arch/powerpc/platforms/ps3/mm.c

   1 /*
   2  *  PS3 address space management.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2006 Sony Computer Entertainment Inc.
   5  *  Copyright 2006 Sony Corp.
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/export.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26
  27 #include <asm/cell-regs.h>
  28 #include <asm/firmware.h>
  29 #include <asm/prom.h>
  30 #include <asm/udbg.h>
  31 #include <asm/lv1call.h>
  32 #include <asm/setup.h>
  33
  34 #include "platform.h"
  35
  36 #if defined(DEBUG)
  37 #define DBG udbg_printf
  38 #else
  39 #define DBG pr_devel
  40 #endif
  41
  42 enum {
  43 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
  44         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
  45 #else
  46         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
  47 #endif
  48 };
  49
  50 enum {
  51         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
  52         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
  53         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
  54 };
  55
  56 static unsigned long make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
  57 {
  58         return (a << 56) | (b << 48);
  59 }
  60
  61 enum {
  62         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
  63         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
  64 };
  65
  66 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
  67
  68 enum {
  69         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
  70         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
  71 };
  72
  73 /*============================================================================*/
  74 /* virtual address space routines                                             */
  75 /*============================================================================*/
  76
  77 /**
  78  * struct mem_region - memory region structure
  79  * @base: base address
  80  * @size: size in bytes
  81  * @offset: difference between base and rm.size
  82  * @destroy: flag if region should be destroyed upon shutdown
  83  */
  84
  85 struct mem_region {
  86         u64 base;
  87         u64 size;
  88         unsigned long offset;
  89         int destroy;
  90 };
  91
  92 /**
  93  * struct map - address space state variables holder
  94  * @total: total memory available as reported by HV
  95  * @vas_id - HV virtual address space id
  96  * @htab_size: htab size in bytes
  97  *
  98  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
  99  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
 100  * @rm: real mode (bootmem) region
 101  * @r1: highmem region(s)
 102  *
 103  * ps3 addresses
 104  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
 105  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
 106  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
 107  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
 108  */
 109
 110 struct map {
 111         u64 total;
 112         u64 vas_id;
 113         u64 htab_size;
 114         struct mem_region rm;
 115         struct mem_region r1;
 116 };
 117
 118 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
 119 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
 120         const char *func, int line)
 121 {
 122         DBG("%s:%d: map.total     = %llxh\n", func, line, m->total);
 123         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %llxh\n", func, line, m->rm.size);
 124         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", func, line, m->vas_id);
 125         DBG("%s:%d: map.htab_size = %llxh\n", func, line, m->htab_size);
 126         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %llxh\n", func, line, m->r1.base);
 127         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
 128         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %llxh\n", func, line, m->r1.size);
 129 }
 130
 131 static struct map map;
 132
 133 /**
 134  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
 135  * @phys_addr: linux physical address
 136  */
 137
 138 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
 139 {
 140         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
 141         return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
 142                 ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
 143 }
 144
 145 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
 146
 147 /**
 148  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
 149  */
 150
 151 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
 152 {
 153         int result;
 154         u64 start_address;
 155         u64 size;
 156         u64 access_right;
 157         u64 max_page_size;
 158         u64 flags;
 159
 160         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
 161                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
 162                 &flags);
 163
 164         if (result) {
 165                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
 166                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 167                         ps3_result(result));
 168                 goto fail;
 169         }
 170
 171         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
 172                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %llxh\n", __func__, __LINE__,
 173                         max_page_size);
 174                 goto fail;
 175         }
 176
 177         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
 178         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
 179
 180         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
 181                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
 182                         &map.vas_id, &map.htab_size);
 183
 184         if (result) {
 185                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
 186                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 187                 goto fail;
 188         }
 189
 190         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
 191
 192         if (result) {
 193                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
