Merge branch 'linux-2.6'
[pandora-kernel.git] / arch / ia64 / hp / common / sba_iommu.c
1 /*
2 **  IA64 System Bus Adapter (SBA) I/O MMU manager
3 **
4 **      (c) Copyright 2002-2005 Alex Williamson
5 **      (c) Copyright 2002-2003 Grant Grundler
6 **      (c) Copyright 2002-2005 Hewlett-Packard Company
7 **
8 **      Portions (c) 2000 Grant Grundler (from parisc I/O MMU code)
9 **      Portions (c) 1999 Dave S. Miller (from sparc64 I/O MMU code)
10 **
11 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
13 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
14 **      (at your option) any later version.
15 **
16 **
17 ** This module initializes the IOC (I/O Controller) found on HP
18 ** McKinley machines and their successors.
19 **
20 */
21
22 #include <linux/types.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/string.h>
30 #include <linux/pci.h>
31 #include <linux/proc_fs.h>
32 #include <linux/seq_file.h>
33 #include <linux/acpi.h>
34 #include <linux/efi.h>
35 #include <linux/nodemask.h>
36 #include <linux/bitops.h>         /* hweight64() */
37 #include <linux/crash_dump.h>
38
39 #include <asm/delay.h>          /* ia64_get_itc() */
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/page.h>           /* PAGE_OFFSET */
42 #include <asm/dma.h>
43 #include <asm/system.h>         /* wmb() */
44
45 #include <asm/acpi-ext.h>
46
47 extern int swiotlb_late_init_with_default_size (size_t size);
48
49 #define PFX "IOC: "
50
51 /*
52 ** Enabling timing search of the pdir resource map.  Output in /proc.
53 ** Disabled by default to optimize performance.
54 */
55 #undef PDIR_SEARCH_TIMING
56
57 /*
58 ** This option allows cards capable of 64bit DMA to bypass the IOMMU.  If
59 ** not defined, all DMA will be 32bit and go through the TLB.
60 ** There's potentially a conflict in the bio merge code with us
61 ** advertising an iommu, but then bypassing it.  Since I/O MMU bypassing
62 ** appears to give more performance than bio-level virtual merging, we'll
63 ** do the former for now.  NOTE: BYPASS_SG also needs to be undef'd to
64 ** completely restrict DMA to the IOMMU.
65 */
66 #define ALLOW_IOV_BYPASS
67
68 /*
69 ** This option specifically allows/disallows bypassing scatterlists with
70 ** multiple entries.  Coalescing these entries can allow better DMA streaming
71 ** and in some cases shows better performance than entirely bypassing the
72 ** IOMMU.  Performance increase on the order of 1-2% sequential output/input
73 ** using bonnie++ on a RAID0 MD device (sym2 & mpt).
74 */
75 #undef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
76
77 /*
78 ** If a device prefetches beyond the end of a valid pdir entry, it will cause
79 ** a hard failure, ie. MCA.  Version 3.0 and later of the zx1 LBA should
80 ** disconnect on 4k boundaries and prevent such issues.  If the device is
81 ** particularly aggressive, this option will keep the entire pdir valid such
82 ** that prefetching will hit a valid address.  This could severely impact
83 ** error containment, and is therefore off by default.  The page that is
84 ** used for spill-over is poisoned, so that should help debugging somewhat.
85 */
86 #undef FULL_VALID_PDIR
87
88 #define ENABLE_MARK_CLEAN
89
90 /*
91 ** The number of debug flags is a clue - this code is fragile.  NOTE: since
92 ** tightening the use of res_lock the resource bitmap and actual pdir are no
93 ** longer guaranteed to stay in sync.  The sanity checking code isn't going to
94 ** like that.
95 */
96 #undef DEBUG_SBA_INIT
97 #undef DEBUG_SBA_RUN
98 #undef DEBUG_SBA_RUN_SG
99 #undef DEBUG_SBA_RESOURCE
100 #undef ASSERT_PDIR_SANITY
101 #undef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
102 #undef DEBUG_BYPASS
103
104 #if defined(FULL_VALID_PDIR) && defined(ASSERT_PDIR_SANITY)
105 #error FULL_VALID_PDIR and ASSERT_PDIR_SANITY are mutually exclusive
106 #endif
107
108 #define SBA_INLINE      __inline__
109 /* #define SBA_INLINE */
110
111 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
112 #define DBG_INIT(x...)  printk(x)
113 #else
114 #define DBG_INIT(x...)
115 #endif
116
117 #ifdef DEBUG_SBA_RUN
118 #define DBG_RUN(x...)   printk(x)
119 #else
120 #define DBG_RUN(x...)
121 #endif
122
123 #ifdef DEBUG_SBA_RUN_SG
124 #define DBG_RUN_SG(x...)        printk(x)
125 #else
126 #define DBG_RUN_SG(x...)
127 #endif
128
129
130 #ifdef DEBUG_SBA_RESOURCE
131 #define DBG_RES(x...)   printk(x)
132 #else
133 #define DBG_RES(x...)
134 #endif
135
136 #ifdef DEBUG_BYPASS
137 #define DBG_BYPASS(x...)        printk(x)
138 #else
139 #define DBG_BYPASS(x...)
140 #endif
141
142 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
143 #define ASSERT(expr) \
144         if(!(expr)) { \
145                 printk( "\n" __FILE__ ":%d: Assertion " #expr " failed!\n",__LINE__); \
146                 panic(#expr); \
147         }
148 #else
149 #define ASSERT(expr)
150 #endif
151
152 /*
153 ** The number of pdir entries to "free" before issuing
154 ** a read to PCOM register to flush out PCOM writes.
155 ** Interacts with allocation granularity (ie 4 or 8 entries
156 ** allocated and free'd/purged at a time might make this
157 ** less interesting).
158 */
159 #define DELAYED_RESOURCE_CNT    64
160
161 #define PCI_DEVICE_ID_HP_SX2000_IOC     0x12ec
162
163 #define ZX1_IOC_ID      ((PCI_DEVICE_ID_HP_ZX1_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
164 #define ZX2_IOC_ID      ((PCI_DEVICE_ID_HP_ZX2_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
165 #define REO_IOC_ID      ((PCI_DEVICE_ID_HP_REO_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
166 #define SX1000_IOC_ID   ((PCI_DEVICE_ID_HP_SX1000_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
167 #define SX2000_IOC_ID   ((PCI_DEVICE_ID_HP_SX2000_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
168
169 #define ZX1_IOC_OFFSET  0x1000  /* ACPI reports SBA, we want IOC */
170
171 #define IOC_FUNC_ID     0x000
172 #define IOC_FCLASS      0x008   /* function class, bist, header, rev... */
173 #define IOC_IBASE       0x300   /* IO TLB */
174 #define IOC_IMASK       0x308
175 #define IOC_PCOM        0x310
176 #define IOC_TCNFG       0x318
177 #define IOC_PDIR_BASE   0x320
178
179 #define IOC_ROPE0_CFG   0x500
180 #define   IOC_ROPE_AO     0x10  /* Allow "Relaxed Ordering" */
181
182
183 /* AGP GART driver looks for this */
184 #define ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE    0x0000badbadc0ffeeUL
185
186 /*
187 ** The zx1 IOC supports 4/8/16/64KB page sizes (see TCNFG register)
188 **
189 ** Some IOCs (sx1000) can run at the above pages sizes, but are
190 ** really only supported using the IOC at a 4k page size.
191 **
192 ** iovp_size could only be greater than PAGE_SIZE if we are
193 ** confident the drivers really only touch the next physical
194 ** page iff that driver instance owns it.
195 */
196 static unsigned long iovp_size;
197 static unsigned long iovp_shift;
198 static unsigned long iovp_mask;
199
200 struct ioc {
201         void __iomem    *ioc_hpa;       /* I/O MMU base address */
202         char            *res_map;       /* resource map, bit == pdir entry */
203         u64             *pdir_base;     /* physical base address */
204         unsigned long   ibase;          /* pdir IOV Space base */
205         unsigned long   imask;          /* pdir IOV Space mask */
206
207         unsigned long   *res_hint;      /* next avail IOVP - circular search */
208         unsigned long   dma_mask;
209         spinlock_t      res_lock;       /* protects the resource bitmap, but must be held when */
210                                         /* clearing pdir to prevent races with allocations. */
211         unsigned int    res_bitshift;   /* from the RIGHT! */
212         unsigned int    res_size;       /* size of resource map in bytes */
213 #ifdef CONFIG_NUMA
214         unsigned int    node;           /* node where this IOC lives */
215 #endif
216 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
217         spinlock_t      saved_lock;     /* may want to try to get this on a separate cacheline */
218                                         /* than res_lock for bigger systems. */
219         int             saved_cnt;
220         struct sba_dma_pair {
221                 dma_addr_t      iova;
222                 size_t          size;
223         } saved[DELAYED_RESOURCE_CNT];
224 #endif
225
226 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
227 #define SBA_SEARCH_SAMPLE       0x100
228         unsigned long avg_search[SBA_SEARCH_SAMPLE];
229         unsigned long avg_idx;  /* current index into avg_search */
230 #endif
231
232         /* Stuff we don't need in performance path */
233         struct ioc      *next;          /* list of IOC's in system */
234         acpi_handle     handle;         /* for multiple IOC's */
235         const char      *name;
236         unsigned int    func_id;
237         unsigned int    rev;            /* HW revision of chip */
238         u32             iov_size;
239         unsigned int    pdir_size;      /* in bytes, determined by IOV Space size */
240         struct pci_dev  *sac_only_dev;
241 };
242
243 static struct ioc *ioc_list;
244 static int reserve_sba_gart = 1;
245
246 static SBA_INLINE void sba_mark_invalid(struct ioc *, dma_addr_t, size_t);
247 static SBA_INLINE void sba_free_range(struct ioc *, dma_addr_t, size_t);
248
249 #define sba_sg_address(sg)      sg_virt((sg))
250
251 #ifdef FULL_VALID_PDIR
252 static u64 prefetch_spill_page;
253 #endif
254
255 #ifdef CONFIG_PCI
256 # define GET_IOC(dev)   (((dev)->bus == &pci_bus_type)                                          \
257                          ? ((struct ioc *) PCI_CONTROLLER(to_pci_dev(dev))->iommu) : NULL)
258 #else
259 # define GET_IOC(dev)   NULL
260 #endif
261
262 /*
263 ** DMA_CHUNK_SIZE is used by the SCSI mid-layer to break up
264 ** (or rather not merge) DMAs into manageable chunks.
