126 alloc_iova(struct iova_domain *iovad, unsigned long size,
 127         unsigned long limit_pfn)
 128 {
 129         unsigned long flags;
 130         struct iova *new_iova;
 131         int ret;
 132
 133         new_iova = alloc_iova_mem();
 134         if (!new_iova)
 135                 return NULL;
 136
 137         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_alloc_lock, flags);
 138         ret = __alloc_iova_range(iovad, size, limit_pfn, new_iova);
 139
 140         if (ret) {
 141                 spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_alloc_lock, flags);
 142                 free_iova_mem(new_iova);
 143                 return NULL;
 144         }
 145
 146         /* Insert the new_iova into domain rbtree by holding writer lock */
 147         spin_lock(&iovad->iova_rbtree_lock);
 148         iova_insert_rbtree(&iovad->rbroot, new_iova);
 149         __cached_rbnode_insert_update(iovad, limit_pfn, new_iova);
 150         spin_unlock(&iovad->iova_rbtree_lock);
 151
 152         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_alloc_lock, flags);
 153
 154         return new_iova;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * find_iova - find's an iova for a given pfn
 159  * @iovad - iova domain in question.
 160  * pfn - page frame number
 161  * This function finds and returns an iova belonging to the
 162  * given doamin which matches the given pfn.
 163  */
 164 struct iova *find_iova(struct iova_domain *iovad, unsigned long pfn)
 165 {
 166         unsigned long flags;
 167         struct rb_node *node;
 168
 169         /* Take the lock so that no other thread is manipulating the rbtree */
 170         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 171         node = iovad->rbroot.rb_node;
 172         while (node) {
 173                 struct iova *iova = container_of(node, struct iova, node);
 174
 175                 /* If pfn falls within iova's range, return iova */
 176                 if ((pfn >= iova->pfn_lo) && (pfn <= iova->pfn_hi)) {
 177                         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 178                         /* We are not holding the lock while this iova
 179                          * is referenced by the caller as the same thread
 180                          * which called this function also calls __free_iova()
 181                          * and it is by desing that only one thread can possibly
 182                          * reference a particular iova and hence no conflict.
 183                          */
 184                         return iova;
 185                 }
 186
 187                 if (pfn < iova->pfn_lo)
 188                         node = node->rb_left;
 189                 else if (pfn > iova->pfn_lo)
 190                         node = node->rb_right;
 191         }
 192
 193         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 194         return NULL;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * __free_iova - frees the given iova
 199  * @iovad: iova domain in question.
 200  * @iova: iova in question.
 201  * Frees the given iova belonging to the giving domain
 202  */
 203 void
 204 __free_iova(struct iova_domain *iovad, struct iova *iova)
 205 {
 206         unsigned long flags;
 207
 208         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 209         __cached_rbnode_delete_update(iovad, iova);
 210         rb_erase(&iova->node, &iovad->rbroot);
 211         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 212         free_iova_mem(iova);
 213 }
 214
 215 /**
 216  * free_iova - finds and frees the iova for a given pfn
 217  * @iovad: - iova domain in question.
 218  * @pfn: - pfn that is allocated previously
 219  * This functions finds an iova for a given pfn and then
 220  * frees the iova from that domain.
 221  */
 222 void
 223 free_iova(struct iova_domain *iovad, unsigned long pfn)
 224 {
 225         struct iova *iova = find_iova(iovad, pfn);
 226         if (iova)
 227                 __free_iova(iovad, iova);
 228
 229 }
 230
 231 /**
 232  * put_iova_domain - destroys the iova doamin
 233  * @iovad: - iova domain in question.
 234  * All the iova's in that domain are destroyed.