 194                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 195                 goto fail;
 196         }
 197
 198         *htab_size = map.htab_size;
 199
 200         debug_dump_map(&map);
 201
 202         return;
 203
 204 fail:
 205         panic("ps3_mm_vas_create failed");
 206 }
 207
 208 /**
 209  * ps3_mm_vas_destroy -
 210  */
 211
 212 void ps3_mm_vas_destroy(void)
 213 {
 214         int result;
 215
 216         if (map.vas_id) {
 217                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
 218                 result += lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
 219
 220                 if (result) {
 221                         lv1_panic(0);
 222                 }
 223
 224                 map.vas_id = 0;
 225         }
 226 }
 227
 228 static int ps3_mm_get_repository_highmem(struct mem_region *r)
 229 {
 230         int result;
 231
 232         /* Assume a single highmem region. */
 233
 234         result = ps3_repository_read_highmem_info(0, &r->base, &r->size);
 235
 236         if (result)
 237                 goto zero_region;
 238
 239         if (!r->base || !r->size) {
 240                 result = -1;
 241                 goto zero_region;
 242         }
 243
 244         r->offset = r->base - map.rm.size;
 245
 246         DBG("%s:%d: Found high region in repository: %llxh %llxh\n",
 247             __func__, __LINE__, r->base, r->size);
 248
 249         return 0;
 250
 251 zero_region:
 252         DBG("%s:%d: No high region in repository.\n", __func__, __LINE__);
 253
 254         r->size = r->base = r->offset = 0;
 255         return result;
 256 }
 257
 258 static int ps3_mm_set_repository_highmem(const struct mem_region *r)
 259 {
 260         /* Assume a single highmem region. */
 261
 262         return r ? ps3_repository_write_highmem_info(0, r->base, r->size) :
 263                 ps3_repository_write_highmem_info(0, 0, 0);
 264 }
 265
 266 /**
 267  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
 268  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
 269  * @size: requested region size
 270  *
 271  * This implementation creates the region with the vas large page size.
 272  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
 273  */
 274
 275 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
 276 {
 277         int result;
 278         u64 muid;
 279
 280         r->size = _ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
 281
 282         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
 283         DBG("%s:%d actual     %llxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
 284         DBG("%s:%d difference %llxh (%lluMB)\n", __func__, __LINE__,
 285                 size - r->size, (size - r->size) / 1024 / 1024);
 286
 287         if (r->size == 0) {
 288                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
 289                 result = -1;
 290                 goto zero_region;
 291         }
 292
 293         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
 294                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
 295
 296         if (result || r->base < map.rm.size) {
 297                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
 298                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 299                 goto zero_region;
 300         }
 301
 302         r->destroy = 1;
 303         r->offset = r->base - map.rm.size;
 304         return result;
 305
 306 zero_region:
 307         r->size = r->base = r->offset = 0;
 308         return result;
 309 }
 310
 311 /**
 312  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
 313  * @r: pointer to struct mem_region
 314  */
 315
 316 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
 317 {
 318         int result;
 319
 320         if (!r->destroy) {
 321                 return;
 322         }
 323
 324         if (r->base) {
 325                 result = lv1_release_memory(r->base);
 326
 327                 if (result) {
 328                         lv1_panic(0);
 329                 }
 330
 331                 r->size = r->base = r->offset = 0;
 332                 map.total = map.rm.size;
 333         }
 334
 335         ps3_mm_set_repository_highmem(NULL);
 336 }
 337
 338 /*============================================================================*/
 339 /* dma routines                                                               */
 340 /*============================================================================*/
 341
 342 /**
 343  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
 344  * @r: pointer to dma region structure
 345  * @lpar_addr: HV lpar address
 346  */
 347
 348 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
 349         unsigned long lpar_addr)
 350 {
 351         if (lpar_addr >= map.rm.size)
 352                 lpar_addr -= map.r1.offset;
 353         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
 354         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
 355         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
 356 }
 357
 358 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
 359 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
 360         const char *func, int line)
 361 {
 362         DBG("%s:%d: dev        %llu:%llu\n", func, line, r->dev->bus_id,
 363                 r->dev->dev_id);
 364         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
 365         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
 366         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
 367         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
 368 }
 369
 370   /**
 371  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
 372  * @region - The dma region that owns this chunk.
 373  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
 374  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
 375  * @len: Length in bytes of the area to map.
 376  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
 377  * list of all chuncks owned by the region.
 378  *
 379  * This implementation uses a very simple dma page manager
 380  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
 381  * that all drivers use very well behaved dma ops.
