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(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 531
 532         if (!c) {
 533                 result = -ENOMEM;
 534                 goto fail_alloc;
 535         }
 536
 537         c->region = r;
 538         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 539         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 540         c->len = len;
 541
 542         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 543         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 544                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 545                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 546         if (result) {
 547                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 548                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 549                 goto fail_map;
 550         }
 551
 552         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 553
 554         *c_out = c;
 555         return 0;
 556
 557 fail_map:
 558         kfree(c);
 559 fail_alloc:
 560         *c_out = NULL;
 561         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 562         return result;
 563 }
 564
 565 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 566                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 567                               u64 iopte_flag)
 568 {
 569         int result;
 570         struct dma_chunk *c, *last;
 571         int iopage, pages;
 572         unsigned long offset;
 573
 574         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 575             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 576         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 577
 578         if (!c) {
 579                 result = -ENOMEM;
 580                 goto fail_alloc;
 581         }
 582
 583         c->region = r;
 584         c->len = len;
 585         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 586         /* allocate IO address */
 587         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 588                 /* first one */
 589                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 590         } else {
 591                 /* derive from last bus addr*/
 592                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 593                                    struct dma_chunk, link);
 594                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 595                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 596                     last->bus_addr, last->len);
 597         }
 598
 599         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 600
 601         /* build ioptes for the area */
 602         pages = len >> r->page_size;
 603         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
 604             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 605         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 606                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 607                 result = lv1_put_iopte(0,
 608                                        c->bus_addr + offset,
 609                                        c->lpar_addr + offset,
 610                                        r->ioid,
 611                                        iopte_flag);
 612                 if (result) {
 613                         pr_warning("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
 614                                    __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 615                         goto fail_map;
 616                 }
 617                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 618                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 619                     r->ioid);
 620         }
 621
 622         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 623         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 624
 625         *c_out = c;
 626         DBG("%s: end\n", __func__);
 627         return 0;
 628
 629 fail_map:
 630         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 631                 lv1_put_iopte(0,
 632                               c->bus_addr + offset,
 633                               c->lpar_addr + offset,
 634                               r->ioid,
 635                               0);
 636         }
 637         kfree(c);
 638 fail_alloc:
 639         *c_out = NULL;
 640         return result;
 641 }
 642
 643 /**
 644  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 645  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 646  *
 647  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 648  * will make the HV call to create the region.
 649  */
 650
 651 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 652 {
 653         int result;
 654         u64 bus_addr;
 655
 656         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 657
 658         BUG_ON(!r);
 659
 660         if (!r->dev->bus_id) {
 661                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 662                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 663                 return 0;
 664         }
 665
 666         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 667             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 668
 669         BUG_ON(!r->len);
 670         BUG_ON(!r->page_size);
 671         BUG_ON(!r->region_ops);
 672
 673         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 674         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 675
 676         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 677                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 678                 &bus_addr);
 679         r->bus_addr = bus_addr;
 680
 681         if (result) {
 682                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 683                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 684                 r->len = r->bus_addr = 0;
 685         }
 686
 687         return result;
 688 }
 689
 690 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 691 {
 692         int result;
 693         u64 bus_addr;
 694
 695         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 696         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 697
 698         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 699                                          r->len,
 700                                          r->page_size,
 701                                          &bus_addr);
 702         r->bus_addr = bus_addr;
 703         if (result) {
 704                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 705                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 706                 r->len = r->bus_addr = 0;
 707         }
 708         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 709             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 710         return result;
 711 }
 712
 713 /**
 714  * dma_region_free - Free a device dma region.
 715  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 716  *
 717  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 718  * will make the HV call to free the region.
 719  */
 720
 721 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 722 {
 723         int result;
 724         struct dma_chunk *c;
 725         struct dma_chunk *tmp;
 726
 727         BUG_ON(!r);
 728
 729         if (!r->dev->bus_id) {
 730                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 731                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 732                 return 0;
 733         }
 734
 735         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 736                 list_del(&c->link);
 737                 dma_sb_free_chunk(c);
 738         }
 739
 740         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 741                 r->bus_addr);
 742
 743         if (result)
 744                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 745                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 746
 747         r->bus_addr = 0;
 748
 749         return result;
 750 }
 751
 752 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 753 {
 754         int result;
 755         struct dma_chunk *c, *n;
 756
 757         DBG("%s: start\n", __func__);
 758         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 759                 list_del(&c->link);
 760                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 761         }
 762
 763         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 764
 765         if (result)
 766                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 767                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 768
 769         r->bus_addr = 0;
 770         DBG("%s: end\n", __func__);
 771
 772         return result;
 773 }
 774
 775 /**
 776  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 777  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 778  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 779  * @len: Length in bytes of the area to map.
