arch/powerpc/platforms/ps3/mm.c

   1 /*
   2  *  PS3 address space management.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2006 Sony Computer Entertainment Inc.
   5  *  Copyright 2006 Sony Corp.
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/module.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/lmb.h>
  25
  26 #include <asm/cell-regs.h>
  27 #include <asm/firmware.h>
  28 #include <asm/prom.h>
  29 #include <asm/udbg.h>
  30 #include <asm/lv1call.h>
  31
  32 #include "platform.h"
  33
  34 #if defined(DEBUG)
  35 #define DBG udbg_printf
  36 #else
  37 #define DBG pr_debug
  38 #endif
  39
  40 enum {
  41 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
  42         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
  43 #else
  44         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
  45 #endif
  46 };
  47
  48 enum {
  49         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
  50         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
  51         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
  52 };
  53
  54 static unsigned long make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
  55 {
  56         return (a << 56) | (b << 48);
  57 }
  58
  59 enum {
  60         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
  61         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
  62 };
  63
  64 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
  65
  66 enum {
  67         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
  68         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
  69 };
  70
  71 /*============================================================================*/
  72 /* virtual address space routines                                             */
  73 /*============================================================================*/
  74
  75 /**
  76  * struct mem_region - memory region structure
  77  * @base: base address
  78  * @size: size in bytes
  79  * @offset: difference between base and rm.size
  80  */
  81
  82 struct mem_region {
  83         u64 base;
  84         u64 size;
  85         unsigned long offset;
  86 };
  87
  88 /**
  89  * struct map - address space state variables holder
  90  * @total: total memory available as reported by HV
  91  * @vas_id - HV virtual address space id
  92  * @htab_size: htab size in bytes
  93  *
  94  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
  95  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
  96  * @rm: real mode (bootmem) region
  97  * @r1: hotplug memory region(s)
  98  *
  99  * ps3 addresses
 100  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
 101  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
 102  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
 103  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
 104  */
 105
 106 struct map {
 107         u64 total;
 108         u64 vas_id;
 109         u64 htab_size;
 110         struct mem_region rm;
 111         struct mem_region r1;
 112 };
 113
 114 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
 115 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
 116         const char *func, int line)
 117 {
 118         DBG("%s:%d: map.total     = %llxh\n", func, line, m->total);
 119         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %llxh\n", func, line, m->rm.size);
 120         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", func, line, m->vas_id);
 121         DBG("%s:%d: map.htab_size = %llxh\n", func, line, m->htab_size);
 122         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %llxh\n", func, line, m->r1.base);
 123         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
 124         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %llxh\n", func, line, m->r1.size);
 125 }
 126
 127 static struct map map;
 128
 129 /**
 130  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
 131  * @phys_addr: linux physical address
 132  */
 133
 134 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
 135 {
 136         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
 137         return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
 138                 ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
 139 }
 140
 141 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
 142
 143 /**
 144  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
 145  */
 146
 147 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
 148 {
 149         int result;
 150         u64 start_address;
 151         u64 size;
 152         u64 access_right;
 153         u64 max_page_size;
 154         u64 flags;
 155
 156         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
 157                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
 158                 &flags);
 159
 160         if (result) {
 161                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
 162                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 163                         ps3_result(result));
 164                 goto fail;
 165         }
 166
 167         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
 168                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %llxh\n", __func__, __LINE__,
 169                         max_page_size);
 170                 goto fail;
 171         }
 172
 173         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
 174         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
 175
 176         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
 177                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
 178                         &map.vas_id, &map.htab_size);
 179
 180         if (result) {
 181                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
 182                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 183                 goto fail;
 184         }
 185
 186         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
 187
 188         if (result) {
 189                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
 190                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 191                 goto fail;
 192         }
 193
 194         *htab_size = map.htab_size;
 195
 196         debug_dump_map(&map);
 197
 198         return;
 199
 200 fail:
 201         panic("ps3_mm_vas_create failed");
 202 }
 203
 204 /**
 205  * ps3_mm_vas_destroy -
 206  */
 207
 208 void ps3_mm_vas_destroy(void)
 209 {
 210         int result;
 211
 212         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", __func__, __LINE__, map.vas_id);
 213
 214         if (map.vas_id) {
 215                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
 216                 BUG_ON(result);
 217                 result = lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
 218                 BUG_ON(result);
 219                 map.vas_id = 0;
 220         }
 221 }
 222
 223 /*============================================================================*/
 224 /* memory hotplug routines                                                    */
 225 /*============================================================================*/
 226
 227 /**
 228  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
 229  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
 230  * @size: requested region size
 231  *
 232  * This implementation creates the region with the vas large page size.