265 ** On parisc, this is more of the software/tuning constraint
266 ** rather than the HW. I/O MMU allocation algorithms can be
267 ** faster with smaller sizes (to some degree).
268 */
269 #define DMA_CHUNK_SIZE  (BITS_PER_LONG*iovp_size)
270
271 #define ROUNDUP(x,y) ((x + ((y)-1)) & ~((y)-1))
272
273 /************************************
274 ** SBA register read and write support
275 **
276 ** BE WARNED: register writes are posted.
277 **  (ie follow writes which must reach HW with a read)
278 **
279 */
280 #define READ_REG(addr)       __raw_readq(addr)
281 #define WRITE_REG(val, addr) __raw_writeq(val, addr)
282
283 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
284
285 /**
286  * sba_dump_tlb - debugging only - print IOMMU operating parameters
287  * @hpa: base address of the IOMMU
288  *
289  * Print the size/location of the IO MMU PDIR.
290  */
291 static void
292 sba_dump_tlb(char *hpa)
293 {
294         DBG_INIT("IO TLB at 0x%p\n", (void *)hpa);
295         DBG_INIT("IOC_IBASE    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_IBASE));
296         DBG_INIT("IOC_IMASK    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_IMASK));
297         DBG_INIT("IOC_TCNFG    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_TCNFG));
298         DBG_INIT("IOC_PDIR_BASE: %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_PDIR_BASE));
299         DBG_INIT("\n");
300 }
301 #endif
302
303
304 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
305
306 /**
307  * sba_dump_pdir_entry - debugging only - print one IOMMU PDIR entry
308  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
309  * @msg: text to print ont the output line.
310  * @pide: pdir index.
311  *
312  * Print one entry of the IO MMU PDIR in human readable form.
313  */
314 static void
315 sba_dump_pdir_entry(struct ioc *ioc, char *msg, uint pide)
316 {
317         /* start printing from lowest pde in rval */
318         u64 *ptr = &ioc->pdir_base[pide  & ~(BITS_PER_LONG - 1)];
319         unsigned long *rptr = (unsigned long *) &ioc->res_map[(pide >>3) & -sizeof(unsigned long)];
320         uint rcnt;
321
322         printk(KERN_DEBUG "SBA: %s rp %p bit %d rval 0x%lx\n",
323                  msg, rptr, pide & (BITS_PER_LONG - 1), *rptr);
324
325         rcnt = 0;
326         while (rcnt < BITS_PER_LONG) {
327                 printk(KERN_DEBUG "%s %2d %p %016Lx\n",
328                        (rcnt == (pide & (BITS_PER_LONG - 1)))
329                        ? "    -->" : "       ",
330                        rcnt, ptr, (unsigned long long) *ptr );
331                 rcnt++;
332                 ptr++;
333         }
334         printk(KERN_DEBUG "%s", msg);
335 }
336
337
338 /**
339  * sba_check_pdir - debugging only - consistency checker
340  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
341  * @msg: text to print ont the output line.
342  *
343  * Verify the resource map and pdir state is consistent
344  */
345 static int
346 sba_check_pdir(struct ioc *ioc, char *msg)
347 {
348         u64 *rptr_end = (u64 *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
349         u64 *rptr = (u64 *) ioc->res_map;       /* resource map ptr */
350         u64 *pptr = ioc->pdir_base;     /* pdir ptr */
351         uint pide = 0;
352
353         while (rptr < rptr_end) {
354                 u64 rval;
355                 int rcnt; /* number of bits we might check */
356
357                 rval = *rptr;
358                 rcnt = 64;
359
360                 while (rcnt) {
361                         /* Get last byte and highest bit from that */
362                         u32 pde = ((u32)((*pptr >> (63)) & 0x1));
363                         if ((rval & 0x1) ^ pde)
364                         {
365                                 /*
366                                 ** BUMMER!  -- res_map != pdir --
367                                 ** Dump rval and matching pdir entries
368                                 */
369                                 sba_dump_pdir_entry(ioc, msg, pide);
370                                 return(1);
371                         }
372                         rcnt--;
373                         rval >>= 1;     /* try the next bit */
374                         pptr++;
375                         pide++;
376                 }
377                 rptr++; /* look at next word of res_map */
378         }
379         /* It'd be nice if we always got here :^) */
380         return 0;
381 }
382
383
384 /**
385  * sba_dump_sg - debugging only - print Scatter-Gather list
386  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
387  * @startsg: head of the SG list
388  * @nents: number of entries in SG list
389  *
390  * print the SG list so we can verify it's correct by hand.
391  */
392 static void
393 sba_dump_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
394 {
395         while (nents-- > 0) {
396                 printk(KERN_DEBUG " %d : DMA %08lx/%05x CPU %p\n", nents,
397                        startsg->dma_address, startsg->dma_length,
398                        sba_sg_address(startsg));
399                 startsg = sg_next(startsg);
400         }
401 }
402
403 static void
404 sba_check_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
405 {
406         struct scatterlist *the_sg = startsg;
407         int the_nents = nents;
408
409         while (the_nents-- > 0) {
410                 if (sba_sg_address(the_sg) == 0x0UL)
411                         sba_dump_sg(NULL, startsg, nents);
412                 the_sg = sg_next(the_sg);
413         }
414 }
415
416 #endif /* ASSERT_PDIR_SANITY */
417
418
419
420
421 /**************************************************************
422 *
423 *   I/O Pdir Resource Management
424 *
425 *   Bits set in the resource map are in use.
426 *   Each bit can represent a number of pages.
427 *   LSbs represent lower addresses (IOVA's).
428 *
429 ***************************************************************/
430 #define PAGES_PER_RANGE 1       /* could increase this to 4 or 8 if needed */
431
432 /* Convert from IOVP to IOVA and vice versa. */
433 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset) ((ioc->ibase) | (iovp) | (offset))
434 #define SBA_IOVP(ioc,iova) ((iova) & ~(ioc->ibase))
435
436 #define PDIR_ENTRY_SIZE sizeof(u64)
437
438 #define PDIR_INDEX(iovp)   ((iovp)>>iovp_shift)
439
440 #define RESMAP_MASK(n)    ~(~0UL << (n))
441 #define RESMAP_IDX_MASK   (sizeof(unsigned long) - 1)
442
443
444 /**
445  * For most cases the normal get_order is sufficient, however it limits us
446  * to PAGE_SIZE being the minimum mapping alignment and TC flush granularity.
447  * It only incurs about 1 clock cycle to use this one with the static variable
448  * and makes the code more intuitive.
449  */
450 static SBA_INLINE int
451 get_iovp_order (unsigned long size)
452 {
453         long double d = size - 1;
454         long order;
455
456         order = ia64_getf_exp(d);
457         order = order - iovp_shift - 0xffff + 1;
458         if (order < 0)
459                 order = 0;
460         return order;
461 }
462
463 /**
464  * sba_search_bitmap - find free space in IO PDIR resource bitmap
465  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
466  * @bits_wanted: number of entries we need.
467  * @use_hint: use res_hint to indicate where to start looking
468  *
469  * Find consecutive free bits in resource bitmap.
470  * Each bit represents one entry in the IO Pdir.
471  * Cool perf optimization: search for log2(size) bits at a time.
472  */
473 static SBA_INLINE unsigned long
474 sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, unsigned long bits_wanted, int use_hint)
475 {
476         unsigned long *res_ptr;
477         unsigned long *res_end = (unsigned long *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
478         unsigned long flags, pide = ~0UL;
479
480         ASSERT(((unsigned long) ioc->res_hint & (sizeof(unsigned long) - 1UL)) == 0);
481         ASSERT(res_ptr < res_end);
482
483         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
484
485         /* Allow caller to force a search through the entire resource space */
486         if (likely(use_hint)) {
487                 res_ptr = ioc->res_hint;
488         } else {
489                 res_ptr = (ulong *)ioc->res_map;
490                 ioc->res_bitshift = 0;
491         }
492
493         /*
494          * N.B.  REO/Grande defect AR2305 can cause TLB fetch timeouts
495          * if a TLB entry is purged while in use.  sba_mark_invalid()
496          * purges IOTLB entries in power-of-two sizes, so we also
497          * allocate IOVA space in power-of-two sizes.
498          */
499         bits_wanted = 1UL << get_iovp_order(bits_wanted << iovp_shift);
500
501         if (likely(bits_wanted == 1)) {
502                 unsigned int bitshiftcnt;
503                 for(; res_ptr < res_end ; res_ptr++) {
504                         if (likely(*res_ptr != ~0UL)) {
505                                 bitshiftcnt = ffz(*res_ptr);
506                                 *res_ptr |= (1UL << bitshiftcnt);
507                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
508                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
509                                 pide += bitshiftcnt;
510                                 ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
511                                 goto found_it;
512                         }
513                 }
514                 goto not_found;
515
516         }
517         
518         if (likely(bits_wanted <= BITS_PER_LONG/2)) {
519                 /*
520                 ** Search the resource bit map on well-aligned values.
