arch/powerpc/platforms/ps3/mm.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  PS3 address space management.
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2006 Sony Computer Entertainment Inc.
   6  *  Copyright 2006 Sony Corp.
   7  */
   8
   9 #include <linux/dma-mapping.h>
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/export.h>
  12 #include <linux/memblock.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14
  15 #include <asm/cell-regs.h>
  16 #include <asm/firmware.h>
  17 #include <asm/udbg.h>
  18 #include <asm/lv1call.h>
  19 #include <asm/setup.h>
  20
  21 #include "platform.h"
  22
  23 #if defined(DEBUG)
  24 #define DBG udbg_printf
  25 #else
  26 #define DBG pr_devel
  27 #endif
  28
  29 enum {
  30 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
  31         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
  32 #else
  33         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
  34 #endif
  35 };
  36
  37 enum {
  38         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
  39         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
  40         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
  41 };
  42
  43 static unsigned long __init make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
  44 {
  45         return (a << 56) | (b << 48);
  46 }
  47
  48 enum {
  49         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
  50         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
  51 };
  52
  53 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
  54
  55 enum {
  56         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
  57         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
  58 };
  59
  60 /*============================================================================*/
  61 /* virtual address space routines                                             */
  62 /*============================================================================*/
  63
  64 /**
  65  * struct mem_region - memory region structure
  66  * @base: base address
  67  * @size: size in bytes
  68  * @offset: difference between base and rm.size
  69  * @destroy: flag if region should be destroyed upon shutdown
  70  */
  71
  72 struct mem_region {
  73         u64 base;
  74         u64 size;
  75         unsigned long offset;
  76         int destroy;
  77 };
  78
  79 /**
  80  * struct map - address space state variables holder
  81  * @total: total memory available as reported by HV
  82  * @vas_id - HV virtual address space id
  83  * @htab_size: htab size in bytes
  84  *
  85  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
  86  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
  87  * @rm: real mode (bootmem) region
  88  * @r1: highmem region(s)
  89  *
  90  * ps3 addresses
  91  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
  92  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
  93  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
  94  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
  95  */
  96
  97 struct map {
  98         u64 total;
  99         u64 vas_id;
 100         u64 htab_size;
 101         struct mem_region rm;
 102         struct mem_region r1;
 103 };
 104
 105 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
 106 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
 107         const char *func, int line)
 108 {
 109         DBG("%s:%d: map.total     = %llxh\n", func, line, m->total);
 110         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %llxh\n", func, line, m->rm.size);
 111         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", func, line, m->vas_id);
 112         DBG("%s:%d: map.htab_size = %llxh\n", func, line, m->htab_size);
 113         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %llxh\n", func, line, m->r1.base);
 114         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
 115         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %llxh\n", func, line, m->r1.size);
 116 }
 117
 118 static struct map map;
 119
 120 /**
 121  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
 122  * @phys_addr: linux physical address
 123  */
 124
 125 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
 126 {
 127         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
 128         return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
 129                 ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
 130 }
 131
 132 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
 133
 134 /**
 135  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
 136  */
 137
 138 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
 139 {
 140         int result;
 141         u64 start_address;
 142         u64 size;
 143         u64 access_right;
 144         u64 max_page_size;
 145         u64 flags;
 146
 147         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
 148                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
 149                 &flags);
 150
 151         if (result) {
 152                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
 153                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 154                         ps3_result(result));
 155                 goto fail;
 156         }
 157
 158         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
 159                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %llxh\n", __func__, __LINE__,
 160                         max_page_size);
 161                 goto fail;
 162         }
 163
 164         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
 165         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
 166
 167         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
 168                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
 169                         &map.vas_id, &map.htab_size);
 170
 171         if (result) {
 172                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
 173                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 174                 goto fail;
 175         }
 176
 177         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
 178
 179         if (result) {
 180                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
 181                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 182                 goto fail;
 183         }
 184
 185         *htab_size = map.htab_size;
 186
 187         debug_dump_map(&map);
 188
 189         return;
 190
 191 fail:
 192         panic("ps3_mm_vas_create failed");
 193 }
 194
 195 /**
 196  * ps3_mm_vas_destroy -
 197  *
 198  * called during kexec sequence with MMU off.