 382  */
 383
 384 struct dma_chunk {
 385         struct ps3_dma_region *region;
 386         unsigned long lpar_addr;
 387         unsigned long bus_addr;
 388         unsigned long len;
 389         struct list_head link;
 390         unsigned int usage_count;
 391 };
 392
 393 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
 394 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
 395         int line)
 396 {
 397         DBG("%s:%d: r.dev        %llu:%llu\n", func, line,
 398                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
 399         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
 400         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
 401         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
 402         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
 403         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
 404         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
 405         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
 406 }
 407
 408 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
 409         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 410 {
 411         struct dma_chunk *c;
 412         unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
 413         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len+bus_addr-aligned_bus,
 414                                               1 << r->page_size);
 415
 416         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 417                 /* intersection */
 418                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
 419                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
 420                         return c;
 421
 422                 /* below */
 423                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
 424                         continue;
 425
 426                 /* above */
 427                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
 428                         continue;
 429
 430                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
 431                 dma_dump_chunk(c);
 432                 BUG();
 433         }
 434         return NULL;
 435 }
 436
 437 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
 438         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
 439 {
 440         struct dma_chunk *c;
 441         unsigned long aligned_lpar = _ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
 442         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + lpar_addr - aligned_lpar,
 443                                               1 << r->page_size);
 444
 445         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 446                 /* intersection */
 447                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
 448                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
 449                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
 450                                 return c;
 451                         else {
 452                                 dma_dump_chunk(c);
 453                                 BUG();
 454                         }
 455                 }
 456                 /* below */
 457                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
 458                         continue;
 459                 }
 460                 /* above */
 461                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
 462                         continue;
 463                 }
 464         }
 465         return NULL;
 466 }
 467
 468 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 469 {
 470         int result = 0;
 471
 472         if (c->bus_addr) {
 473                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 474                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
 475                 BUG_ON(result);
 476         }
 477
 478         kfree(c);
 479         return result;
 480 }
 481
 482 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 483 {
 484         int result = 0;
 485         int iopage;
 486         unsigned long offset;
 487         struct ps3_dma_region *r = c->region;
 488
 489         DBG("%s:start\n", __func__);
 490         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
 491                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 492                 /* put INVALID entry */
 493                 result = lv1_put_iopte(0,
 494                                        c->bus_addr + offset,
 495                                        c->lpar_addr + offset,
 496                                        r->ioid,
 497                                        0);
 498                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
 499                     c->bus_addr + offset,
 500                     c->lpar_addr + offset,
 501                     r->ioid);
 502
 503                 if (result) {
 504                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
 505                             __LINE__, ps3_result(result));
 506                 }
 507         }
 508         kfree(c);
 509         DBG("%s:end\n", __func__);
 510         return result;
 511 }
 512
 513 /**
 514  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
 515  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 516  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
 517  * @len: Length in bytes of the area to map.
 518  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
 519  *
 520  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
 521  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
 522  */
 523
 524 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 525             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
 526 {
 527         int result;
 528         struct dma_chunk *c;
 529
 530         c = kzalloc(sizeof(*c), GFP_ATOMIC);
 531         if (!c) {
 532                 result = -ENOMEM;
 533                 goto fail_alloc;
 534         }
 535
 536         c->region = r;
 537         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 538         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 539         c->len = len;
 540
 541         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 542         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 543                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 544                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 545         if (result) {
 546                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 547                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 548                 goto fail_map;
 549         }
 550
 551         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 552
 553         *c_out = c;
 554         return 0;
 555
 556 fail_map:
 557         kfree(c);
 558 fail_alloc:
 559         *c_out = NULL;
 560         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 561         return result;
 562 }
 563
 564 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 565                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 566                               u64 iopte_flag)
 567 {
 568         int result;
 569         struct dma_chunk *c, *last;
 570         int iopage, pages;
 571         unsigned long offset;
 572
 573         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 574             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 575         c = kzalloc(sizeof(*c), GFP_ATOMIC);
 576         if (!c) {
 577                 result = -ENOMEM;
 578                 goto fail_alloc;
 579         }
 580
 581         c->region = r;
 582         c->len = len;
 583         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 584         /* allocate IO address */
 585         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 586                 /* first one */
 587                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 588         } else {
 589                 /* derive from last bus addr*/
 590                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 591                                    struct dma_chunk, link);
 592                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 593                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 594                     last->bus_addr, last->len);
 595         }
 596
 597         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 598
 599         /* build ioptes for the area */
 600         pages = len >> r->page_size;
 601         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
 602             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 603         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 604                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 605                 result = lv1_put_iopte(0,
 606                                        c->bus_addr + offset,
 607                                        c->lpar_addr + offset,
 608                                        r->ioid,
 609                                        iopte_flag);
 610                 if (result) {
 611                         pr_warn("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
 612                                 __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 613                         goto fail_map;
 614                 }
 615                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 616                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 617                     r->ioid);
 618         }
 619
 620         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 621         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 622
 623         *c_out = c;
 624         DBG("%s: end\n", __func__);
 625         return 0;
 626
 627 fail_map:
 628         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 629                 lv1_put_iopte(0,
 630                               c->bus_addr + offset,
 631                               c->lpar_addr + offset,
 632                               r->ioid,
 633                               0);
 634         }
 635         kfree(c);
 636 fail_alloc:
 637         *c_out = NULL;
 638         return result;
 639 }
 640
 641 /**
 642  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 643  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 644  *
 645  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 646  * will make the HV call to create the region.