521                 ** "o" is the alignment.
522                 ** We need the alignment to invalidate I/O TLB using
523                 ** SBA HW features in the unmap path.
524                 */
525                 unsigned long o = 1 << get_iovp_order(bits_wanted << iovp_shift);
526                 uint bitshiftcnt = ROUNDUP(ioc->res_bitshift, o);
527                 unsigned long mask, base_mask;
528
529                 base_mask = RESMAP_MASK(bits_wanted);
530                 mask = base_mask << bitshiftcnt;
531
532                 DBG_RES("%s() o %ld %p", __func__, o, res_ptr);
533                 for(; res_ptr < res_end ; res_ptr++)
534                 { 
535                         DBG_RES("    %p %lx %lx\n", res_ptr, mask, *res_ptr);
536                         ASSERT(0 != mask);
537                         for (; mask ; mask <<= o, bitshiftcnt += o) {
538                                 if(0 == ((*res_ptr) & mask)) {
539                                         *res_ptr |= mask;     /* mark resources busy! */
540                                         pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
541                                         pide <<= 3;     /* convert to bit address */
542                                         pide += bitshiftcnt;
543                                         ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
544                                         goto found_it;
545                                 }
546                         }
547
548                         bitshiftcnt = 0;
549                         mask = base_mask;
550
551                 }
552
553         } else {
554                 int qwords, bits, i;
555                 unsigned long *end;
556
557                 qwords = bits_wanted >> 6; /* /64 */
558                 bits = bits_wanted - (qwords * BITS_PER_LONG);
559
560                 end = res_end - qwords;
561
562                 for (; res_ptr < end; res_ptr++) {
563                         for (i = 0 ; i < qwords ; i++) {
564                                 if (res_ptr[i] != 0)
565                                         goto next_ptr;
566                         }
567                         if (bits && res_ptr[i] && (__ffs(res_ptr[i]) < bits))
568                                 continue;
569
570                         /* Found it, mark it */
571                         for (i = 0 ; i < qwords ; i++)
572                                 res_ptr[i] = ~0UL;
573                         res_ptr[i] |= RESMAP_MASK(bits);
574
575                         pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
576                         pide <<= 3;     /* convert to bit address */
577                         res_ptr += qwords;
578                         ioc->res_bitshift = bits;
579                         goto found_it;
580 next_ptr:
581                         ;
582                 }
583         }
584
585 not_found:
586         prefetch(ioc->res_map);
587         ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
588         ioc->res_bitshift = 0;
589         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
590         return (pide);
591
592 found_it:
593         ioc->res_hint = res_ptr;
594         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
595         return (pide);
596 }
597
598
599 /**
600  * sba_alloc_range - find free bits and mark them in IO PDIR resource bitmap
601  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
602  * @size: number of bytes to create a mapping for
603  *
604  * Given a size, find consecutive unmarked and then mark those bits in the
605  * resource bit map.
606  */
607 static int
608 sba_alloc_range(struct ioc *ioc, size_t size)
609 {
610         unsigned int pages_needed = size >> iovp_shift;
611 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
612         unsigned long itc_start;
613 #endif
614         unsigned long pide;
615
616         ASSERT(pages_needed);
617         ASSERT(0 == (size & ~iovp_mask));
618
619 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
620         itc_start = ia64_get_itc();
621 #endif
622         /*
623         ** "seek and ye shall find"...praying never hurts either...
624         */
625         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed, 1);
626         if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3))) {
627                 pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed, 0);
628                 if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3))) {
629 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
630                         unsigned long flags;
631
632                         /*
633                         ** With delayed resource freeing, we can give this one more shot.  We're
634                         ** getting close to being in trouble here, so do what we can to make this
635                         ** one count.
636                         */
637                         spin_lock_irqsave(&ioc->saved_lock, flags);
638                         if (ioc->saved_cnt > 0) {
639                                 struct sba_dma_pair *d;
640                                 int cnt = ioc->saved_cnt;
641
642                                 d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt - 1]);
643
644                                 spin_lock(&ioc->res_lock);
645                                 while (cnt--) {
646                                         sba_mark_invalid(ioc, d->iova, d->size);
647                                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
648                                         d--;
649                                 }
650                                 ioc->saved_cnt = 0;
651                                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
652                                 spin_unlock(&ioc->res_lock);
653                         }
654                         spin_unlock_irqrestore(&ioc->saved_lock, flags);
655
656                         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed, 0);
657                         if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3)))
658                                 panic(__FILE__ ": I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
659                                       ioc->ioc_hpa);
660 #else
661                         panic(__FILE__ ": I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
662                               ioc->ioc_hpa);
663 #endif
664                 }
665         }
666
667 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
668         ioc->avg_search[ioc->avg_idx++] = (ia64_get_itc() - itc_start) / pages_needed;
669         ioc->avg_idx &= SBA_SEARCH_SAMPLE - 1;
670 #endif
671
672         prefetchw(&(ioc->pdir_base[pide]));
673
674 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
675         /* verify the first enable bit is clear */
676         if(0x00 != ((u8 *) ioc->pdir_base)[pide*PDIR_ENTRY_SIZE + 7]) {
677                 sba_dump_pdir_entry(ioc, "sba_search_bitmap() botched it?", pide);
678         }
679 #endif
680
681         DBG_RES("%s(%x) %d -> %lx hint %x/%x\n",
682                 __func__, size, pages_needed, pide,
683                 (uint) ((unsigned long) ioc->res_hint - (unsigned long) ioc->res_map),
684                 ioc->res_bitshift );
685
686         return (pide);
687 }
688
689
690 /**
691  * sba_free_range - unmark bits in IO PDIR resource bitmap
692  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
693  * @iova: IO virtual address which was previously allocated.
694  * @size: number of bytes to create a mapping for
695  *
696  * clear bits in the ioc's resource map
697  */
698 static SBA_INLINE void
699 sba_free_range(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t size)
700 {
701         unsigned long iovp = SBA_IOVP(ioc, iova);
702         unsigned int pide = PDIR_INDEX(iovp);
703         unsigned int ridx = pide >> 3;  /* convert bit to byte address */
704         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *) &((ioc)->res_map[ridx & ~RESMAP_IDX_MASK]);
705         int bits_not_wanted = size >> iovp_shift;
706         unsigned long m;
707
708         /* Round up to power-of-two size: see AR2305 note above */
709         bits_not_wanted = 1UL << get_iovp_order(bits_not_wanted << iovp_shift);
710         for (; bits_not_wanted > 0 ; res_ptr++) {
711                 
712                 if (unlikely(bits_not_wanted > BITS_PER_LONG)) {
713
714                         /* these mappings start 64bit aligned */
715                         *res_ptr = 0UL;
716                         bits_not_wanted -= BITS_PER_LONG;
717                         pide += BITS_PER_LONG;
718
719                 } else {
720
721                         /* 3-bits "bit" address plus 2 (or 3) bits for "byte" == bit in word */
722                         m = RESMAP_MASK(bits_not_wanted) << (pide & (BITS_PER_LONG - 1));
723                         bits_not_wanted = 0;
724
725                         DBG_RES("%s( ,%x,%x) %x/%lx %x %p %lx\n", __func__, (uint) iova, size,
726                                 bits_not_wanted, m, pide, res_ptr, *res_ptr);
727
728                         ASSERT(m != 0);
729                         ASSERT(bits_not_wanted);
730                         ASSERT((*res_ptr & m) == m); /* verify same bits are set */
731                         *res_ptr &= ~m;
732                 }
733         }
734 }
735
736
737 /**************************************************************
738 *
739 *   "Dynamic DMA Mapping" support (aka "Coherent I/O")
740 *
741 ***************************************************************/
742
743 /**
744  * sba_io_pdir_entry - fill in one IO PDIR entry
745  * @pdir_ptr:  pointer to IO PDIR entry
746  * @vba: Virtual CPU address of buffer to map
747  *
748  * SBA Mapping Routine
749  *
750  * Given a virtual address (vba, arg1) sba_io_pdir_entry()
751  * loads the I/O PDIR entry pointed to by pdir_ptr (arg0).
752  * Each IO Pdir entry consists of 8 bytes as shown below
753  * (LSB == bit 0):
754  *
755  *  63                    40                                 11    7        0
756  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
757  * |V|        U            |            PPN[39:12]            | U  |   FF   |
758  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
759  *
760  *  V  == Valid Bit
761  *  U  == Unused
762  * PPN == Physical Page Number
763  *
764  * The physical address fields are filled with the results of virt_to_phys()
765  * on the vba.
766  */
767
768 #if 1
769 #define sba_io_pdir_entry(pdir_ptr, vba) *pdir_ptr = ((vba & ~0xE000000000000FFFULL)    \
770                                                       | 0x8000000000000000ULL)
771 #else
772 void SBA_INLINE
773 sba_io_pdir_entry(u64 *pdir_ptr, unsigned long vba)
774 {
775         *pdir_ptr = ((vba & ~0xE000000000000FFFULL) | 0x80000000000000FFULL);
776 }
777 #endif
778
779 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
780 /**
781  * Since DMA is i-cache coherent, any (complete) pages that were written via
782  * DMA can be marked as "clean" so that lazy_mmu_prot_update() doesn't have to
783  * flush them when they get mapped into an executable vm-area.