 780  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 781  * map.
 782  *
 783  * This is the common dma mapping routine.
 784  */
 785
 786 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 787            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 788            u64 iopte_flag)
 789 {
 790         int result;
 791         unsigned long flags;
 792         struct dma_chunk *c;
 793         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 794                 : virt_addr;
 795         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 796         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 797                                               1 << r->page_size);
 798         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 799
 800         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 801                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 802                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 803                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 804                         virt_addr);
 805                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 806                         phys_addr);
 807                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 808                         lpar_addr);
 809                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 810                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 811                 *bus_addr, len);
 812         }
 813
 814         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 815         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 816
 817         if (c) {
 818                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 819                 dma_dump_chunk(c);
 820                 c->usage_count++;
 821                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 822                 return 0;
 823         }
 824
 825         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 826
 827         if (result) {
 828                 *bus_addr = 0;
 829                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 830                         __func__, __LINE__, result);
 831                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 832                 return result;
 833         }
 834
 835         c->usage_count = 1;
 836
 837         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 838         return result;
 839 }
 840
 841 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 842              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 843              u64 iopte_flag)
 844 {
 845         int result;
 846         unsigned long flags;
 847         struct dma_chunk *c;
 848         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 849                 : virt_addr;
 850         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 851         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 852                                               1 << r->page_size);
 853
 854         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 855             virt_addr, len);
 856         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 857             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 858
 859         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 860         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 861
 862         if (c) {
 863                 /* FIXME */
 864                 BUG();
 865                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 866                 c->usage_count++;
 867                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 868                 return 0;
 869         }
 870
 871         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 872                                     iopte_flag);
 873
 874         if (result) {
 875                 *bus_addr = 0;
 876                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 877                         __func__, __LINE__, result);
 878                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 879                 return result;
 880         }
 881         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 882         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
 883             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 884         c->usage_count = 1;
 885
 886         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 887         return result;
 888 }
 889
 890 /**
 891  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 892  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 893  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 894  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 895  *
 896  * This is the common dma unmap routine.
 897  */
 898
 899 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
 900         unsigned long len)
 901 {
 902         unsigned long flags;
 903         struct dma_chunk *c;
 904
 905         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 906         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 907
 908         if (!c) {
 909                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 910                         1 << r->page_size);
 911                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 912                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 913                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 914                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 915                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 916                         __func__, __LINE__, len);
 917                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 918                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 919                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 920                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 921                 BUG();
 922         }
 923
 924         c->usage_count--;
 925
 926         if (!c->usage_count) {
 927                 list_del(&c->link);
 928                 dma_sb_free_chunk(c);
 929         }
 930
 931         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 936                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
 937 {
 938         unsigned long flags;
 939         struct dma_chunk *c;
 940
 941         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 942         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 943         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 944
 945         if (!c) {
 946                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 947                                                         1 << r->page_size);
 948                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 949                                                       - aligned_bus,
 950                                                       1 << r->page_size);
 951                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 952                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 953                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 954                     __func__, __LINE__, len);
 955                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 956                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 957                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 958                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 959                 BUG();
 960         }
 961
 962         c->usage_count--;
 963
 964         if (!c->usage_count) {
 965                 list_del(&c->link);
 966                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 967         }
 968
 969         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 970         DBG("%s: end\n", __func__);
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 /**
 975  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 976  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 977  *
 978  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 979  * ram into the io controller bus address space.
 980  */
 981
 982 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 983 {
 984         int result;
 985         unsigned long virt_addr, len;
 986         dma_addr_t tmp;
 987
 988         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
 989                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
 990                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
 991                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
 992                                 __func__, __LINE__);
 993                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
 994                         r->len = _ALIGN_UP(r->len, 1 << r->page_size);
 995                 }
 996         }
 997
 998         result = dma_sb_region_create(r);
 999         BUG_ON(result);
1000
1001         if (r->offset < map.rm.size) {
1002                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
1003                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
1004                 len = map.rm.size - r->offset;
1005                 if (len > r->len)
1006                         len = r->len;
1007                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1008                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1009                         CBE_IOPTE_M);
1010                 BUG_ON(result);
1011         }
1012
1013         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1014                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1015                 virt_addr = map.rm.size;
1016                 len = r->len;
1017                 if (r->offset >= map.rm.size)
1018                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1019                 else
1020                         len -= map.rm.size - r->offset;
1021                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1022                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1023                         CBE_IOPTE_M);
1024                 BUG_ON(result);
1025         }
1026
1027         return result;
1028 }
1029
1030 /**
1031  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1032  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1033  *
1034  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1035  */
1036
1037 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1038 {
1039         int result;
1040         dma_addr_t bus_addr;
1041         unsigned long len, lpar_addr;
1042
1043         if (r->offset < map.rm.size) {
1044                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1045                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1046                 len = map.rm.size - r->offset;
1047                 if (len > r->len)
1048                         len = r->len;
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         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1055                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1056                 lpar_addr = map.r1.base;
1057                 len = r->len;
1058                 if (r->offset >= map.rm.size)
1059                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1060                 else
1061                         len -= map.rm.size - r->offset;
1062                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1063                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1064                 BUG_ON(result);
1065         }
1066
1067         result = dma_sb_region_free(r);
1068         BUG_ON(result);
1069
1070         return result;
1071 }
1072
1073 /**
1074  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1075  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1076  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1077  * @len: Length in bytes of the area to map.