 647  */
 648
 649 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 650 {
 651         int result;
 652         u64 bus_addr;
 653
 654         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 655
 656         BUG_ON(!r);
 657
 658         if (!r->dev->bus_id) {
 659                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 660                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 661                 return 0;
 662         }
 663
 664         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 665             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 666
 667         BUG_ON(!r->len);
 668         BUG_ON(!r->page_size);
 669         BUG_ON(!r->region_ops);
 670
 671         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 672         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 673
 674         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 675                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 676                 &bus_addr);
 677         r->bus_addr = bus_addr;
 678
 679         if (result) {
 680                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 681                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 682                 r->len = r->bus_addr = 0;
 683         }
 684
 685         return result;
 686 }
 687
 688 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 689 {
 690         int result;
 691         u64 bus_addr;
 692
 693         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 694         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 695
 696         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 697                                          r->len,
 698                                          r->page_size,
 699                                          &bus_addr);
 700         r->bus_addr = bus_addr;
 701         if (result) {
 702                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 703                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 704                 r->len = r->bus_addr = 0;
 705         }
 706         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 707             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 708         return result;
 709 }
 710
 711 /**
 712  * dma_region_free - Free a device dma region.
 713  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 714  *
 715  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 716  * will make the HV call to free the region.
 717  */
 718
 719 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 720 {
 721         int result;
 722         struct dma_chunk *c;
 723         struct dma_chunk *tmp;
 724
 725         BUG_ON(!r);
 726
 727         if (!r->dev->bus_id) {
 728                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 729                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 730                 return 0;
 731         }
 732
 733         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 734                 list_del(&c->link);
 735                 dma_sb_free_chunk(c);
 736         }
 737
 738         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 739                 r->bus_addr);
 740
 741         if (result)
 742                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 743                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 744
 745         r->bus_addr = 0;
 746
 747         return result;
 748 }
 749
 750 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 751 {
 752         int result;
 753         struct dma_chunk *c, *n;
 754
 755         DBG("%s: start\n", __func__);
 756         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 757                 list_del(&c->link);
 758                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 759         }
 760
 761         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 762
 763         if (result)
 764                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 765                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 766
 767         r->bus_addr = 0;
 768         DBG("%s: end\n", __func__);
 769
 770         return result;
 771 }
 772
 773 /**
 774  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 775  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 776  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 777  * @len: Length in bytes of the area to map.
 778  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 779  * map.
 780  *
 781  * This is the common dma mapping routine.