 233  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
 234  */
 235
 236 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
 237 {
 238         int result;
 239         u64 muid;
 240
 241         r->size = _ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
 242
 243         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
 244         DBG("%s:%d actual     %llxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
 245         DBG("%s:%d difference %llxh (%lluMB)\n", __func__, __LINE__,
 246                 size - r->size, (size - r->size) / 1024 / 1024);
 247
 248         if (r->size == 0) {
 249                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
 250                 result = -1;
 251                 goto zero_region;
 252         }
 253
 254         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
 255                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
 256
 257         if (result || r->base < map.rm.size) {
 258                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
 259                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 260                 goto zero_region;
 261         }
 262
 263         r->offset = r->base - map.rm.size;
 264         return result;
 265
 266 zero_region:
 267         r->size = r->base = r->offset = 0;
 268         return result;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
 273  * @r: pointer to struct mem_region
 274  */
 275
 276 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
 277 {
 278         int result;
 279
 280         DBG("%s:%d: r->base = %llxh\n", __func__, __LINE__, r->base);
 281         if (r->base) {
 282                 result = lv1_release_memory(r->base);
 283                 BUG_ON(result);
 284                 r->size = r->base = r->offset = 0;
 285                 map.total = map.rm.size;
 286         }
 287 }
 288
 289 /**
 290  * ps3_mm_add_memory - hot add memory
 291  */
 292
 293 static int __init ps3_mm_add_memory(void)
 294 {
 295         int result;
 296         unsigned long start_addr;
 297         unsigned long start_pfn;
 298         unsigned long nr_pages;
 299
 300         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
 301                 return -ENODEV;
 302
 303         BUG_ON(!mem_init_done);
 304
 305         start_addr = map.rm.size;
 306         start_pfn = start_addr >> PAGE_SHIFT;
 307         nr_pages = (map.r1.size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 308
 309         DBG("%s:%d: start_addr %lxh, start_pfn %lxh, nr_pages %lxh\n",
 310                 __func__, __LINE__, start_addr, start_pfn, nr_pages);
 311
 312         result = add_memory(0, start_addr, map.r1.size);
 313
 314         if (result) {
 315                 pr_err("%s:%d: add_memory failed: (%d)\n",
 316                         __func__, __LINE__, result);
 317                 return result;
 318         }
 319
 320         lmb_add(start_addr, map.r1.size);
 321         lmb_analyze();
 322
 323         result = online_pages(start_pfn, nr_pages);
 324
 325         if (result)
 326                 pr_err("%s:%d: online_pages failed: (%d)\n",
 327                         __func__, __LINE__, result);
 328
 329         return result;
 330 }
 331
 332 device_initcall(ps3_mm_add_memory);
 333
 334 /*============================================================================*/
 335 /* dma routines                                                               */
 336 /*============================================================================*/
 337
 338 /**
 339  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
 340  * @r: pointer to dma region structure
 341  * @lpar_addr: HV lpar address
 342  */
 343
 344 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
 345         unsigned long lpar_addr)
 346 {
 347         if (lpar_addr >= map.rm.size)
 348                 lpar_addr -= map.r1.offset;
 349         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
 350         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
 351         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
 352 }
 353
 354 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
 355 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
 356         const char *func, int line)
 357 {
 358         DBG("%s:%d: dev        %llu:%llu\n", func, line, r->dev->bus_id,
 359                 r->dev->dev_id);
 360         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
 361         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
 362         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
 363         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
 364 }
 365
 366   /**
 367  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
 368  * @region - The dma region that owns this chunk.