784  */
785 static void
786 mark_clean (void *addr, size_t size)
787 {
788         unsigned long pg_addr, end;
789
790         pg_addr = PAGE_ALIGN((unsigned long) addr);
791         end = (unsigned long) addr + size;
792         while (pg_addr + PAGE_SIZE <= end) {
793                 struct page *page = virt_to_page((void *)pg_addr);
794                 set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
795                 pg_addr += PAGE_SIZE;
796         }
797 }
798 #endif
799
800 /**
801  * sba_mark_invalid - invalidate one or more IO PDIR entries
802  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
803  * @iova:  IO Virtual Address mapped earlier
804  * @byte_cnt:  number of bytes this mapping covers.
805  *
806  * Marking the IO PDIR entry(ies) as Invalid and invalidate
807  * corresponding IO TLB entry. The PCOM (Purge Command Register)
808  * is to purge stale entries in the IO TLB when unmapping entries.
809  *
810  * The PCOM register supports purging of multiple pages, with a minium
811  * of 1 page and a maximum of 2GB. Hardware requires the address be
812  * aligned to the size of the range being purged. The size of the range
813  * must be a power of 2. The "Cool perf optimization" in the
814  * allocation routine helps keep that true.
815  */
816 static SBA_INLINE void
817 sba_mark_invalid(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t byte_cnt)
818 {
819         u32 iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
820
821         int off = PDIR_INDEX(iovp);
822
823         /* Must be non-zero and rounded up */
824         ASSERT(byte_cnt > 0);
825         ASSERT(0 == (byte_cnt & ~iovp_mask));
826
827 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
828         /* Assert first pdir entry is set */
829         if (!(ioc->pdir_base[off] >> 60)) {
830                 sba_dump_pdir_entry(ioc,"sba_mark_invalid()", PDIR_INDEX(iovp));
831         }
832 #endif
833
834         if (byte_cnt <= iovp_size)
835         {
836                 ASSERT(off < ioc->pdir_size);
837
838                 iovp |= iovp_shift;     /* set "size" field for PCOM */
839
840 #ifndef FULL_VALID_PDIR
841                 /*
842                 ** clear I/O PDIR entry "valid" bit
843                 ** Do NOT clear the rest - save it for debugging.
844                 ** We should only clear bits that have previously
845                 ** been enabled.
846                 */
847                 ioc->pdir_base[off] &= ~(0x80000000000000FFULL);
848 #else
849                 /*
850                 ** If we want to maintain the PDIR as valid, put in
851                 ** the spill page so devices prefetching won't
852                 ** cause a hard fail.
853                 */
854                 ioc->pdir_base[off] = (0x80000000000000FFULL | prefetch_spill_page);
855 #endif
856         } else {
857                 u32 t = get_iovp_order(byte_cnt) + iovp_shift;
858
859                 iovp |= t;
860                 ASSERT(t <= 31);   /* 2GB! Max value of "size" field */
861
862                 do {
863                         /* verify this pdir entry is enabled */
864                         ASSERT(ioc->pdir_base[off]  >> 63);
865 #ifndef FULL_VALID_PDIR
866                         /* clear I/O Pdir entry "valid" bit first */
867                         ioc->pdir_base[off] &= ~(0x80000000000000FFULL);
868 #else
869                         ioc->pdir_base[off] = (0x80000000000000FFULL | prefetch_spill_page);
870 #endif
871                         off++;
872                         byte_cnt -= iovp_size;
873                 } while (byte_cnt > 0);
874         }
875
876         WRITE_REG(iovp | ioc->ibase, ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
877 }
878
879 /**
880  * sba_map_single - map one buffer and return IOVA for DMA
881  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
882  * @addr:  driver buffer to map.
883  * @size:  number of bytes to map in driver buffer.
884  * @dir:  R/W or both.
885  *
886  * See Documentation/DMA-mapping.txt
887  */
888 dma_addr_t
889 sba_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size, int dir)
890 {
891         struct ioc *ioc;
892         dma_addr_t iovp;
893         dma_addr_t offset;
894         u64 *pdir_start;
895         int pide;
896 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
897         unsigned long flags;
898 #endif
899 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
900         unsigned long pci_addr = virt_to_phys(addr);
901 #endif
902
903 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
904         ASSERT(to_pci_dev(dev)->dma_mask);
905         /*
906         ** Check if the PCI device can DMA to ptr... if so, just return ptr
907         */
908         if (likely((pci_addr & ~to_pci_dev(dev)->dma_mask) == 0)) {
909                 /*
910                 ** Device is bit capable of DMA'ing to the buffer...
911                 ** just return the PCI address of ptr
912                 */
913                 DBG_BYPASS("sba_map_single() bypass mask/addr: 0x%lx/0x%lx\n",
914                            to_pci_dev(dev)->dma_mask, pci_addr);
915                 return pci_addr;
916         }
917 #endif
918         ioc = GET_IOC(dev);
919         ASSERT(ioc);
920
921         prefetch(ioc->res_hint);
922
923         ASSERT(size > 0);
924         ASSERT(size <= DMA_CHUNK_SIZE);
925
926         /* save offset bits */
927         offset = ((dma_addr_t) (long) addr) & ~iovp_mask;
928
929         /* round up to nearest iovp_size */
930         size = (size + offset + ~iovp_mask) & iovp_mask;
931
932 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
933         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
934         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_single()"))
935                 panic("Sanity check failed");
936         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
937 #endif
938
939         pide = sba_alloc_range(ioc, size);
940
941         iovp = (dma_addr_t) pide << iovp_shift;
942
943         DBG_RUN("%s() 0x%p -> 0x%lx\n", __func__, addr, (long) iovp | offset);
944
945         pdir_start = &(ioc->pdir_base[pide]);
946
947         while (size > 0) {
948                 ASSERT(((u8 *)pdir_start)[7] == 0); /* verify availability */
949                 sba_io_pdir_entry(pdir_start, (unsigned long) addr);
950
951                 DBG_RUN("     pdir 0x%p %lx\n", pdir_start, *pdir_start);
952
953                 addr += iovp_size;
954                 size -= iovp_size;
955                 pdir_start++;
956         }
957         /* force pdir update */
958         wmb();
959
960         /* form complete address */
961 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
962         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
963         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_single()");
964         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
965 #endif
966         return SBA_IOVA(ioc, iovp, offset);
967 }
968
969 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
970 static SBA_INLINE void
971 sba_mark_clean(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t size)
972 {
973         u32     iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
974         int     off = PDIR_INDEX(iovp);
975         void    *addr;
976
977         if (size <= iovp_size) {
978                 addr = phys_to_virt(ioc->pdir_base[off] &
979                                     ~0xE000000000000FFFULL);
980                 mark_clean(addr, size);
981         } else {
982                 do {
983                         addr = phys_to_virt(ioc->pdir_base[off] &
984                                             ~0xE000000000000FFFULL);
985                         mark_clean(addr, min(size, iovp_size));
986                         off++;
987                         size -= iovp_size;
988                 } while (size > 0);
989         }
990 }
991 #endif
992
993 /**
994  * sba_unmap_single - unmap one IOVA and free resources
995  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
996  * @iova:  IOVA of driver buffer previously mapped.
997  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
998  * @dir:  R/W or both.
999  *
1000  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1001  */
1002 void sba_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size, int dir)
1003 {
1004         struct ioc *ioc;
1005 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
1006         struct sba_dma_pair *d;
1007 #endif
1008         unsigned long flags;
1009         dma_addr_t offset;
1010
1011         ioc = GET_IOC(dev);
1012         ASSERT(ioc);
1013
1014 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
1015         if (likely((iova & ioc->imask) != ioc->ibase)) {
1016                 /*
1017                 ** Address does not fall w/in IOVA, must be bypassing
1018                 */
1019                 DBG_BYPASS("sba_unmap_single() bypass addr: 0x%lx\n", iova);
1020
1021 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
1022                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
1023                         mark_clean(phys_to_virt(iova), size);
1024                 }
1025 #endif
1026                 return;
1027         }
1028 #endif
1029         offset = iova & ~iovp_mask;
1030
1031         DBG_RUN("%s() iovp 0x%lx/%x\n", __func__, (long) iova, size);
1032
1033         iova ^= offset;        /* clear offset bits */
1034         size += offset;
1035         size = ROUNDUP(size, iovp_size);
1036
1037 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
1038         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
1039                 sba_mark_clean(ioc, iova, size);
1040 #endif
1041
1042 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
1043         spin_lock_irqsave(&ioc->saved_lock, flags);
1044         d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt]);
1045         d->iova = iova;
1046         d->size = size;
1047         if (unlikely(++(ioc->saved_cnt) >= DELAYED_RESOURCE_CNT)) {
1048                 int cnt = ioc->saved_cnt;
1049                 spin_lock(&ioc->res_lock);
1050                 while (cnt--) {
1051                         sba_mark_invalid(ioc, d->iova, d->size);
1052                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
1053                         d--;
1054                 }
1055                 ioc->saved_cnt = 0;
1056                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1057                 spin_unlock(&ioc->res_lock);
1058         }
1059         spin_unlock_irqrestore(&ioc->saved_lock, flags);
1060 #else /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1061         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1062         sba_mark_invalid(ioc, iova, size);
1063         sba_free_range(ioc, iova, size);
1064         READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1065         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1066 #endif /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1067 }
1068
1069
1070 /**
1071  * sba_alloc_coherent - allocate/map shared mem for DMA
1072  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1073  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1074  * @dma_handle:  IOVA of new buffer.
1075  *
1076  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1077  */
1078 void *
1079 sba_alloc_coherent (struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
1080 {
1081         struct ioc *ioc;
1082         void *addr;
1083
1084         ioc = GET_IOC(dev);
1085         ASSERT(ioc);
1086
1087 #ifdef CONFIG_NUMA
1088         {
1089                 struct page *page;
1090                 page = alloc_pages_node(ioc->node == MAX_NUMNODES ?