 782  */
 783
 784 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 785            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 786            u64 iopte_flag)
 787 {
 788         int result;
 789         unsigned long flags;
 790         struct dma_chunk *c;
 791         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 792                 : virt_addr;
 793         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 794         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 795                                               1 << r->page_size);
 796         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 797
 798         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 799                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 800                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 801                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 802                         virt_addr);
 803                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 804                         phys_addr);
 805                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 806                         lpar_addr);
 807                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 808                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 809                 *bus_addr, len);
 810         }
 811
 812         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 813         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 814
 815         if (c) {
 816                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 817                 dma_dump_chunk(c);
 818                 c->usage_count++;
 819                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 820                 return 0;
 821         }
 822
 823         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 824
 825         if (result) {
 826                 *bus_addr = 0;
 827                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 828                         __func__, __LINE__, result);
 829                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 830                 return result;
 831         }
 832
 833         c->usage_count = 1;
 834
 835         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 836         return result;
 837 }
 838
 839 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 840              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 841              u64 iopte_flag)
 842 {
 843         int result;
 844         unsigned long flags;
 845         struct dma_chunk *c;
 846         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 847                 : virt_addr;
 848         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 849         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 850                                               1 << r->page_size);
 851
 852         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 853             virt_addr, len);
 854         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 855             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 856
 857         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 858         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 859
 860         if (c) {
 861                 /* FIXME */
 862                 BUG();
 863                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 864                 c->usage_count++;
 865                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 866                 return 0;
 867         }
 868
 869         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 870                                     iopte_flag);
 871
 872         if (result) {
 873                 *bus_addr = 0;
 874                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 875                         __func__, __LINE__, result);
 876                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 877                 return result;
 878         }
 879         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 880         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
 881             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 882         c->usage_count = 1;
 883
 884         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 885         return result;
 886 }
 887
 888 /**
 889  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 890  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 891  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 892  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 893  *
 894  * This is the common dma unmap routine.
 895  */
 896
 897 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
 898         unsigned long len)
 899 {
 900         unsigned long flags;
 901         struct dma_chunk *c;
 902
 903         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 904         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 905
 906         if (!c) {
 907                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 908                         1 << r->page_size);
 909                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 910                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 911                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 912                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 913                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 914                         __func__, __LINE__, len);
 915                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 916                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 917                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 918                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 919                 BUG();
 920         }
 921
 922         c->usage_count--;
 923
 924         if (!c->usage_count) {
 925                 list_del(&c->link);
 926                 dma_sb_free_chunk(c);
 927         }
 928
 929         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 930         return 0;
 931 }
 932
 933 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 934                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
 935 {
 936         unsigned long flags;
 937         struct dma_chunk *c;
 938
 939         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 940         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 941         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 942
 943         if (!c) {
 944                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 945                                                         1 << r->page_size);
 946                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 947                                                       - aligned_bus,
 948                                                       1 << r->page_size);
 949                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 950                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 951                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 952                     __func__, __LINE__, len);
 953                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 954                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 955                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 956                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 957                 BUG();
 958         }
 959
 960         c->usage_count--;
 961
 962         if (!c->usage_count) {
 963                 list_del(&c->link);
 964                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 965         }
 966
 967         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 968         DBG("%s: end\n", __func__);
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 /**
 973  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 974  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 975  *
 976  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 977  * ram into the io controller bus address space.
 978  */
 979
 980 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 981 {
 982         int result;
 983         unsigned long virt_addr, len;
 984         dma_addr_t tmp;
 985
 986         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
 987                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
 988                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
 989                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
 990                                 __func__, __LINE__);
 991                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
 992                         r->len = _ALIGN_UP(r->len, 1 << r->page_size);
 993                 }
 994         }
 995
 996         result = dma_sb_region_create(r);
 997         BUG_ON(result);
 998
 999         if (r->offset < map.rm.size) {
1000                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
1001                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
1002                 len = map.rm.size - r->offset;
1003                 if (len > r->len)
1004                         len = r->len;
1005                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1006                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1007                         CBE_IOPTE_M);
1008                 BUG_ON(result);
1009         }
1010
1011         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1012                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1013                 virt_addr = map.rm.size;
1014                 len = r->len;
1015                 if (r->offset >= map.rm.size)
1016                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1017                 else
1018                         len -= map.rm.size - r->offset;
1019                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1020                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1021                         CBE_IOPTE_M);
1022                 BUG_ON(result);
1023         }
1024
1025         return result;
1026 }
1027
1028 /**
1029  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1030  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1031  *
1032  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1033  */
1034
1035 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1036 {
1037         int result;
1038         dma_addr_t bus_addr;
1039         unsigned long len, lpar_addr;
1040
1041         if (r->offset < map.rm.size) {
1042                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1043                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1044                 len = map.rm.size - r->offset;
1045                 if (len > r->len)
1046                         len = r->len;
1047                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1048                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1049                 BUG_ON(result);
1050         }
1051
1052         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1053                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1054                 lpar_addr = map.r1.base;
1055                 len = r->len;
1056                 if (r->offset >= map.rm.size)
1057                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1058                 else
1059                         len -= map.rm.size - r->offset;
1060                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1061                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1062                 BUG_ON(result);
1063         }
1064
1065         result = dma_sb_region_free(r);
1066         BUG_ON(result);
1067
1068         return result;
1069 }
1070
1071 /**
1072  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1073  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1074  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1075  * @len: Length in bytes of the area to map.
