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
  25 #include <asm/firmware.h>
  26 #include <asm/lmb.h>
  27 #include <asm/udbg.h>
  28 #include <asm/lv1call.h>
  29
  30 #include "platform.h"
  31
  32 #if defined(DEBUG)
  33 #define DBG udbg_printf
  34 #else
  35 #define DBG pr_debug
  36 #endif
  37
  38 enum {
  39 #if defined(CONFIG_PS3_USE_LPAR_ADDR)
  40         USE_LPAR_ADDR = 1,
  41 #else
  42         USE_LPAR_ADDR = 0,
  43 #endif
  44 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
  45         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
  46 #else
  47         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
  48 #endif
  49 };
  50
  51 enum {
  52         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
  53         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
  54         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
  55 };
  56
  57 static unsigned long make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
  58 {
  59         return (a << 56) | (b << 48);
  60 }
  61
  62 enum {
  63         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
  64         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
  65 };
  66
  67 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
  68
  69 enum {
  70         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
  71         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
  72 };
  73
  74 /*============================================================================*/
  75 /* virtual address space routines                                             */
  76 /*============================================================================*/
  77
  78 /**
  79  * struct mem_region - memory region structure
  80  * @base: base address
  81  * @size: size in bytes
  82  * @offset: difference between base and rm.size
  83  */
  84
  85 struct mem_region {
  86         unsigned long base;
  87         unsigned long size;
  88         unsigned long offset;
  89 };
  90
  91 /**
  92  * struct map - address space state variables holder
  93  * @total: total memory available as reported by HV
  94  * @vas_id - HV virtual address space id
  95  * @htab_size: htab size in bytes
  96  *
  97  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
  98  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
  99  * @rm: real mode (bootmem) region
 100  * @r1: hotplug memory region(s)
 101  *
 102  * ps3 addresses
 103  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
 104  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
 105  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
 106  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
 107  */
 108
 109 struct map {
 110         unsigned long total;
 111         unsigned long vas_id;
 112         unsigned long htab_size;
 113         struct mem_region rm;
 114         struct mem_region r1;
 115 };
 116
 117 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
 118 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
 119         const char *func, int line)
 120 {
 121         DBG("%s:%d: map.total     = %lxh\n", func, line, m->total);
 122         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %lxh\n", func, line, m->rm.size);
 123         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %lu\n", func, line, m->vas_id);
 124         DBG("%s:%d: map.htab_size = %lxh\n", func, line, m->htab_size);
 125         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %lxh\n", func, line, m->r1.base);
 126         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
 127         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %lxh\n", func, line, m->r1.size);
 128 }
 129
 130 static struct map map;
 131
 132 /**
 133  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
 134  * @phys_addr: linux physical address
 135  */
 136
 137 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
 138 {
 139         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
 140         if (USE_LPAR_ADDR)
 141                 return phys_addr;
 142         else
 143                 return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
 144                         ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
 145 }
 146
 147 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
 148
 149 /**
 150  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
 151  */
 152
 153 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
 154 {
 155         int result;
 156         unsigned long start_address;
 157         unsigned long size;
 158         unsigned long access_right;
 159         unsigned long max_page_size;
 160         unsigned long flags;
 161
 162         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
 163                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
 164                 &flags);
 165
 166         if (result) {
 167                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
 168                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 169                         ps3_result(result));
 170                 goto fail;
 171         }
 172
 173         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
 174                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %lxh\n", __func__, __LINE__,
 175                         max_page_size);
 176                 goto fail;
 177         }
 178
 179         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
 180         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
 181
 182         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
 183                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
 184                         &map.vas_id, &map.htab_size);
 185
 186         if (result) {
 187                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
 188                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 189                 goto fail;
 190         }
 191
 192         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
 193
 194         if (result) {
 195                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
 196                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 197                 goto fail;
 198         }
 199
 200         *htab_size = map.htab_size;
 201
 202         debug_dump_map(&map);
 203
 204         return;
 205
 206 fail:
 207         panic("ps3_mm_vas_create failed");
 208 }
 209
 210 /**
 211  * ps3_mm_vas_destroy -
 212  */
 213
 214 void ps3_mm_vas_destroy(void)
 215 {
 216         int result;
 217
 218         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %lu\n", __func__, __LINE__, map.vas_id);
 219
 220         if (map.vas_id) {
 221                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
 222                 BUG_ON(result);
 223                 result = lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
 224                 BUG_ON(result);
 225                 map.vas_id = 0;
 226         }
 227 }
 228
 229 /*============================================================================*/
 230 /* memory hotplug routines                                                    */
 231 /*============================================================================*/
 232
 233 /**
 234  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
 235  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
 236  * @size: requested region size
 237  *
 238  * This implementation creates the region with the vas large page size.