1091                                         numa_node_id() : ioc->node, flags,
1092                                         get_order(size));
1093
1094                 if (unlikely(!page))
1095                         return NULL;
1096
1097                 addr = page_address(page);
1098         }
1099 #else
1100         addr = (void *) __get_free_pages(flags, get_order(size));
1101 #endif
1102         if (unlikely(!addr))
1103                 return NULL;
1104
1105         memset(addr, 0, size);
1106         *dma_handle = virt_to_phys(addr);
1107
1108 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
1109         ASSERT(dev->coherent_dma_mask);
1110         /*
1111         ** Check if the PCI device can DMA to ptr... if so, just return ptr
1112         */
1113         if (likely((*dma_handle & ~dev->coherent_dma_mask) == 0)) {
1114                 DBG_BYPASS("sba_alloc_coherent() bypass mask/addr: 0x%lx/0x%lx\n",
1115                            dev->coherent_dma_mask, *dma_handle);
1116
1117                 return addr;
1118         }
1119 #endif
1120
1121         /*
1122          * If device can't bypass or bypass is disabled, pass the 32bit fake
1123          * device to map single to get an iova mapping.
1124          */
1125         *dma_handle = sba_map_single(&ioc->sac_only_dev->dev, addr, size, 0);
1126
1127         return addr;
1128 }
1129
1130
1131 /**
1132  * sba_free_coherent - free/unmap shared mem for DMA
1133  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1134  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1135  * @vaddr:  virtual address IOVA of "consistent" buffer.
1136  * @dma_handler:  IO virtual address of "consistent" buffer.
1137  *
1138  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1139  */
1140 void sba_free_coherent (struct device *dev, size_t size, void *vaddr, dma_addr_t dma_handle)
1141 {
1142         sba_unmap_single(dev, dma_handle, size, 0);
1143         free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
1144 }
1145
1146
1147 /*
1148 ** Since 0 is a valid pdir_base index value, can't use that
1149 ** to determine if a value is valid or not. Use a flag to indicate
1150 ** the SG list entry contains a valid pdir index.
1151 */
1152 #define PIDE_FLAG 0x1UL
1153
1154 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1155 int dump_run_sg = 0;
1156 #endif
1157
1158
1159 /**
1160  * sba_fill_pdir - write allocated SG entries into IO PDIR
1161  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
1162  * @startsg:  list of IOVA/size pairs
1163  * @nents: number of entries in startsg list
1164  *
1165  * Take preprocessed SG list and write corresponding entries
1166  * in the IO PDIR.
1167  */
1168
1169 static SBA_INLINE int
1170 sba_fill_pdir(
1171         struct ioc *ioc,
1172         struct scatterlist *startsg,
1173         int nents)
1174 {
1175         struct scatterlist *dma_sg = startsg;   /* pointer to current DMA */
1176         int n_mappings = 0;
1177         u64 *pdirp = NULL;
1178         unsigned long dma_offset = 0;
1179
1180         while (nents-- > 0) {
1181                 int     cnt = startsg->dma_length;
1182                 startsg->dma_length = 0;
1183
1184 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1185                 if (dump_run_sg)
1186                         printk(" %2d : %08lx/%05x %p\n",
1187                                 nents, startsg->dma_address, cnt,
1188                                 sba_sg_address(startsg));
1189 #else
1190                 DBG_RUN_SG(" %d : %08lx/%05x %p\n",
1191                                 nents, startsg->dma_address, cnt,
1192                                 sba_sg_address(startsg));
1193 #endif
1194                 /*
1195                 ** Look for the start of a new DMA stream
1196                 */
1197                 if (startsg->dma_address & PIDE_FLAG) {
1198                         u32 pide = startsg->dma_address & ~PIDE_FLAG;
1199                         dma_offset = (unsigned long) pide & ~iovp_mask;
1200                         startsg->dma_address = 0;
1201                         if (n_mappings)
1202                                 dma_sg = sg_next(dma_sg);
1203                         dma_sg->dma_address = pide | ioc->ibase;
1204                         pdirp = &(ioc->pdir_base[pide >> iovp_shift]);
1205                         n_mappings++;
1206                 }
1207
1208                 /*
1209                 ** Look for a VCONTIG chunk
1210                 */
1211                 if (cnt) {
1212                         unsigned long vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1213                         ASSERT(pdirp);
1214
1215                         /* Since multiple Vcontig blocks could make up
1216                         ** one DMA stream, *add* cnt to dma_len.
1217                         */
1218                         dma_sg->dma_length += cnt;
1219                         cnt += dma_offset;
1220                         dma_offset=0;   /* only want offset on first chunk */
1221                         cnt = ROUNDUP(cnt, iovp_size);
1222                         do {
1223                                 sba_io_pdir_entry(pdirp, vaddr);
1224                                 vaddr += iovp_size;
1225                                 cnt -= iovp_size;
1226                                 pdirp++;
1227                         } while (cnt > 0);
1228                 }
1229                 startsg = sg_next(startsg);
1230         }
1231         /* force pdir update */
1232         wmb();
1233
1234 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1235         dump_run_sg = 0;
1236 #endif
1237         return(n_mappings);
1238 }
1239
1240
1241 /*
1242 ** Two address ranges are DMA contiguous *iff* "end of prev" and
1243 ** "start of next" are both on an IOV page boundary.
1244 **
1245 ** (shift left is a quick trick to mask off upper bits)
1246 */
1247 #define DMA_CONTIG(__X, __Y) \
1248         (((((unsigned long) __X) | ((unsigned long) __Y)) << (BITS_PER_LONG - iovp_shift)) == 0UL)
1249
1250
1251 /**
1252  * sba_coalesce_chunks - preprocess the SG list
1253  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
1254  * @startsg:  list of IOVA/size pairs
1255  * @nents: number of entries in startsg list
1256  *
1257  * First pass is to walk the SG list and determine where the breaks are
1258  * in the DMA stream. Allocates PDIR entries but does not fill them.
1259  * Returns the number of DMA chunks.
1260  *
1261  * Doing the fill separate from the coalescing/allocation keeps the
1262  * code simpler. Future enhancement could make one pass through
1263  * the sglist do both.
1264  */
1265 static SBA_INLINE int
1266 sba_coalesce_chunks(struct ioc *ioc, struct device *dev,
1267         struct scatterlist *startsg,
1268         int nents)
1269 {
1270         struct scatterlist *vcontig_sg;    /* VCONTIG chunk head */
1271         unsigned long vcontig_len;         /* len of VCONTIG chunk */
1272         unsigned long vcontig_end;
1273         struct scatterlist *dma_sg;        /* next DMA stream head */
1274         unsigned long dma_offset, dma_len; /* start/len of DMA stream */
1275         int n_mappings = 0;
1276         unsigned int max_seg_size = dma_get_max_seg_size(dev);
1277
1278         while (nents > 0) {
1279                 unsigned long vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1280
1281                 /*
1282                 ** Prepare for first/next DMA stream
1283                 */
1284                 dma_sg = vcontig_sg = startsg;
1285                 dma_len = vcontig_len = vcontig_end = startsg->length;
1286                 vcontig_end +=  vaddr;
1287                 dma_offset = vaddr & ~iovp_mask;
1288
1289                 /* PARANOID: clear entries */
1290                 startsg->dma_address = startsg->dma_length = 0;
1291
1292                 /*
1293                 ** This loop terminates one iteration "early" since
1294                 ** it's always looking one "ahead".
1295                 */
1296                 while (--nents > 0) {
1297                         unsigned long vaddr;    /* tmp */
1298
1299                         startsg = sg_next(startsg);
1300
1301                         /* PARANOID */
1302                         startsg->dma_address = startsg->dma_length = 0;
1303
1304                         /* catch brokenness in SCSI layer */
1305                         ASSERT(startsg->length <= DMA_CHUNK_SIZE);
1306
1307                         /*
1308                         ** First make sure current dma stream won't
1309                         ** exceed DMA_CHUNK_SIZE if we coalesce the
1310                         ** next entry.
1311                         */
1312                         if (((dma_len + dma_offset + startsg->length + ~iovp_mask) & iovp_mask)
1313                             > DMA_CHUNK_SIZE)
1314                                 break;
1315
1316                         if (dma_len + startsg->length > max_seg_size)
1317                                 break;
1318
1319                         /*
1320                         ** Then look for virtually contiguous blocks.
1321                         **
1322                         ** append the next transaction?
1323                         */
1324                         vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1325                         if  (vcontig_end == vaddr)
1326                         {
1327                                 vcontig_len += startsg->length;
1328                                 vcontig_end += startsg->length;
1329                                 dma_len     += startsg->length;
1330                                 continue;
1331                         }
1332
1333 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1334                         dump_run_sg = (vcontig_len > iovp_size);
1335 #endif
1336
1337                         /*
1338                         ** Not virtually contigous.
1339                         ** Terminate prev chunk.
1340                         ** Start a new chunk.
1341                         **
1342                         ** Once we start a new VCONTIG chunk, dma_offset
1343                         ** can't change. And we need the offset from the first
1344                         ** chunk - not the last one. Ergo Successive chunks
1345                         ** must start on page boundaries and dove tail
1346                         ** with it's predecessor.
1347                         */
1348                         vcontig_sg->dma_length = vcontig_len;
1349
1350                         vcontig_sg = startsg;
1351                         vcontig_len = startsg->length;
1352
1353                         /*
1354                         ** 3) do the entries end/start on page boundaries?
1355                         **    Don't update vcontig_end until we've checked.