1076  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1077  * map.
1078  *
1079  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1080  * occurs in dma_region_create_linear().
1081  */
1082
1083 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1084         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1085         u64 iopte_flag)
1086 {
1087         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1088                 : virt_addr;
1089         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 /**
1094  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1095  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1096  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1097  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1098  *
1099  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1100  */
1101
1102 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1103         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1104 {
1105         return 0;
1106 };
1107
1108 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1109         .create = dma_sb_region_create,
1110         .free = dma_sb_region_free,
1111         .map = dma_sb_map_area,
1112         .unmap = dma_sb_unmap_area
1113 };
1114
1115 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1116         .create = dma_sb_region_create_linear,
1117         .free = dma_sb_region_free_linear,
1118         .map = dma_sb_map_area_linear,
1119         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1120 };
1121
1122 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1123         .create = dma_ioc0_region_create,
1124         .free = dma_ioc0_region_free,
1125         .map = dma_ioc0_map_area,
1126         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1127 };
1128
1129 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1130         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1131         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1132 {
1133         unsigned long lpar_addr;
1134         int result;
1135
1136         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1137
1138         r->dev = dev;
1139         r->page_size = page_size;
1140         r->region_type = region_type;
1141         r->offset = lpar_addr;
1142         if (r->offset >= map.rm.size)
1143                 r->offset -= map.r1.offset;
1144         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1145
1146         dev->core.dma_mask = &r->dma_mask;
1147
1148         result = dma_set_mask_and_coherent(&dev->core, DMA_BIT_MASK(32));
1149
1150         if (result < 0) {
1151                 dev_err(&dev->core, "%s:%d: dma_set_mask_and_coherent failed: %d\n",
1152                         __func__, __LINE__, result);
1153                 return result;
1154         }
1155
1156         switch (dev->dev_type) {
1157         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1158                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1159                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1160                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1161                 break;
1162         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1163                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1164                 break;
1165         default:
1166                 BUG();
1167                 return -EINVAL;
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1172
1173 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1174 {
1175         BUG_ON(!r);
1176         BUG_ON(!r->region_ops);
1177         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1178         return r->region_ops->create(r);
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1181
1182 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1183 {
1184         BUG_ON(!r);
1185         BUG_ON(!r->region_ops);
1186         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1187         return r->region_ops->free(r);
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1190
1191 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1192         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1193         u64 iopte_flag)
1194 {
1195         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1196 }
1197
1198 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1199         unsigned long len)
1200 {
1201         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1202 }
1203
1204 /*============================================================================*/
1205 /* system startup routines                                                    */
1206 /*============================================================================*/
1207
1208 /**
1209  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1210  */
1211
1212 void __init ps3_mm_init(void)
1213 {
1214         int result;
1215
1216         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1217
1218         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1219                 &map.total);
1220
1221         if (result)
1222                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1223
1224         map.rm.offset = map.rm.base;
1225         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1226
1227         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1228
1229         BUG_ON(map.rm.base);
1230         BUG_ON(!map.rm.size);
1231
1232         /* Check if we got the highmem region from an earlier boot step */
1233
1234         if (ps3_mm_get_repository_highmem(&map.r1)) {
1235                 result = ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1236
1237                 if (!result)
1238                         ps3_mm_set_repository_highmem(&map.r1);
1239         }
1240
1241         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1242         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1243
1244         if (!map.r1.size) {
1245                 DBG("%s:%d: No highmem region found\n", __func__, __LINE__);
1246         } else {
1247                 DBG("%s:%d: Adding highmem region: %llxh %llxh\n",
1248                         __func__, __LINE__, map.rm.size,
1249                         map.total - map.rm.size);
1250                 memblock_add(map.rm.size, map.total - map.rm.size);
1251         }
1252
1253         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1254 }
1255
1256 /**
1257  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1258  */
1259
1260 void ps3_mm_shutdown(void)
1261 {
1262         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1263 }