 369  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
 370  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
 371  * @len: Length in bytes of the area to map.
 372  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
 373  * list of all chuncks owned by the region.
 374  *
 375  * This implementation uses a very simple dma page manager
 376  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
 377  * that all drivers use very well behaved dma ops.
 378  */
 379
 380 struct dma_chunk {
 381         struct ps3_dma_region *region;
 382         unsigned long lpar_addr;
 383         unsigned long bus_addr;
 384         unsigned long len;
 385         struct list_head link;
 386         unsigned int usage_count;
 387 };
 388
 389 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
 390 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
 391         int line)
 392 {
 393         DBG("%s:%d: r.dev        %llu:%llu\n", func, line,
 394                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
 395         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
 396         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
 397         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
 398         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
 399         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
 400         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
 401         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
 402 }
 403
 404 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
 405         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 406 {
 407         struct dma_chunk *c;
 408         unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
 409         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len+bus_addr-aligned_bus,
 410                                               1 << r->page_size);
 411
 412         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 413                 /* intersection */
 414                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
 415                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
 416                         return c;
 417
 418                 /* below */
 419                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
 420                         continue;
 421
 422                 /* above */
 423                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
 424                         continue;
 425
 426                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
 427                 dma_dump_chunk(c);
 428                 BUG();
 429         }
 430         return NULL;
 431 }
 432
 433 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
 434         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
 435 {
 436         struct dma_chunk *c;
 437         unsigned long aligned_lpar = _ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
 438         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + lpar_addr - aligned_lpar,
 439                                               1 << r->page_size);
 440
 441         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 442                 /* intersection */
 443                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
 444                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
 445                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
 446                                 return c;
 447                         else {
 448                                 dma_dump_chunk(c);
 449                                 BUG();
 450                         }
 451                 }
 452                 /* below */
 453                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
 454                         continue;
 455                 }
 456                 /* above */
 457                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
 458                         continue;
 459                 }
 460         }
 461         return NULL;
 462 }
 463
 464 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 465 {
 466         int result = 0;
 467
 468         if (c->bus_addr) {
 469                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 470                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
 471                 BUG_ON(result);
 472         }
 473
 474         kfree(c);
 475         return result;
 476 }
 477
 478 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 479 {
 480         int result = 0;
 481         int iopage;
 482         unsigned long offset;
 483         struct ps3_dma_region *r = c->region;
 484
 485         DBG("%s:start\n", __func__);
 486         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
 487                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 488                 /* put INVALID entry */
 489                 result = lv1_put_iopte(0,
 490                                        c->bus_addr + offset,
 491                                        c->lpar_addr + offset,
 492                                        r->ioid,
 493                                        0);
 494                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
 495                     c->bus_addr + offset,
 496                     c->lpar_addr + offset,
 497                     r->ioid);
 498
 499                 if (result) {
 500                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
 501                             __LINE__, ps3_result(result));
 502                 }
 503         }
 504         kfree(c);
 505         DBG("%s:end\n", __func__);
 506         return result;
 507 }
 508
 509 /**
 510  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
 511  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 512  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
 513  * @len: Length in bytes of the area to map.