1356                         */
1357                         if (DMA_CONTIG(vcontig_end, vaddr))
1358                         {
1359                                 vcontig_end = vcontig_len + vaddr;
1360                                 dma_len += vcontig_len;
1361                                 continue;
1362                         } else {
1363                                 break;
1364                         }
1365                 }
1366
1367                 /*
1368                 ** End of DMA Stream
1369                 ** Terminate last VCONTIG block.
1370                 ** Allocate space for DMA stream.
1371                 */
1372                 vcontig_sg->dma_length = vcontig_len;
1373                 dma_len = (dma_len + dma_offset + ~iovp_mask) & iovp_mask;
1374                 ASSERT(dma_len <= DMA_CHUNK_SIZE);
1375                 dma_sg->dma_address = (dma_addr_t) (PIDE_FLAG
1376                         | (sba_alloc_range(ioc, dma_len) << iovp_shift)
1377                         | dma_offset);
1378                 n_mappings++;
1379         }
1380
1381         return n_mappings;
1382 }
1383
1384
1385 /**
1386  * sba_map_sg - map Scatter/Gather list
1387  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1388  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1389  * @nents:  number of entries in list
1390  * @dir:  R/W or both.
1391  *
1392  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1393  */
1394 int sba_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, int dir)
1395 {
1396         struct ioc *ioc;
1397         int coalesced, filled = 0;
1398 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1399         unsigned long flags;
1400 #endif
1401 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
1402         struct scatterlist *sg;
1403 #endif
1404
1405         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries\n", __func__, nents);
1406         ioc = GET_IOC(dev);
1407         ASSERT(ioc);
1408
1409 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
1410         ASSERT(to_pci_dev(dev)->dma_mask);
1411         if (likely((ioc->dma_mask & ~to_pci_dev(dev)->dma_mask) == 0)) {
1412                 for_each_sg(sglist, sg, nents, filled) {
1413                         sg->dma_length = sg->length;
1414                         sg->dma_address = virt_to_phys(sba_sg_address(sg));
1415                 }
1416                 return filled;
1417         }
1418 #endif
1419         /* Fast path single entry scatterlists. */
1420         if (nents == 1) {
1421                 sglist->dma_length = sglist->length;
1422                 sglist->dma_address = sba_map_single(dev, sba_sg_address(sglist), sglist->length, dir);
1423                 return 1;
1424         }
1425
1426 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1427         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1428         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_sg()"))
1429         {
1430                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1431                 panic("Check before sba_map_sg()");
1432         }
1433         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1434 #endif
1435
1436         prefetch(ioc->res_hint);
1437
1438         /*
1439         ** First coalesce the chunks and allocate I/O pdir space
1440         **
1441         ** If this is one DMA stream, we can properly map using the
1442         ** correct virtual address associated with each DMA page.
1443         ** w/o this association, we wouldn't have coherent DMA!
1444         ** Access to the virtual address is what forces a two pass algorithm.
1445         */
1446         coalesced = sba_coalesce_chunks(ioc, dev, sglist, nents);
1447
1448         /*
1449         ** Program the I/O Pdir
1450         **
1451         ** map the virtual addresses to the I/O Pdir
1452         ** o dma_address will contain the pdir index
1453         ** o dma_len will contain the number of bytes to map
1454         ** o address contains the virtual address.
1455         */
1456         filled = sba_fill_pdir(ioc, sglist, nents);
1457
1458 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1459         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1460         if (sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_sg()"))
1461         {
1462                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1463                 panic("Check after sba_map_sg()\n");
1464         }
1465         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1466 #endif
1467
1468         ASSERT(coalesced == filled);
1469         DBG_RUN_SG("%s() DONE %d mappings\n", __func__, filled);
1470
1471         return filled;
1472 }
1473
1474
1475 /**
1476  * sba_unmap_sg - unmap Scatter/Gather list
1477  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1478  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1479  * @nents:  number of entries in list
1480  * @dir:  R/W or both.
1481  *
1482  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1483  */
1484 void sba_unmap_sg (struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, int dir)
1485 {
1486 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1487         struct ioc *ioc;
1488         unsigned long flags;
1489 #endif
1490
1491         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries,  %p,%x\n",
1492                    __func__, nents, sba_sg_address(sglist), sglist->length);
1493
1494 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1495         ioc = GET_IOC(dev);
1496         ASSERT(ioc);
1497
1498         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1499         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_unmap_sg()");
1500         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1501 #endif
1502
1503         while (nents && sglist->dma_length) {
1504
1505                 sba_unmap_single(dev, sglist->dma_address, sglist->dma_length, dir);
1506                 sglist = sg_next(sglist);
1507                 nents--;
1508         }
1509
1510         DBG_RUN_SG("%s() DONE (nents %d)\n", __func__,  nents);
1511
1512 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1513         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1514         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_unmap_sg()");
1515         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1516 #endif
1517
1518 }
1519
1520 /**************************************************************
1521 *
1522 *   Initialization and claim
1523 *
1524 ***************************************************************/
1525
1526 static void __init
1527 ioc_iova_init(struct ioc *ioc)
1528 {
1529         int tcnfg;
1530         int agp_found = 0;
1531         struct pci_dev *device = NULL;
1532 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1533         unsigned long index;
1534 #endif
1535
1536         /*
1537         ** Firmware programs the base and size of a "safe IOVA space"
1538         ** (one that doesn't overlap memory or LMMIO space) in the
1539         ** IBASE and IMASK registers.
1540         */
1541         ioc->ibase = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE) & ~0x1UL;
1542         ioc->imask = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK) | 0xFFFFFFFF00000000UL;
1543
1544         ioc->iov_size = ~ioc->imask + 1;
1545
1546         DBG_INIT("%s() hpa %p IOV base 0x%lx mask 0x%lx (%dMB)\n",
1547                 __func__, ioc->ioc_hpa, ioc->ibase, ioc->imask,
1548                 ioc->iov_size >> 20);
1549
1550         switch (iovp_size) {
1551                 case  4*1024: tcnfg = 0; break;
1552                 case  8*1024: tcnfg = 1; break;
1553                 case 16*1024: tcnfg = 2; break;
1554                 case 64*1024: tcnfg = 3; break;
1555                 default:
1556                         panic(PFX "Unsupported IOTLB page size %ldK",
1557                                 iovp_size >> 10);
1558                         break;
1559         }
1560         WRITE_REG(tcnfg, ioc->ioc_hpa + IOC_TCNFG);
1561
1562         ioc->pdir_size = (ioc->iov_size / iovp_size) * PDIR_ENTRY_SIZE;
1563         ioc->pdir_base = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1564                                                    get_order(ioc->pdir_size));
1565         if (!ioc->pdir_base)
1566                 panic(PFX "Couldn't allocate I/O Page Table\n");
1567
1568         memset(ioc->pdir_base, 0, ioc->pdir_size);
1569
1570         DBG_INIT("%s() IOV page size %ldK pdir %p size %x\n", __func__,
1571                 iovp_size >> 10, ioc->pdir_base, ioc->pdir_size);
1572
1573         ASSERT(ALIGN((unsigned long) ioc->pdir_base, 4*1024) == (unsigned long) ioc->pdir_base);
1574         WRITE_REG(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1575
1576         /*
1577         ** If an AGP device is present, only use half of the IOV space
1578         ** for PCI DMA.  Unfortunately we can't know ahead of time
1579         ** whether GART support will actually be used, for now we
1580         ** can just key on an AGP device found in the system.
1581         ** We program the next pdir index after we stop w/ a key for
1582         ** the GART code to handshake on.
1583         */
1584         for_each_pci_dev(device)        
1585                 agp_found |= pci_find_capability(device, PCI_CAP_ID_AGP);
1586
1587         if (agp_found && reserve_sba_gart) {
1588                 printk(KERN_INFO PFX "reserving %dMb of IOVA space at 0x%lx for agpgart\n",
1589                       ioc->iov_size/2 >> 20, ioc->ibase + ioc->iov_size/2);
1590                 ioc->pdir_size /= 2;
1591                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[PDIR_INDEX(ioc->iov_size/2)] = ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE;
1592         }
1593 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1594         /*
1595         ** Check to see if the spill page has been allocated, we don't need more than
1596         ** one across multiple SBAs.