 199  */
 200
 201 notrace void ps3_mm_vas_destroy(void)
 202 {
 203         int result;
 204
 205         if (map.vas_id) {
 206                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
 207                 result += lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
 208
 209                 if (result) {
 210                         lv1_panic(0);
 211                 }
 212
 213                 map.vas_id = 0;
 214         }
 215 }
 216
 217 static int __init ps3_mm_get_repository_highmem(struct mem_region *r)
 218 {
 219         int result;
 220
 221         /* Assume a single highmem region. */
 222
 223         result = ps3_repository_read_highmem_info(0, &r->base, &r->size);
 224
 225         if (result)
 226                 goto zero_region;
 227
 228         if (!r->base || !r->size) {
 229                 result = -1;
 230                 goto zero_region;
 231         }
 232
 233         r->offset = r->base - map.rm.size;
 234
 235         DBG("%s:%d: Found high region in repository: %llxh %llxh\n",
 236             __func__, __LINE__, r->base, r->size);
 237
 238         return 0;
 239
 240 zero_region:
 241         DBG("%s:%d: No high region in repository.\n", __func__, __LINE__);
 242
 243         r->size = r->base = r->offset = 0;
 244         return result;
 245 }
 246
 247 static int ps3_mm_set_repository_highmem(const struct mem_region *r)
 248 {
 249         /* Assume a single highmem region. */
 250
 251         return r ? ps3_repository_write_highmem_info(0, r->base, r->size) :
 252                 ps3_repository_write_highmem_info(0, 0, 0);
 253 }
 254
 255 /**
 256  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
 257  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
 258  * @size: requested region size
 259  *
 260  * This implementation creates the region with the vas large page size.
 261  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
 262  */
 263
 264 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
 265 {
 266         int result;
 267         u64 muid;
 268
 269         r->size = ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
 270
 271         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
 272         DBG("%s:%d actual     %llxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
 273         DBG("%s:%d difference %llxh (%lluMB)\n", __func__, __LINE__,
 274                 size - r->size, (size - r->size) / 1024 / 1024);
 275
 276         if (r->size == 0) {
 277                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
 278                 result = -1;
 279                 goto zero_region;
 280         }
 281
 282         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
 283                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
 284
 285         if (result || r->base < map.rm.size) {
 286                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
 287                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 288                 goto zero_region;
 289         }
 290
 291         r->destroy = 1;
 292         r->offset = r->base - map.rm.size;
 293         return result;
 294
 295 zero_region:
 296         r->size = r->base = r->offset = 0;
 297         return result;
 298 }
 299
 300 /**
 301  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
 302  * @r: pointer to struct mem_region
 303  */
 304
 305 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
 306 {
 307         int result;
 308
 309         if (!r->destroy) {
 310                 return;
 311         }
 312
 313         if (r->base) {
 314                 result = lv1_release_memory(r->base);
 315
 316                 if (result) {
 317                         lv1_panic(0);
 318                 }
 319
 320                 r->size = r->base = r->offset = 0;
 321                 map.total = map.rm.size;
 322         }
 323
 324         ps3_mm_set_repository_highmem(NULL);
 325 }
 326
 327 /*============================================================================*/
 328 /* dma routines                                                               */
 329 /*============================================================================*/
 330
 331 /**
 332  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
 333  * @r: pointer to dma region structure
 334  * @lpar_addr: HV lpar address
 335  */
 336
 337 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
 338         unsigned long lpar_addr)
 339 {
 340         if (lpar_addr >= map.rm.size)
 341                 lpar_addr -= map.r1.offset;
 342         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
 343         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
 344         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
 345 }
 346
 347 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
 348 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
 349         const char *func, int line)
 350 {
 351         DBG("%s:%d: dev        %llu:%llu\n", func, line, r->dev->bus_id,
 352                 r->dev->dev_id);
 353         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
 354         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
 355         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
 356         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
 357 }
 358
 359   /**
 360  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
 361  * @region - The dma region that owns this chunk.
 362  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
 363  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
 364  * @len: Length in bytes of the area to map.
 365  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
 366  * list of all chunks owned by the region.
 367  *
 368  * This implementation uses a very simple dma page manager
 369  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
 370  * that all drivers use very well behaved dma ops.