 514  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
 515  *
 516  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
 517  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
 518  */
 519
 520 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 521             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
 522 {
 523         int result;
 524         struct dma_chunk *c;
 525
 526         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 527
 528         if (!c) {
 529                 result = -ENOMEM;
 530                 goto fail_alloc;
 531         }
 532
 533         c->region = r;
 534         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 535         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 536         c->len = len;
 537
 538         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 539         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 540                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 541                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 542         if (result) {
 543                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 544                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 545                 goto fail_map;
 546         }
 547
 548         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 549
 550         *c_out = c;
 551         return 0;
 552
 553 fail_map:
 554         kfree(c);
 555 fail_alloc:
 556         *c_out = NULL;
 557         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 558         return result;
 559 }
 560
 561 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 562                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 563                               u64 iopte_flag)
 564 {
 565         int result;
 566         struct dma_chunk *c, *last;
 567         int iopage, pages;
 568         unsigned long offset;
 569
 570         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 571             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 572         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 573
 574         if (!c) {
 575                 result = -ENOMEM;
 576                 goto fail_alloc;
 577         }
 578
 579         c->region = r;
 580         c->len = len;
 581         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 582         /* allocate IO address */
 583         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 584                 /* first one */
 585                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 586         } else {
 587                 /* derive from last bus addr*/
 588                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 589                                    struct dma_chunk, link);
 590                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 591                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 592                     last->bus_addr, last->len);
 593         }
 594
 595         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 596
 597         /* build ioptes for the area */
 598         pages = len >> r->page_size;
 599         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
 600             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 601         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 602                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 603                 result = lv1_put_iopte(0,
 604                                        c->bus_addr + offset,
 605                                        c->lpar_addr + offset,
 606                                        r->ioid,
 607                                        iopte_flag);
 608                 if (result) {
 609                         pr_warning("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
 610                                    __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 611                         goto fail_map;
 612                 }
 613                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 614                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 615                     r->ioid);
 616         }
 617
 618         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 619         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 620
 621         *c_out = c;
 622         DBG("%s: end\n", __func__);
 623         return 0;
 624
 625 fail_map:
 626         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 627                 lv1_put_iopte(0,
 628                               c->bus_addr + offset,
 629                               c->lpar_addr + offset,
 630                               r->ioid,
 631                               0);
 632         }
 633         kfree(c);
 634 fail_alloc:
 635         *c_out = NULL;
 636         return result;
 637 }
 638
 639 /**
 640  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 641  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 642  *
 643  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 644  * will make the HV call to create the region.
 645  */
 646
 647 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 648 {
 649         int result;
 650         u64 bus_addr;
 651
 652         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 653
 654         BUG_ON(!r);
 655
 656         if (!r->dev->bus_id) {
 657                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 658                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 659                 return 0;
 660         }
 661
 662         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 663             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 664
 665         BUG_ON(!r->len);
 666         BUG_ON(!r->page_size);
 667         BUG_ON(!r->region_ops);
 668
 669         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 670         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 671
 672         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 673                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 674                 &bus_addr);
 675         r->bus_addr = bus_addr;
 676
 677         if (result) {
 678                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 679                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 680                 r->len = r->bus_addr = 0;
 681         }
 682
 683         return result;
 684 }
 685
 686 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 687 {
 688         int result;
 689         u64 bus_addr;
 690
 691         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 692         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 693
 694         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 695                                          r->len,
 696                                          r->page_size,
 697                                          &bus_addr);
 698         r->bus_addr = bus_addr;
 699         if (result) {
 700                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 701                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 702                 r->len = r->bus_addr = 0;
 703         }
 704         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 705             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 706         return result;
 707 }
 708
 709 /**
 710  * dma_region_free - Free a device dma region.
 711  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 712  *
 713  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 714  * will make the HV call to free the region.
 715  */
 716
 717 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 718 {
 719         int result;
 720         struct dma_chunk *c;
 721         struct dma_chunk *tmp;
 722
 723         BUG_ON(!r);
 724
 725         if (!r->dev->bus_id) {
 726                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 727                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 728                 return 0;
 729         }
 730
 731         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 732                 list_del(&c->link);
 733                 dma_sb_free_chunk(c);
 734         }
 735
 736         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 737                 r->bus_addr);
 738
 739         if (result)
 740                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 741                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 742
 743         r->bus_addr = 0;
 744
 745         return result;
 746 }
 747
 748 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 749 {
 750         int result;
 751         struct dma_chunk *c, *n;
 752
 753         DBG("%s: start\n", __func__);
 754         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 755                 list_del(&c->link);
 756                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 757         }
 758
 759         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 760
 761         if (result)
 762                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 763                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 764
 765         r->bus_addr = 0;
 766         DBG("%s: end\n", __func__);
 767
 768         return result;
 769 }
 770
 771 /**
 772  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 773  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 774  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 775  * @len: Length in bytes of the area to map.
 776  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 777  * map.
 778  *
 779  * This is the common dma mapping routine.