 239  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
 240  */
 241
 242 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
 243 {
 244         int result;
 245         unsigned long muid;
 246
 247         r->size = _ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
 248
 249         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
 250         DBG("%s:%d actual     %lxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
 251         DBG("%s:%d difference %lxh (%luMB)\n", __func__, __LINE__,
 252                 (unsigned long)(size - r->size),
 253                 (size - r->size) / 1024 / 1024);
 254
 255         if (r->size == 0) {
 256                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
 257                 result = -1;
 258                 goto zero_region;
 259         }
 260
 261         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
 262                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
 263
 264         if (result || r->base < map.rm.size) {
 265                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
 266                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 267                 goto zero_region;
 268         }
 269
 270         r->offset = r->base - map.rm.size;
 271         return result;
 272
 273 zero_region:
 274         r->size = r->base = r->offset = 0;
 275         return result;
 276 }
 277
 278 /**
 279  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
 280  * @r: pointer to struct mem_region
 281  */
 282
 283 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
 284 {
 285         int result;
 286
 287         DBG("%s:%d: r->base = %lxh\n", __func__, __LINE__, r->base);
 288         if (r->base) {
 289                 result = lv1_release_memory(r->base);
 290                 BUG_ON(result);
 291                 r->size = r->base = r->offset = 0;
 292                 map.total = map.rm.size;
 293         }
 294 }
 295
 296 /**
 297  * ps3_mm_add_memory - hot add memory
 298  */
 299
 300 static int __init ps3_mm_add_memory(void)
 301 {
 302         int result;
 303         unsigned long start_addr;
 304         unsigned long start_pfn;
 305         unsigned long nr_pages;
 306
 307         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
 308                 return -ENODEV;
 309
 310         BUG_ON(!mem_init_done);
 311
 312         start_addr = USE_LPAR_ADDR ? map.r1.base : map.rm.size;
 313         start_pfn = start_addr >> PAGE_SHIFT;
 314         nr_pages = (map.r1.size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 315
 316         DBG("%s:%d: start_addr %lxh, start_pfn %lxh, nr_pages %lxh\n",
 317                 __func__, __LINE__, start_addr, start_pfn, nr_pages);
 318
 319         result = add_memory(0, start_addr, map.r1.size);
 320
 321         if (result) {
 322                 DBG("%s:%d: add_memory failed: (%d)\n",
 323                         __func__, __LINE__, result);
 324                 return result;
 325         }
 326
 327         result = online_pages(start_pfn, nr_pages);
 328
 329         if (result)
 330                 DBG("%s:%d: online_pages failed: (%d)\n",
 331                         __func__, __LINE__, result);
 332
 333         return result;
 334 }
 335
 336 core_initcall(ps3_mm_add_memory);
 337
 338 /*============================================================================*/
 339 /* dma routines                                                               */
 340 /*============================================================================*/
 341
 342 /**
 343  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
 344  * @r: pointer to dma region structure
 345  * @lpar_addr: HV lpar address
 346  */
 347
 348 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
 349         unsigned long lpar_addr)
 350 {
 351         if (lpar_addr >= map.rm.size)
 352                 lpar_addr -= map.r1.offset;
 353         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
 354         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
 355         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
 356 }
 357
 358 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
 359 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
 360         const char *func, int line)
 361 {
 362         DBG("%s:%d: dev        %u:%u\n", func, line, r->dev->bus_id,
 363                 r->dev->dev_id);
 364         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
 365         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
 366         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
 367         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
 368 }
 369
 370   /**
 371  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
 372  * @region - The dma region that owns this chunk.
 373  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
 374  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
 375  * @len: Length in bytes of the area to map.
 376  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
 377  * list of all chuncks owned by the region.
 378  *
 379  * This implementation uses a very simple dma page manager
 380  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
 381  * that all drivers use very well behaved dma ops.