 371  */
 372
 373 struct dma_chunk {
 374         struct ps3_dma_region *region;
 375         unsigned long lpar_addr;
 376         unsigned long bus_addr;
 377         unsigned long len;
 378         struct list_head link;
 379         unsigned int usage_count;
 380 };
 381
 382 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
 383 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
 384         int line)
 385 {
 386         DBG("%s:%d: r.dev        %llu:%llu\n", func, line,
 387                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
 388         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
 389         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
 390         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
 391         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
 392         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
 393         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
 394         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
 395 }
 396
 397 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
 398         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 399 {
 400         struct dma_chunk *c;
 401         unsigned long aligned_bus = ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
 402         unsigned long aligned_len = ALIGN(len+bus_addr-aligned_bus,
 403                                               1 << r->page_size);
 404
 405         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 406                 /* intersection */
 407                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
 408                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
 409                         return c;
 410
 411                 /* below */
 412                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
 413                         continue;
 414
 415                 /* above */
 416                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
 417                         continue;
 418
 419                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
 420                 dma_dump_chunk(c);
 421                 BUG();
 422         }
 423         return NULL;
 424 }
 425
 426 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
 427         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
 428 {
 429         struct dma_chunk *c;
 430         unsigned long aligned_lpar = ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
 431         unsigned long aligned_len = ALIGN(len + lpar_addr - aligned_lpar,
 432                                               1 << r->page_size);
 433
 434         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 435                 /* intersection */
 436                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
 437                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
 438                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
 439                                 return c;
 440                         else {
 441                                 dma_dump_chunk(c);
 442                                 BUG();
 443                         }
 444                 }
 445                 /* below */
 446                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
 447                         continue;
 448                 }
 449                 /* above */
 450                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
 451                         continue;
 452                 }
 453         }
 454         return NULL;
 455 }
 456
 457 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 458 {
 459         int result = 0;
 460
 461         if (c->bus_addr) {
 462                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 463                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
 464                 BUG_ON(result);
 465         }
 466
 467         kfree(c);
 468         return result;
 469 }
 470
 471 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 472 {
 473         int result = 0;
 474         int iopage;
 475         unsigned long offset;
 476         struct ps3_dma_region *r = c->region;
 477
 478         DBG("%s:start\n", __func__);
 479         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
 480                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 481                 /* put INVALID entry */
 482                 result = lv1_put_iopte(0,
 483                                        c->bus_addr + offset,
 484                                        c->lpar_addr + offset,
 485                                        r->ioid,
 486                                        0);
 487                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
 488                     c->bus_addr + offset,
 489                     c->lpar_addr + offset,
 490                     r->ioid);
 491
 492                 if (result) {
 493                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
 494                             __LINE__, ps3_result(result));
 495                 }
 496         }
 497         kfree(c);
 498         DBG("%s:end\n", __func__);
 499         return result;
 500 }
 501
 502 /**
 503  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
 504  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 505  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
 506  * @len: Length in bytes of the area to map.
 507  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
 508  *
 509  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
 510  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
 511  */
 512
 513 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 514             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
 515 {
 516         int result;
 517         struct dma_chunk *c;
 518
 519         c = kzalloc(sizeof(*c), GFP_ATOMIC);
 520         if (!c) {
 521                 result = -ENOMEM;
 522                 goto fail_alloc;
 523         }
 524
 525         c->region = r;
 526         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 527         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 528         c->len = len;
 529
 530         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 531         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 532                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 533                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 534         if (result) {
 535                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 536                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 537                 goto fail_map;
 538         }
 539
 540         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 541
 542         *c_out = c;
 543         return 0;
 544
 545 fail_map:
 546         kfree(c);
 547 fail_alloc:
 548         *c_out = NULL;
 549         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 550         return result;
 551 }
 552
 553 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 554                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 555                               u64 iopte_flag)
 556 {
 557         int result;
 558         struct dma_chunk *c, *last;
 559         int iopage, pages;
 560         unsigned long offset;
 561
 562         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 563             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 564         c = kzalloc(sizeof(*c), GFP_ATOMIC);
 565         if (!c) {
 566                 result = -ENOMEM;
 567                 goto fail_alloc;
 568         }
 569
 570         c->region = r;
 571         c->len = len;
 572         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 573         /* allocate IO address */
 574         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 575                 /* first one */
 576                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 577         } else {
 578                 /* derive from last bus addr*/
 579                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 580                                    struct dma_chunk, link);
 581                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 582                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 583                     last->bus_addr, last->len);
 584         }
 585
 586         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 587
 588         /* build ioptes for the area */
 589         pages = len >> r->page_size;
 590         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
 591             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 592         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 593                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 594                 result = lv1_put_iopte(0,
 595                                        c->bus_addr + offset,
 596                                        c->lpar_addr + offset,
 597                                        r->ioid,
 598                                        iopte_flag);
 599                 if (result) {
 600                         pr_warn("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
 601                                 __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 602                         goto fail_map;
 603                 }
 604                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 605                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 606                     r->ioid);
 607         }
 608
 609         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 610         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 611
 612         *c_out = c;
 613         DBG("%s: end\n", __func__);
 614         return 0;
 615
 616 fail_map:
 617         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 618                 lv1_put_iopte(0,
 619                               c->bus_addr + offset,
 620                               c->lpar_addr + offset,
 621                               r->ioid,
 622                               0);
 623         }
 624         kfree(c);
 625 fail_alloc:
 626         *c_out = NULL;
 627         return result;
 628 }
 629
 630 /**
 631  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 632  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 633  *
 634  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 635  * will make the HV call to create the region.
