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