1597         */
1598         if (!prefetch_spill_page) {
1599                 char *spill_poison = "SBAIOMMU POISON";
1600                 int poison_size = 16;
1601                 void *poison_addr, *addr;
1602
1603                 addr = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, get_order(iovp_size));
1604                 if (!addr)
1605                         panic(PFX "Couldn't allocate PDIR spill page\n");
1606
1607                 poison_addr = addr;
1608                 for ( ; (u64) poison_addr < addr + iovp_size; poison_addr += poison_size)
1609                         memcpy(poison_addr, spill_poison, poison_size);
1610
1611                 prefetch_spill_page = virt_to_phys(addr);
1612
1613                 DBG_INIT("%s() prefetch spill addr: 0x%lx\n", __func__, prefetch_spill_page);
1614         }
1615         /*
1616         ** Set all the PDIR entries valid w/ the spill page as the target
1617         */
1618         for (index = 0 ; index < (ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE) ; index++)
1619                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[index] = (0x80000000000000FF | prefetch_spill_page);
1620 #endif
1621
1622         /* Clear I/O TLB of any possible entries */
1623         WRITE_REG(ioc->ibase | (get_iovp_order(ioc->iov_size) + iovp_shift), ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1624         READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1625
1626         /* Enable IOVA translation */
1627         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1628         READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1629 }
1630
1631 static void __init
1632 ioc_resource_init(struct ioc *ioc)
1633 {
1634         spin_lock_init(&ioc->res_lock);
1635 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
1636         spin_lock_init(&ioc->saved_lock);
1637 #endif
1638
1639         /* resource map size dictated by pdir_size */
1640         ioc->res_size = ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE; /* entries */
1641         ioc->res_size >>= 3;  /* convert bit count to byte count */
1642         DBG_INIT("%s() res_size 0x%x\n", __func__, ioc->res_size);
1643
1644         ioc->res_map = (char *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1645                                                  get_order(ioc->res_size));
1646         if (!ioc->res_map)
1647                 panic(PFX "Couldn't allocate resource map\n");
1648
1649         memset(ioc->res_map, 0, ioc->res_size);
1650         /* next available IOVP - circular search */
1651         ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
1652
1653 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1654         /* Mark first bit busy - ie no IOVA 0 */
1655         ioc->res_map[0] = 0x1;
1656         ioc->pdir_base[0] = 0x8000000000000000ULL | ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE;
1657 #endif
1658 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1659         /* Mark the last resource used so we don't prefetch beyond IOVA space */
1660         ioc->res_map[ioc->res_size - 1] |= 0x80UL; /* res_map is chars */
1661         ioc->pdir_base[(ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE) - 1] = (0x80000000000000FF
1662                                                               | prefetch_spill_page);
1663 #endif
1664
1665         DBG_INIT("%s() res_map %x %p\n", __func__,
1666                  ioc->res_size, (void *) ioc->res_map);
1667 }
1668
1669 static void __init
1670 ioc_sac_init(struct ioc *ioc)
1671 {
1672         struct pci_dev *sac = NULL;
1673         struct pci_controller *controller = NULL;
1674
1675         /*
1676          * pci_alloc_coherent() must return a DMA address which is
1677          * SAC (single address cycle) addressable, so allocate a
1678          * pseudo-device to enforce that.
1679          */
1680         sac = kzalloc(sizeof(*sac), GFP_KERNEL);
1681         if (!sac)
1682                 panic(PFX "Couldn't allocate struct pci_dev");
1683
1684         controller = kzalloc(sizeof(*controller), GFP_KERNEL);
1685         if (!controller)
1686                 panic(PFX "Couldn't allocate struct pci_controller");
1687
1688         controller->iommu = ioc;
1689         sac->sysdata = controller;
1690         sac->dma_mask = 0xFFFFFFFFUL;
1691 #ifdef CONFIG_PCI
1692         sac->dev.bus = &pci_bus_type;
1693 #endif
1694         ioc->sac_only_dev = sac;
1695 }
1696
1697 static void __init
1698 ioc_zx1_init(struct ioc *ioc)
1699 {
1700         unsigned long rope_config;
1701         unsigned int i;
1702
1703         if (ioc->rev < 0x20)
1704                 panic(PFX "IOC 2.0 or later required for IOMMU support\n");
1705
1706         /* 38 bit memory controller + extra bit for range displaced by MMIO */
1707         ioc->dma_mask = (0x1UL << 39) - 1;
1708
1709         /*
1710         ** Clear ROPE(N)_CONFIG AO bit.
1711         ** Disables "NT Ordering" (~= !"Relaxed Ordering")
1712         ** Overrides bit 1 in DMA Hint Sets.
1713         ** Improves netperf UDP_STREAM by ~10% for tg3 on bcm5701.
1714         */
1715         for (i=0; i<(8*8); i+=8) {
1716                 rope_config = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_ROPE0_CFG + i);
1717                 rope_config &= ~IOC_ROPE_AO;
1718                 WRITE_REG(rope_config, ioc->ioc_hpa + IOC_ROPE0_CFG + i);
1719         }
1720 }
1721
1722 typedef void (initfunc)(struct ioc *);
1723
1724 struct ioc_iommu {
1725         u32 func_id;
1726         char *name;
1727         initfunc *init;
1728 };
1729
1730 static struct ioc_iommu ioc_iommu_info[] __initdata = {
1731         { ZX1_IOC_ID, "zx1", ioc_zx1_init },
1732         { ZX2_IOC_ID, "zx2", NULL },
1733         { SX1000_IOC_ID, "sx1000", NULL },
1734         { SX2000_IOC_ID, "sx2000", NULL },
1735 };
1736
1737 static struct ioc * __init
1738 ioc_init(u64 hpa, void *handle)
1739 {
1740         struct ioc *ioc;
1741         struct ioc_iommu *info;
1742
1743         ioc = kzalloc(sizeof(*ioc), GFP_KERNEL);
1744         if (!ioc)
1745                 return NULL;
1746
1747         ioc->next = ioc_list;
1748         ioc_list = ioc;
1749
1750         ioc->handle = handle;
1751         ioc->ioc_hpa = ioremap(hpa, 0x1000);
1752
1753         ioc->func_id = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_FUNC_ID);
1754         ioc->rev = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_FCLASS) & 0xFFUL;
1755         ioc->dma_mask = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;   /* conservative */
1756
1757         for (info = ioc_iommu_info; info < ioc_iommu_info + ARRAY_SIZE(ioc_iommu_info); info++) {
1758                 if (ioc->func_id == info->func_id) {
1759                         ioc->name = info->name;
1760                         if (info->init)
1761                                 (info->init)(ioc);
1762                 }
1763         }
1764
1765         iovp_size = (1 << iovp_shift);
1766         iovp_mask = ~(iovp_size - 1);
1767
1768         DBG_INIT("%s: PAGE_SIZE %ldK, iovp_size %ldK\n", __func__,
1769                 PAGE_SIZE >> 10, iovp_size >> 10);
1770
1771         if (!ioc->name) {
1772                 ioc->name = kmalloc(24, GFP_KERNEL);
1773                 if (ioc->name)
1774                         sprintf((char *) ioc->name, "Unknown (%04x:%04x)",
1775                                 ioc->func_id & 0xFFFF, (ioc->func_id >> 16) & 0xFFFF);
1776                 else
1777                         ioc->name = "Unknown";
1778         }
1779
1780         ioc_iova_init(ioc);
1781         ioc_resource_init(ioc);
1782         ioc_sac_init(ioc);
1783
1784         if ((long) ~iovp_mask > (long) ia64_max_iommu_merge_mask)
1785                 ia64_max_iommu_merge_mask = ~iovp_mask;
1786
1787         printk(KERN_INFO PFX
1788                 "%s %d.%d HPA 0x%lx IOVA space %dMb at 0x%lx\n",
1789                 ioc->name, (ioc->rev >> 4) & 0xF, ioc->rev & 0xF,
1790                 hpa, ioc->iov_size >> 20, ioc->ibase);
1791
1792         return ioc;
1793 }
1794
1795
1796
1797 /**************************************************************************
1798 **
1799 **   SBA initialization code (HW and SW)
1800 **
1801 **   o identify SBA chip itself
1802 **   o FIXME: initialize DMA hints for reasonable defaults
1803 **
1804 **************************************************************************/
1805
1806 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1807 static void *
1808 ioc_start(struct seq_file *s, loff_t *pos)
1809 {
1810         struct ioc *ioc;
1811         loff_t n = *pos;
1812
1813         for (ioc = ioc_list; ioc; ioc = ioc->next)
1814                 if (!n--)
1815                         return ioc;
1816
1817         return NULL;
1818 }
1819
1820 static void *
1821 ioc_next(struct seq_file *s, void *v, loff_t *pos)
1822 {
1823         struct ioc *ioc = v;
1824
1825         ++*pos;
1826         return ioc->next;
1827 }
1828
1829 static void
1830 ioc_stop(struct seq_file *s, void *v)
1831 {
1832 }
1833
1834 static int
1835 ioc_show(struct seq_file *s, void *v)
1836 {
1837         struct ioc *ioc = v;
1838         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *)ioc->res_map;
1839         int i, used = 0;
1840
1841         seq_printf(s, "Hewlett Packard %s IOC rev %d.%d\n",
1842                 ioc->name, ((ioc->rev >> 4) & 0xF), (ioc->rev & 0xF));
1843 #ifdef CONFIG_NUMA
1844         if (ioc->node != MAX_NUMNODES)
1845                 seq_printf(s, "NUMA node       : %d\n", ioc->node);
1846 #endif
1847         seq_printf(s, "IOVA size       : %ld MB\n", ((ioc->pdir_size >> 3) * iovp_size)/(1024*1024));
1848         seq_printf(s, "IOVA page size  : %ld kb\n", iovp_size/1024);
1849
1850         for (i = 0; i < (ioc->res_size / sizeof(unsigned long)); ++i, ++res_ptr)
1851                 used += hweight64(*res_ptr);
1852
1853         seq_printf(s, "PDIR size       : %d entries\n", ioc->pdir_size >> 3);
1854         seq_printf(s, "PDIR used       : %d entries\n", used);
1855
1856 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
1857         {
1858                 unsigned long i = 0, avg = 0, min, max;
1859                 min = max = ioc->avg_search[0];
1860                 for (i = 0; i < SBA_SEARCH_SAMPLE; i++) {
1861                         avg += ioc->avg_search[i];
1862                         if (ioc->avg_search[i] > max) max = ioc->avg_search[i];
1863                         if (ioc->avg_search[i] < min) min = ioc->avg_search[i];
1864                 }
1865                 avg /= SBA_SEARCH_SAMPLE;
1866                 seq_printf(s, "Bitmap search   : %ld/%ld/%ld (min/avg/max CPU Cycles/IOVA page)\n",
1867                            min, avg, max);
1868         }
1869 #endif
1870 #ifndef ALLOW_IOV_BYPASS
1871          seq_printf(s, "IOVA bypass disabled\n");
1872 #endif
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 static const struct seq_operations ioc_seq_ops = {
1877         .start = ioc_start,
1878         .next  = ioc_next,
1879         .stop  = ioc_stop,
1880         .show  = ioc_show
1881 };
1882
1883 static int
1884 ioc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1885 {
1886         return seq_open(file, &ioc_seq_ops);
1887 }
1888
1889 static const struct file_operations ioc_fops = {
1890         .open    = ioc_open,
1891         .read    = seq_read,
1892         .llseek  = seq_lseek,
1893         .release = seq_release
1894 };
1895
1896 static void __init
1897 ioc_proc_init(void)
1898 {
1899         struct proc_dir_entry *dir, *entry;
1900
1901         dir = proc_mkdir("bus/mckinley", NULL);
1902         if (!dir)
1903                 return;
1904
1905         entry = create_proc_entry(ioc_list->name, 0, dir);
1906         if (entry)
1907                 entry->proc_fops = &ioc_fops;
1908 }
1909 #endif
1910
1911 static void
1912 sba_connect_bus(struct pci_bus *bus)
1913 {
1914         acpi_handle handle, parent;
1915         acpi_status status;
1916         struct ioc *ioc;
1917
1918         if (!PCI_CONTROLLER(bus))
1919                 panic(PFX "no sysdata on bus %d!\n", bus->number);
1920
1921         if (PCI_CONTROLLER(bus)->iommu)
1922                 return;
1923
1924         handle = PCI_CONTROLLER(bus)->acpi_handle;
1925         if (!handle)
1926                 return;
1927
1928         /*
1929          * The IOC scope encloses PCI root bridges in the ACPI
1930          * namespace, so work our way out until we find an IOC we
1931          * claimed previously.