 636  */
 637
 638 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 639 {
 640         int result;
 641         u64 bus_addr;
 642
 643         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 644
 645         BUG_ON(!r);
 646
 647         if (!r->dev->bus_id) {
 648                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 649                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 650                 return 0;
 651         }
 652
 653         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 654             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 655
 656         BUG_ON(!r->len);
 657         BUG_ON(!r->page_size);
 658         BUG_ON(!r->region_ops);
 659
 660         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 661         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 662
 663         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 664                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 665                 &bus_addr);
 666         r->bus_addr = bus_addr;
 667
 668         if (result) {
 669                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 670                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 671                 r->len = r->bus_addr = 0;
 672         }
 673
 674         return result;
 675 }
 676
 677 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 678 {
 679         int result;
 680         u64 bus_addr;
 681
 682         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 683         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 684
 685         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 686                                          r->len,
 687                                          r->page_size,
 688                                          &bus_addr);
 689         r->bus_addr = bus_addr;
 690         if (result) {
 691                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 692                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 693                 r->len = r->bus_addr = 0;
 694         }
 695         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 696             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 697         return result;
 698 }
 699
 700 /**
 701  * dma_region_free - Free a device dma region.
 702  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 703  *
 704  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 705  * will make the HV call to free the region.
 706  */
 707
 708 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 709 {
 710         int result;
 711         struct dma_chunk *c;
 712         struct dma_chunk *tmp;
 713
 714         BUG_ON(!r);
 715
 716         if (!r->dev->bus_id) {
 717                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 718                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 719                 return 0;
 720         }
 721
 722         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 723                 list_del(&c->link);
 724                 dma_sb_free_chunk(c);
 725         }
 726
 727         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 728                 r->bus_addr);
 729
 730         if (result)
 731                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 732                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 733
 734         r->bus_addr = 0;
 735
 736         return result;
 737 }
 738
 739 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 740 {
 741         int result;
 742         struct dma_chunk *c, *n;
 743
 744         DBG("%s: start\n", __func__);
 745         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 746                 list_del(&c->link);
 747                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 748         }
 749
 750         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 751
 752         if (result)
 753                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 754                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 755
 756         r->bus_addr = 0;
 757         DBG("%s: end\n", __func__);
 758
 759         return result;
 760 }
 761
 762 /**
 763  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 764  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 765  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 766  * @len: Length in bytes of the area to map.
 767  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 768  * map.
 769  *
 770  * This is the common dma mapping routine.
 771  */
 772
 773 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 774            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 775            u64 iopte_flag)
 776 {
 777         int result;
 778         unsigned long flags;
 779         struct dma_chunk *c;
 780         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 781                 : virt_addr;
 782         unsigned long aligned_phys = ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 783         unsigned long aligned_len = ALIGN(len + phys_addr - aligned_phys,
 784                                               1 << r->page_size);
 785         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 786
 787         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 788                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 789                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 790                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 791                         virt_addr);
 792                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 793                         phys_addr);
 794                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 795                         lpar_addr);
 796                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 797                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 798                 *bus_addr, len);
 799         }
 800
 801         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 802         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 803
 804         if (c) {
 805                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 806                 dma_dump_chunk(c);
 807                 c->usage_count++;
 808                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 809                 return 0;
 810         }
 811
 812         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 813
 814         if (result) {
 815                 *bus_addr = 0;
 816                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 817                         __func__, __LINE__, result);
 818                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 819                 return result;
 820         }
 821
 822         c->usage_count = 1;
 823
 824         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 825         return result;
 826 }
 827
 828 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 829              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 830              u64 iopte_flag)
 831 {
 832         int result;
 833         unsigned long flags;
 834         struct dma_chunk *c;
 835         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 836                 : virt_addr;
 837         unsigned long aligned_phys = ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 838         unsigned long aligned_len = ALIGN(len + phys_addr - aligned_phys,
 839                                               1 << r->page_size);
 840
 841         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 842             virt_addr, len);
 843         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 844             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 845
 846         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 847         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 848
 849         if (c) {
 850                 /* FIXME */
 851                 BUG();
 852                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 853                 c->usage_count++;
 854                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 855                 return 0;
 856         }
 857
 858         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 859                                     iopte_flag);
 860
 861         if (result) {
 862                 *bus_addr = 0;
 863                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 864                         __func__, __LINE__, result);
 865                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 866                 return result;
 867         }
 868         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 869         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
 870             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 871         c->usage_count = 1;
 872
 873         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 874         return result;
 875 }
 876
 877 /**
 878  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 879  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 880  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 881  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 882  *
 883  * This is the common dma unmap routine.