 382  */
 383
 384 struct dma_chunk {
 385         struct ps3_dma_region *region;
 386         unsigned long lpar_addr;
 387         unsigned long bus_addr;
 388         unsigned long len;
 389         struct list_head link;
 390         unsigned int usage_count;
 391 };
 392
 393 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
 394 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
 395         int line)
 396 {
 397         DBG("%s:%d: r.dev        %u:%u\n", func, line,
 398                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
 399         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
 400         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
 401         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
 402         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
 403         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
 404         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
 405         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
 406 }
 407
 408 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
 409         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 410 {
 411         struct dma_chunk *c;
 412         unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
 413         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len+bus_addr-aligned_bus,
 414                                               1 << r->page_size);
 415
 416         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 417                 /* intersection */
 418                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
 419                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
 420                         return c;
 421
 422                 /* below */
 423                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
 424                         continue;
 425
 426                 /* above */
 427                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
 428                         continue;
 429
 430                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
 431                 dma_dump_chunk(c);
 432                 BUG();
 433         }
 434         return NULL;
 435 }
 436
 437 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
 438         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
 439 {
 440         struct dma_chunk *c;
 441         unsigned long aligned_lpar = _ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
 442         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + lpar_addr - aligned_lpar,
 443                                               1 << r->page_size);
 444
 445         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 446                 /* intersection */
 447                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
 448                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
 449                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
 450                                 return c;
 451                         else {
 452                                 dma_dump_chunk(c);
 453                                 BUG();
 454                         }
 455                 }
 456                 /* below */
 457                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
 458                         continue;
 459                 }
 460                 /* above */
 461                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
 462                         continue;
 463                 }
 464         }
 465         return NULL;
 466 }
 467
 468 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 469 {
 470         int result = 0;
 471
 472         if (c->bus_addr) {
 473                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 474                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
 475                 BUG_ON(result);
 476         }
 477
 478         kfree(c);
 479         return result;
 480 }
 481
 482 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 483 {
 484         int result = 0;
 485         int iopage;
 486         unsigned long offset;
 487         struct ps3_dma_region *r = c->region;
 488
 489         DBG("%s:start\n", __func__);
 490         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
 491                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 492                 /* put INVALID entry */
 493                 result = lv1_put_iopte(0,
 494                                        c->bus_addr + offset,
 495                                        c->lpar_addr + offset,
 496                                        r->ioid,
 497                                        0);
 498                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
 499                     c->bus_addr + offset,
 500                     c->lpar_addr + offset,
 501                     r->ioid);
 502
 503                 if (result) {
 504                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
 505                             __LINE__, ps3_result(result));
 506                 }
 507         }
 508         kfree(c);
 509         DBG("%s:end\n", __func__);
 510         return result;
 511 }
 512
 513 /**
 514  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
 515  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 516  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
 517  * @len: Length in bytes of the area to map.
 518  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
 519  *
 520  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
 521  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
 522  */
 523
 524 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 525             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
 526 {
 527         int result;
 528         struct dma_chunk *c;
 529
 530         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 531
 532         if (!c) {
 533                 result = -ENOMEM;
 534                 goto fail_alloc;
 535         }
 536
 537         c->region = r;
 538         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 539         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 540         c->len = len;
 541
 542         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 543         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 544                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 545                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 546         if (result) {
 547                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 548                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 549                 goto fail_map;
 550         }
 551
 552         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 553
 554         *c_out = c;
 555         return 0;
 556
 557 fail_map:
 558         kfree(c);
 559 fail_alloc:
 560         *c_out = NULL;
 561         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 562         return result;
 563 }
 564
 565 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 566                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 567                               u64 iopte_flag)
 568 {
 569         int result;
 570         struct dma_chunk *c, *last;
 571         int iopage, pages;
 572         unsigned long offset;
 573
 574         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 575             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 576         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 577
 578         if (!c) {
 579                 result = -ENOMEM;
 580                 goto fail_alloc;
 581         }
 582
 583         c->region = r;
 584         c->len = len;
 585         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 586         /* allocate IO address */
 587         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 588                 /* first one */
 589                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 590         } else {
 591                 /* derive from last bus addr*/
 592                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 593                                    struct dma_chunk, link);
 594                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 595                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 596                     last->bus_addr, last->len);
 597         }
 598
 599         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 600
 601         /* build ioptes for the area */
 602         pages = len >> r->page_size;
 603         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#lx\n", __func__,
 604             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 605         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 606                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 607                 result = lv1_put_iopte(0,
 608                                        c->bus_addr + offset,
 609                                        c->lpar_addr + offset,
 610                                        r->ioid,
 611                                        iopte_flag);
 612                 if (result) {
 613                         printk(KERN_WARNING "%s:%d: lv1_map_device_dma_region "
 614                                 "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 615                                 ps3_result(result));
 616                         goto fail_map;
 617                 }
 618                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 619                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 620                     r->ioid);
 621         }
 622
 623         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 624         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 625
 626         *c_out = c;
 627         DBG("%s: end\n", __func__);
 628         return 0;
 629
 630 fail_map:
 631         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 632                 lv1_put_iopte(0,
 633                               c->bus_addr + offset,
 634                               c->lpar_addr + offset,
 635                               r->ioid,
 636                               0);
 637         }
 638         kfree(c);
 639 fail_alloc:
 640         *c_out = NULL;
 641         return result;
 642 }
 643
 644 /**
 645  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 646  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 647  *
 648  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 649  * will make the HV call to create the region.