1932          */
1933         do {
1934                 for (ioc = ioc_list; ioc; ioc = ioc->next)
1935                         if (ioc->handle == handle) {
1936                                 PCI_CONTROLLER(bus)->iommu = ioc;
1937                                 return;
1938                         }
1939
1940                 status = acpi_get_parent(handle, &parent);
1941                 handle = parent;
1942         } while (ACPI_SUCCESS(status));
1943
1944         printk(KERN_WARNING "No IOC for PCI Bus %04x:%02x in ACPI\n", pci_domain_nr(bus), bus->number);
1945 }
1946
1947 #ifdef CONFIG_NUMA
1948 static void __init
1949 sba_map_ioc_to_node(struct ioc *ioc, acpi_handle handle)
1950 {
1951         unsigned int node;
1952         int pxm;
1953
1954         ioc->node = MAX_NUMNODES;
1955
1956         pxm = acpi_get_pxm(handle);
1957
1958         if (pxm < 0)
1959                 return;
1960
1961         node = pxm_to_node(pxm);
1962
1963         if (node >= MAX_NUMNODES || !node_online(node))
1964                 return;
1965
1966         ioc->node = node;
1967         return;
1968 }
1969 #else
1970 #define sba_map_ioc_to_node(ioc, handle)
1971 #endif
1972
1973 static int __init
1974 acpi_sba_ioc_add(struct acpi_device *device)
1975 {
1976         struct ioc *ioc;
1977         acpi_status status;
1978         u64 hpa, length;
1979         struct acpi_buffer buffer;
1980         struct acpi_device_info *dev_info;
1981
1982         status = hp_acpi_csr_space(device->handle, &hpa, &length);
1983         if (ACPI_FAILURE(status))
1984                 return 1;
1985
1986         buffer.length = ACPI_ALLOCATE_LOCAL_BUFFER;
1987         status = acpi_get_object_info(device->handle, &buffer);
1988         if (ACPI_FAILURE(status))
1989                 return 1;
1990         dev_info = buffer.pointer;
1991
1992         /*
1993          * For HWP0001, only SBA appears in ACPI namespace.  It encloses the PCI
1994          * root bridges, and its CSR space includes the IOC function.
1995          */
1996         if (strncmp("HWP0001", dev_info->hardware_id.value, 7) == 0) {
1997                 hpa += ZX1_IOC_OFFSET;
1998                 /* zx1 based systems default to kernel page size iommu pages */
1999                 if (!iovp_shift)
2000                         iovp_shift = min(PAGE_SHIFT, 16);
2001         }
2002         kfree(dev_info);
2003
2004         /*
2005          * default anything not caught above or specified on cmdline to 4k
2006          * iommu page size
2007          */
2008         if (!iovp_shift)
2009                 iovp_shift = 12;
2010
2011         ioc = ioc_init(hpa, device->handle);
2012         if (!ioc)
2013                 return 1;
2014
2015         /* setup NUMA node association */
2016         sba_map_ioc_to_node(ioc, device->handle);
2017         return 0;
2018 }
2019
2020 static const struct acpi_device_id hp_ioc_iommu_device_ids[] = {
2021         {"HWP0001", 0},
2022         {"HWP0004", 0},
2023         {"", 0},
2024 };
2025 static struct acpi_driver acpi_sba_ioc_driver = {
2026         .name           = "IOC IOMMU Driver",
2027         .ids            = hp_ioc_iommu_device_ids,
2028         .ops            = {
2029                 .add    = acpi_sba_ioc_add,
2030         },
2031 };
2032
2033 static int __init
2034 sba_init(void)
2035 {
2036         if (!ia64_platform_is("hpzx1") && !ia64_platform_is("hpzx1_swiotlb"))
2037                 return 0;
2038
2039 #if defined(CONFIG_IA64_GENERIC) && defined(CONFIG_CRASH_DUMP) && \
2040         defined(CONFIG_PROC_FS)
2041         /* If we are booting a kdump kernel, the sba_iommu will
2042          * cause devices that were not shutdown properly to MCA
2043          * as soon as they are turned back on.  Our only option for
2044          * a successful kdump kernel boot is to use the swiotlb.
2045          */
2046         if (elfcorehdr_addr < ELFCORE_ADDR_MAX) {
2047                 if (swiotlb_late_init_with_default_size(64 * (1<<20)) != 0)
2048                         panic("Unable to initialize software I/O TLB:"
2049                                   " Try machvec=dig boot option");
2050                 machvec_init("dig");
2051                 return 0;
2052         }
2053 #endif
2054
2055         acpi_bus_register_driver(&acpi_sba_ioc_driver);
2056         if (!ioc_list) {
2057 #ifdef CONFIG_IA64_GENERIC
2058                 /*
2059                  * If we didn't find something sba_iommu can claim, we
2060                  * need to setup the swiotlb and switch to the dig machvec.
2061                  */
2062                 if (swiotlb_late_init_with_default_size(64 * (1<<20)) != 0)
2063                         panic("Unable to find SBA IOMMU or initialize "
2064                               "software I/O TLB: Try machvec=dig boot option");
2065                 machvec_init("dig");
2066 #else
2067                 panic("Unable to find SBA IOMMU: Try a generic or DIG kernel");
2068 #endif
2069                 return 0;
2070         }
2071
2072 #if defined(CONFIG_IA64_GENERIC) || defined(CONFIG_IA64_HP_ZX1_SWIOTLB)
2073         /*
2074          * hpzx1_swiotlb needs to have a fairly small swiotlb bounce
2075          * buffer setup to support devices with smaller DMA masks than
2076          * sba_iommu can handle.
2077          */
2078         if (ia64_platform_is("hpzx1_swiotlb")) {
2079                 extern void hwsw_init(void);
2080
2081                 hwsw_init();
2082         }
2083 #endif
2084
2085 #ifdef CONFIG_PCI
2086         {
2087                 struct pci_bus *b = NULL;
2088                 while ((b = pci_find_next_bus(b)) != NULL)
2089                         sba_connect_bus(b);
2090         }
2091 #endif
2092
2093 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2094         ioc_proc_init();
2095 #endif
2096         return 0;
2097 }
2098
2099 subsys_initcall(sba_init); /* must be initialized after ACPI etc., but before any drivers... */
2100
2101 static int __init
2102 nosbagart(char *str)
2103 {
2104         reserve_sba_gart = 0;
2105         return 1;
2106 }
2107
2108 int
2109 sba_dma_supported (struct device *dev, u64 mask)
2110 {
2111         /* make sure it's at least 32bit capable */
2112         return ((mask & 0xFFFFFFFFUL) == 0xFFFFFFFFUL);
2113 }
2114
2115 int
2116 sba_dma_mapping_error (dma_addr_t dma_addr)
2117 {
2118         return 0;
2119 }
2120
2121 __setup("nosbagart", nosbagart);
2122
2123 static int __init
2124 sba_page_override(char *str)
2125 {
2126         unsigned long page_size;
2127
2128         page_size = memparse(str, &str);
2129         switch (page_size) {
2130                 case 4096:
2131                 case 8192:
2132                 case 16384:
2133                 case 65536:
2134                         iovp_shift = ffs(page_size) - 1;
2135                         break;
2136                 default:
2137                         printk("%s: unknown/unsupported iommu page size %ld\n",
2138                                __func__, page_size);
2139         }
2140
2141         return 1;
2142 }
2143
2144 __setup("sbapagesize=",sba_page_override);
2145
2146 EXPORT_SYMBOL(sba_dma_mapping_error);
2147 EXPORT_SYMBOL(sba_map_single);
2148 EXPORT_SYMBOL(sba_unmap_single);
2149 EXPORT_SYMBOL(sba_map_sg);
2150 EXPORT_SYMBOL(sba_unmap_sg);
2151 EXPORT_SYMBOL(sba_dma_supported);
2152 EXPORT_SYMBOL(sba_alloc_coherent);
2153 EXPORT_SYMBOL(sba_free_coherent);