 884  */
 885
 886 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
 887         unsigned long len)
 888 {
 889         unsigned long flags;
 890         struct dma_chunk *c;
 891
 892         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 893         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 894
 895         if (!c) {
 896                 unsigned long aligned_bus = ALIGN_DOWN(bus_addr,
 897                         1 << r->page_size);
 898                 unsigned long aligned_len = ALIGN(len + bus_addr
 899                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 900                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 901                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 902                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 903                         __func__, __LINE__, len);
 904                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 905                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 906                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 907                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 908                 BUG();
 909         }
 910
 911         c->usage_count--;
 912
 913         if (!c->usage_count) {
 914                 list_del(&c->link);
 915                 dma_sb_free_chunk(c);
 916         }
 917
 918         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 919         return 0;
 920 }
 921
 922 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 923                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
 924 {
 925         unsigned long flags;
 926         struct dma_chunk *c;
 927
 928         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 929         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 930         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 931
 932         if (!c) {
 933                 unsigned long aligned_bus = ALIGN_DOWN(bus_addr,
 934                                                         1 << r->page_size);
 935                 unsigned long aligned_len = ALIGN(len + bus_addr
 936                                                       - aligned_bus,
 937                                                       1 << r->page_size);
 938                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 939                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 940                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 941                     __func__, __LINE__, len);
 942                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 943                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 944                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 945                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 946                 BUG();
 947         }
 948
 949         c->usage_count--;
 950
 951         if (!c->usage_count) {
 952                 list_del(&c->link);
 953                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 954         }
 955
 956         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 957         DBG("%s: end\n", __func__);
 958         return 0;
 959 }
 960
 961 /**
 962  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 963  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 964  *
 965  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 966  * ram into the io controller bus address space.
 967  */
 968
 969 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 970 {
 971         int result;
 972         unsigned long virt_addr, len;
 973         dma_addr_t tmp;
 974
 975         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
 976                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
 977                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
 978                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
 979                                 __func__, __LINE__);
 980                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
 981                         r->len = ALIGN(r->len, 1 << r->page_size);
 982                 }
 983         }
 984
 985         result = dma_sb_region_create(r);
 986         BUG_ON(result);
 987
 988         if (r->offset < map.rm.size) {
 989                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
 990                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
 991                 len = map.rm.size - r->offset;
 992                 if (len > r->len)
 993                         len = r->len;
 994                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
 995                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
 996                         CBE_IOPTE_M);
 997                 BUG_ON(result);
 998         }
 999
1000         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1001                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1002                 virt_addr = map.rm.size;
1003                 len = r->len;
1004                 if (r->offset >= map.rm.size)
1005                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1006                 else
1007                         len -= map.rm.size - r->offset;
1008                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1009                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1010                         CBE_IOPTE_M);
1011                 BUG_ON(result);
1012         }
1013
1014         return result;
1015 }
1016
1017 /**
1018  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1019  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1020  *
1021  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1022  */
1023
1024 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1025 {
1026         int result;
1027         dma_addr_t bus_addr;
1028         unsigned long len, lpar_addr;
1029
1030         if (r->offset < map.rm.size) {
1031                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1032                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1033                 len = map.rm.size - r->offset;
1034                 if (len > r->len)
1035                         len = r->len;
1036                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1037                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1038                 BUG_ON(result);
1039         }
1040
1041         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1042                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1043                 lpar_addr = map.r1.base;
1044                 len = r->len;
1045                 if (r->offset >= map.rm.size)
1046                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1047                 else
1048                         len -= map.rm.size - r->offset;
1049                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1050                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1051                 BUG_ON(result);
1052         }
1053
1054         result = dma_sb_region_free(r);
1055         BUG_ON(result);
1056
1057         return result;
1058 }
1059
1060 /**
1061  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1062  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1063  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1064  * @len: Length in bytes of the area to map.