 780  */
 781
 782 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 783            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 784            u64 iopte_flag)
 785 {
 786         int result;
 787         unsigned long flags;
 788         struct dma_chunk *c;
 789         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 790                 : virt_addr;
 791         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 792         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 793                                               1 << r->page_size);
 794         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 795
 796         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 797                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 798                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 799                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 800                         virt_addr);
 801                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 802                         phys_addr);
 803                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 804                         lpar_addr);
 805                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 806                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 807                 *bus_addr, len);
 808         }
 809
 810         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 811         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 812
 813         if (c) {
 814                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 815                 dma_dump_chunk(c);
 816                 c->usage_count++;
 817                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 818                 return 0;
 819         }
 820
 821         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 822
 823         if (result) {
 824                 *bus_addr = 0;
 825                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 826                         __func__, __LINE__, result);
 827                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 828                 return result;
 829         }
 830
 831         c->usage_count = 1;
 832
 833         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 834         return result;
 835 }
 836
 837 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 838              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 839              u64 iopte_flag)
 840 {
 841         int result;
 842         unsigned long flags;
 843         struct dma_chunk *c;
 844         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 845                 : virt_addr;
 846         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 847         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 848                                               1 << r->page_size);
 849
 850         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 851             virt_addr, len);
 852         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 853             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 854
 855         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 856         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 857
 858         if (c) {
 859                 /* FIXME */
 860                 BUG();
 861                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 862                 c->usage_count++;
 863                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 864                 return 0;
 865         }
 866
 867         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 868                                     iopte_flag);
 869
 870         if (result) {
 871                 *bus_addr = 0;
 872                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 873                         __func__, __LINE__, result);
 874                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 875                 return result;
 876         }
 877         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 878         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
 879             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 880         c->usage_count = 1;
 881
 882         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 883         return result;
 884 }
 885
 886 /**
 887  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 888  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 889  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 890  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 891  *
 892  * This is the common dma unmap routine.
 893  */
 894
 895 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
 896         unsigned long len)
 897 {
 898         unsigned long flags;
 899         struct dma_chunk *c;
 900
 901         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 902         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 903
 904         if (!c) {
 905                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 906                         1 << r->page_size);
 907                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 908                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 909                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 910                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 911                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 912                         __func__, __LINE__, len);
 913                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 914                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 915                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 916                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 917                 BUG();
 918         }
 919
 920         c->usage_count--;
 921
 922         if (!c->usage_count) {
 923                 list_del(&c->link);
 924                 dma_sb_free_chunk(c);
 925         }
 926
 927         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 928         return 0;
 929 }
 930
 931 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 932                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
 933 {
 934         unsigned long flags;
 935         struct dma_chunk *c;
 936
 937         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 938         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 939         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 940
 941         if (!c) {
 942                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 943                                                         1 << r->page_size);
 944                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 945                                                       - aligned_bus,
 946                                                       1 << r->page_size);
 947                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 948                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 949                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 950                     __func__, __LINE__, len);
 951                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 952                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 953                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 954                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 955                 BUG();
 956         }
 957
 958         c->usage_count--;
 959
 960         if (!c->usage_count) {
 961                 list_del(&c->link);
 962                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 963         }
 964
 965         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 966         DBG("%s: end\n", __func__);
 967         return 0;
 968 }
 969
 970 /**
 971  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 972  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 973  *
 974  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 975  * ram into the io controller bus address space.