1078  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1079  * map.
1080  *
1081  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1082  * occurs in dma_region_create_linear().
1083  */
1084
1085 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1086         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1087         u64 iopte_flag)
1088 {
1089         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1090                 : virt_addr;
1091         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1097  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1098  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1099  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1100  *
1101  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1102  */
1103
1104 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1105         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1106 {
1107         return 0;
1108 };
1109
1110 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1111         .create = dma_sb_region_create,
1112         .free = dma_sb_region_free,
1113         .map = dma_sb_map_area,
1114         .unmap = dma_sb_unmap_area
1115 };
1116
1117 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1118         .create = dma_sb_region_create_linear,
1119         .free = dma_sb_region_free_linear,
1120         .map = dma_sb_map_area_linear,
1121         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1122 };
1123
1124 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1125         .create = dma_ioc0_region_create,
1126         .free = dma_ioc0_region_free,
1127         .map = dma_ioc0_map_area,
1128         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1129 };
1130
1131 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1132         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1133         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1134 {
1135         unsigned long lpar_addr;
1136         int result;
1137
1138         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1139
1140         r->dev = dev;
1141         r->page_size = page_size;
1142         r->region_type = region_type;
1143         r->offset = lpar_addr;
1144         if (r->offset >= map.rm.size)
1145                 r->offset -= map.r1.offset;
1146         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1147
1148         dev->core.dma_mask = &r->dma_mask;
1149
1150         result = dma_set_mask_and_coherent(&dev->core, DMA_BIT_MASK(32));
1151
1152         if (result < 0) {
1153                 dev_err(&dev->core, "%s:%d: dma_set_mask_and_coherent failed: %d\n",
1154                         __func__, __LINE__, result);
1155                 return result;
1156         }
1157
1158         switch (dev->dev_type) {
1159         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1160                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1161                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1162                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1163                 break;
1164         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1165                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1166                 break;
1167         default:
1168                 BUG();
1169                 return -EINVAL;
1170         }
1171         return 0;
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1174
1175 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1176 {
1177         BUG_ON(!r);
1178         BUG_ON(!r->region_ops);
1179         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1180         return r->region_ops->create(r);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1183
1184 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1185 {
1186         BUG_ON(!r);
1187         BUG_ON(!r->region_ops);
1188         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1189         return r->region_ops->free(r);
1190 }
1191 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1192
1193 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1194         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1195         u64 iopte_flag)
1196 {
1197         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1198 }
1199
1200 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1201         unsigned long len)
1202 {
1203         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1204 }
1205
1206 /*============================================================================*/
1207 /* system startup routines                                                    */
1208 /*============================================================================*/
1209
1210 /**
1211  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1212  */
1213
1214 void __init ps3_mm_init(void)
1215 {
1216         int result;
1217
1218         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1219
1220         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1221                 &map.total);
1222
1223         if (result)
1224                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1225
1226         map.rm.offset = map.rm.base;
1227         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1228
1229         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1230
1231         BUG_ON(map.rm.base);
1232         BUG_ON(!map.rm.size);
1233
1234         /* Check if we got the highmem region from an earlier boot step */
1235
1236         if (ps3_mm_get_repository_highmem(&map.r1)) {
1237                 result = ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1238
1239                 if (!result)
1240                         ps3_mm_set_repository_highmem(&map.r1);
1241         }
1242
1243         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1244         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1245
1246         if (!map.r1.size) {
1247                 DBG("%s:%d: No highmem region found\n", __func__, __LINE__);
1248         } else {
1249                 DBG("%s:%d: Adding highmem region: %llxh %llxh\n",
1250                         __func__, __LINE__, map.rm.size,
1251                         map.total - map.rm.size);
1252                 memblock_add(map.rm.size, map.total - map.rm.size);
1253         }
1254
1255         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1256 }
1257
1258 /**
1259  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1260  */
1261
1262 void ps3_mm_shutdown(void)
1263 {
1264         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1265 }