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