 976  */
 977
 978 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 979 {
 980         int result;
 981         unsigned long virt_addr, len;
 982         dma_addr_t tmp;
 983
 984         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
 985                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
 986                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
 987                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
 988                                 __func__, __LINE__);
 989                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
 990                         r->len = _ALIGN_UP(r->len, 1 << r->page_size);
 991                 }
 992         }
 993
 994         result = dma_sb_region_create(r);
 995         BUG_ON(result);
 996
 997         if (r->offset < map.rm.size) {
 998                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
 999                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
1000                 len = map.rm.size - r->offset;
1001                 if (len > r->len)
1002                         len = r->len;
1003                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1004                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1005                         CBE_IOPTE_M);
1006                 BUG_ON(result);
1007         }
1008
1009         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1010                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1011                 virt_addr = map.rm.size;
1012                 len = r->len;
1013                 if (r->offset >= map.rm.size)
1014                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1015                 else
1016                         len -= map.rm.size - r->offset;
1017                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1018                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1019                         CBE_IOPTE_M);
1020                 BUG_ON(result);
1021         }
1022
1023         return result;
1024 }
1025
1026 /**
1027  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1028  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1029  *
1030  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1031  */
1032
1033 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1034 {
1035         int result;
1036         dma_addr_t bus_addr;
1037         unsigned long len, lpar_addr;
1038
1039         if (r->offset < map.rm.size) {
1040                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1041                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1042                 len = map.rm.size - r->offset;
1043                 if (len > r->len)
1044                         len = r->len;
1045                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1046                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1047                 BUG_ON(result);
1048         }
1049
1050         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1051                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1052                 lpar_addr = map.r1.base;
1053                 len = r->len;
1054                 if (r->offset >= map.rm.size)
1055                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1056                 else
1057                         len -= map.rm.size - r->offset;
1058                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1059                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1060                 BUG_ON(result);
1061         }
1062
1063         result = dma_sb_region_free(r);
1064         BUG_ON(result);
1065
1066         return result;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1071  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1072  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1073  * @len: Length in bytes of the area to map.
1074  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1075  * map.
1076  *
1077  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1078  * occurs in dma_region_create_linear().
1079  */
1080
1081 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1082         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1083         u64 iopte_flag)
1084 {
1085         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1086                 : virt_addr;
1087         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1093  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1094  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1095  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1096  *
1097  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1098  */
1099
1100 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1101         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1102 {
1103         return 0;
1104 };
1105
1106 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1107         .create = dma_sb_region_create,
1108         .free = dma_sb_region_free,
1109         .map = dma_sb_map_area,
1110         .unmap = dma_sb_unmap_area
1111 };
1112
1113 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1114         .create = dma_sb_region_create_linear,
1115         .free = dma_sb_region_free_linear,
1116         .map = dma_sb_map_area_linear,
1117         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1118 };
1119
1120 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1121         .create = dma_ioc0_region_create,
1122         .free = dma_ioc0_region_free,
1123         .map = dma_ioc0_map_area,
1124         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1125 };
1126
1127 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1128         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1129         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1130 {
1131         unsigned long lpar_addr;
1132
1133         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1134
1135         r->dev = dev;
1136         r->page_size = page_size;
1137         r->region_type = region_type;
1138         r->offset = lpar_addr;
1139         if (r->offset >= map.rm.size)
1140                 r->offset -= map.r1.offset;
1141         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1142
1143         switch (dev->dev_type) {
1144         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1145                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1146                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1147                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1148                 break;
1149         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1150                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1151                 break;
1152         default:
1153                 BUG();
1154                 return -EINVAL;
1155         }
1156         return 0;
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1159
1160 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1161 {
1162         BUG_ON(!r);
1163         BUG_ON(!r->region_ops);
1164         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1165         return r->region_ops->create(r);
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1168
1169 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1170 {
1171         BUG_ON(!r);
1172         BUG_ON(!r->region_ops);
1173         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1174         return r->region_ops->free(r);
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1177
1178 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1179         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1180         u64 iopte_flag)
1181 {
1182         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1183 }
1184
1185 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1186         unsigned long len)
1187 {
1188         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1189 }
1190
1191 /*============================================================================*/
1192 /* system startup routines                                                    */
1193 /*============================================================================*/
1194
1195 /**
1196  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1197  */
1198
1199 void __init ps3_mm_init(void)
1200 {
1201         int result;
1202
1203         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1204
1205         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1206                 &map.total);
1207
1208         if (result)
1209                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1210
1211         map.rm.offset = map.rm.base;
1212         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1213
1214         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1215
1216         BUG_ON(map.rm.base);
1217         BUG_ON(!map.rm.size);
1218
1219
1220         /* arrange to do this in ps3_mm_add_memory */
1221         ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1222
1223         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1224         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1225
1226         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1231  */
1232
1233 void ps3_mm_shutdown(void)
1234 {
1235         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1236 }