1065  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1066  * map.
1067  *
1068  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1069  * occurs in dma_region_create_linear().
1070  */
1071
1072 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1073         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1074         u64 iopte_flag)
1075 {
1076         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1077                 : virt_addr;
1078         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 /**
1083  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1084  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1085  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1086  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1087  *
1088  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1089  */
1090
1091 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1092         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1093 {
1094         return 0;
1095 };
1096
1097 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1098         .create = dma_sb_region_create,
1099         .free = dma_sb_region_free,
1100         .map = dma_sb_map_area,
1101         .unmap = dma_sb_unmap_area
1102 };
1103
1104 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1105         .create = dma_sb_region_create_linear,
1106         .free = dma_sb_region_free_linear,
1107         .map = dma_sb_map_area_linear,
1108         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1109 };
1110
1111 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1112         .create = dma_ioc0_region_create,
1113         .free = dma_ioc0_region_free,
1114         .map = dma_ioc0_map_area,
1115         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1116 };
1117
1118 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1119         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1120         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1121 {
1122         unsigned long lpar_addr;
1123         int result;
1124
1125         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1126
1127         r->dev = dev;
1128         r->page_size = page_size;
1129         r->region_type = region_type;
1130         r->offset = lpar_addr;
1131         if (r->offset >= map.rm.size)
1132                 r->offset -= map.r1.offset;
1133         r->len = len ? len : ALIGN(map.total, 1 << r->page_size);
1134
1135         dev->core.dma_mask = &r->dma_mask;
1136
1137         result = dma_set_mask_and_coherent(&dev->core, DMA_BIT_MASK(32));
1138
1139         if (result < 0) {
1140                 dev_err(&dev->core, "%s:%d: dma_set_mask_and_coherent failed: %d\n",
1141                         __func__, __LINE__, result);
1142                 return result;
1143         }
1144
1145         switch (dev->dev_type) {
1146         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1147                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1148                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1149                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1150                 break;
1151         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1152                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1153                 break;
1154         default:
1155                 BUG();
1156                 return -EINVAL;
1157         }
1158         return 0;
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1161
1162 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1163 {
1164         BUG_ON(!r);
1165         BUG_ON(!r->region_ops);
1166         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1167         return r->region_ops->create(r);
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1170
1171 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1172 {
1173         BUG_ON(!r);
1174         BUG_ON(!r->region_ops);
1175         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1176         return r->region_ops->free(r);
1177 }
1178 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1179
1180 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1181         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1182         u64 iopte_flag)
1183 {
1184         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1185 }
1186
1187 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1188         unsigned long len)
1189 {
1190         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1191 }
1192
1193 /*============================================================================*/
1194 /* system startup routines                                                    */
1195 /*============================================================================*/
1196
1197 /**
1198  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1199  */
1200
1201 void __init ps3_mm_init(void)
1202 {
1203         int result;
1204
1205         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1206
1207         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1208                 &map.total);
1209
1210         if (result)
1211                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1212
1213         map.rm.offset = map.rm.base;
1214         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1215
1216         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1217
1218         BUG_ON(map.rm.base);
1219         BUG_ON(!map.rm.size);
1220
1221         /* Check if we got the highmem region from an earlier boot step */
1222
1223         if (ps3_mm_get_repository_highmem(&map.r1)) {
1224                 result = ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1225
1226                 if (!result)
1227                         ps3_mm_set_repository_highmem(&map.r1);
1228         }
1229
1230         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1231         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1232
1233         if (!map.r1.size) {
1234                 DBG("%s:%d: No highmem region found\n", __func__, __LINE__);
1235         } else {
1236                 DBG("%s:%d: Adding highmem region: %llxh %llxh\n",
1237                         __func__, __LINE__, map.rm.size,
1238                         map.total - map.rm.size);
1239                 memblock_add(map.rm.size, map.total - map.rm.size);
1240         }
1241
1242         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1243 }
1244
1245 /**
1246  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1247  *
1248  * called during kexec sequence with MMU off.
1249  */
1250
1251 notrace void ps3_mm_shutdown(void)
1252 {
1253         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1254 }