 235  */
 236 void put_iova_domain(struct iova_domain *iovad)
 237 {
 238         struct rb_node *node;
 239         unsigned long flags;
 240
 241         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 242         node = rb_first(&iovad->rbroot);
 243         while (node) {
 244                 struct iova *iova = container_of(node, struct iova, node);
 245                 rb_erase(node, &iovad->rbroot);
 246                 free_iova_mem(iova);
 247                 node = rb_first(&iovad->rbroot);
 248         }
 249         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_rbtree_lock, flags);
 250 }
 251
 252 static int
 253 __is_range_overlap(struct rb_node *node,
 254         unsigned long pfn_lo, unsigned long pfn_hi)
 255 {
 256         struct iova *iova = container_of(node, struct iova, node);
 257
 258         if ((pfn_lo <= iova->pfn_hi) && (pfn_hi >= iova->pfn_lo))
 259                 return 1;
 260         return 0;
 261 }
 262
 263 static struct iova *
 264 __insert_new_range(struct iova_domain *iovad,
 265         unsigned long pfn_lo, unsigned long pfn_hi)
 266 {
 267         struct iova *iova;
 268
 269         iova = alloc_iova_mem();
 270         if (!iova)
 271                 return iova;
 272
 273         iova->pfn_hi = pfn_hi;
 274         iova->pfn_lo = pfn_lo;
 275         iova_insert_rbtree(&iovad->rbroot, iova);
 276         return iova;
 277 }
 278
 279 static void
 280 __adjust_overlap_range(struct iova *iova,
 281         unsigned long *pfn_lo, unsigned long *pfn_hi)
 282 {
 283         if (*pfn_lo < iova->pfn_lo)
 284                 iova->pfn_lo = *pfn_lo;
 285         if (*pfn_hi > iova->pfn_hi)
 286                 *pfn_lo = iova->pfn_hi + 1;
 287 }
 288
 289 /**
 290  * reserve_iova - reserves an iova in the given range
 291  * @iovad: - iova domain pointer
 292  * @pfn_lo: - lower page frame address
 293  * @pfn_hi:- higher pfn adderss
 294  * This function allocates reserves the address range from pfn_lo to pfn_hi so
 295  * that this address is not dished out as part of alloc_iova.
 296  */
 297 struct iova *
 298 reserve_iova(struct iova_domain *iovad,
 299         unsigned long pfn_lo, unsigned long pfn_hi)
 300 {
 301         struct rb_node *node;
 302         unsigned long flags;
 303         struct iova *iova;
 304         unsigned int overlap = 0;
 305
 306         spin_lock_irqsave(&iovad->iova_alloc_lock, flags);
 307         spin_lock(&iovad->iova_rbtree_lock);
 308         for (node = rb_first(&iovad->rbroot); node; node = rb_next(node)) {
 309                 if (__is_range_overlap(node, pfn_lo, pfn_hi)) {
 310                         iova = container_of(node, struct iova, node);
 311                         __adjust_overlap_range(iova, &pfn_lo, &pfn_hi);
 312                         if ((pfn_lo >= iova->pfn_lo) &&
 313                                 (pfn_hi <= iova->pfn_hi))
 314                                 goto finish;
 315                         overlap = 1;
 316
 317                 } else if (overlap)
 318                                 break;
 319         }
 320
 321         /* We are here either becasue this is the first reserver node
 322          * or need to insert remaining non overlap addr range
 323          */
 324         iova = __insert_new_range(iovad, pfn_lo, pfn_hi);
 325 finish:
 326
 327         spin_unlock(&iovad->iova_rbtree_lock);
 328         spin_unlock_irqrestore(&iovad->iova_alloc_lock, flags);
 329         return iova;
 330 }
 331
 332 /**
 333  * copy_reserved_iova - copies the reserved between domains
 334  * @from: - source doamin from where to copy
 335  * @to: - destination domin where to copy
 336  * This function copies reserved iova's from one doamin to
 337  * other.
 338  */
 339 void
 340 copy_reserved_iova(struct iova_domain *from, struct iova_domain *to)
 341 {
 342         unsigned long flags;
 343         struct rb_node *node;
 344
 345         spin_lock_irqsave(&from->iova_alloc_lock, flags);
 346         spin_lock(&from->iova_rbtree_lock);
 347         for (node = rb_first(&from->rbroot); node; node = rb_next(node)) {
 348                 struct iova *iova = container_of(node, struct iova, node);
 349                 struct iova *new_iova;
 350                 new_iova = reserve_iova(to, iova->pfn_lo, iova->pfn_hi);
 351                 if (!new_iova)
 352                         printk(KERN_ERR "Reserve iova range %lx@%lx failed\n",
 353                                 iova->pfn_lo, iova->pfn_lo);
 354         }
 355         spin_unlock(&from->iova_rbtree_lock);
 356         spin_unlock_irqrestore(&from->iova_alloc_lock, flags);
 357 }