 650  */
 651
 652 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 653 {
 654         int result;
 655
 656         pr_info(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 657
 658         BUG_ON(!r);
 659
 660         if (!r->dev->bus_id) {
 661                 pr_info("%s:%d: %u:%u no dma\n", __func__, __LINE__,
 662                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 663                 return 0;
 664         }
 665
 666         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 667             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 668
 669         BUG_ON(!r->len);
 670         BUG_ON(!r->page_size);
 671         BUG_ON(!r->region_ops);
 672
 673         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 674         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 675
 676         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 677                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 678                 &r->bus_addr);
 679
 680         if (result) {
 681                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 682                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 683                 r->len = r->bus_addr = 0;
 684         }
 685
 686         return result;
 687 }
 688
 689 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 690 {
 691         int result;
 692
 693         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 694         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 695
 696         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 697                                          r->len,
 698                                          r->page_size,
 699                                          &r->bus_addr);
 700         if (result) {
 701                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 702                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 703                 r->len = r->bus_addr = 0;
 704         }
 705         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 706             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 707         return result;
 708 }
 709
 710 /**
 711  * dma_region_free - Free a device dma region.
 712  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 713  *
 714  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 715  * will make the HV call to free the region.
 716  */
 717
 718 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 719 {
 720         int result;
 721         struct dma_chunk *c;
 722         struct dma_chunk *tmp;
 723
 724         BUG_ON(!r);
 725
 726         if (!r->dev->bus_id) {
 727                 pr_info("%s:%d: %u:%u no dma\n", __func__, __LINE__,
 728                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 729                 return 0;
 730         }
 731
 732         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 733                 list_del(&c->link);
 734                 dma_sb_free_chunk(c);
 735         }
 736
 737         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 738                 r->bus_addr);
 739
 740         if (result)
 741                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 742                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 743
 744         r->bus_addr = 0;
 745
 746         return result;
 747 }
 748
 749 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 750 {
 751         int result;
 752         struct dma_chunk *c, *n;
 753
 754         DBG("%s: start\n", __func__);
 755         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 756                 list_del(&c->link);
 757                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 758         }
 759
 760         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 761
 762         if (result)
 763                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 764                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 765
 766         r->bus_addr = 0;
 767         DBG("%s: end\n", __func__);
 768
 769         return result;
 770 }
 771
 772 /**
 773  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 774  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 775  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 776  * @len: Length in bytes of the area to map.
 777  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 778  * map.
 779  *
 780  * This is the common dma mapping routine.
 781  */
 782
 783 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 784            unsigned long len, unsigned long *bus_addr,
 785            u64 iopte_flag)
 786 {
 787         int result;
 788         unsigned long flags;
 789         struct dma_chunk *c;
 790         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 791                 : virt_addr;
 792         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 793         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 794                                               1 << r->page_size);
 795         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 796
 797         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 798                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 799                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 800                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 801                         virt_addr);
 802                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 803                         phys_addr);
 804                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 805                         lpar_addr);
 806                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 807                 DBG("%s:%d bus_addr  %lxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 808                 *bus_addr, len);
 809         }
 810
 811         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 812         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 813
 814         if (c) {
 815                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 816                 dma_dump_chunk(c);
 817                 c->usage_count++;
 818                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 819                 return 0;
 820         }
 821
 822         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 823
 824         if (result) {
 825                 *bus_addr = 0;
 826                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 827                         __func__, __LINE__, result);
 828                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 829                 return result;
 830         }
 831
 832         c->usage_count = 1;
 833
 834         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 835         return result;
 836 }
 837
 838 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 839              unsigned long len, unsigned long *bus_addr,
 840              u64 iopte_flag)
 841 {
 842         int result;
 843         unsigned long flags;
 844         struct dma_chunk *c;
 845         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 846                 : virt_addr;
 847         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 848         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 849                                               1 << r->page_size);
 850
 851         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 852             virt_addr, len);
 853         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 854             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 855
 856         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 857         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 858
 859         if (c) {
 860                 /* FIXME */
 861                 BUG();
 862                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 863                 c->usage_count++;
 864                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 865                 return 0;
 866         }
 867
 868         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 869                                     iopte_flag);
 870
 871         if (result) {
 872                 *bus_addr = 0;
 873                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 874                         __func__, __LINE__, result);
 875                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 876                 return result;
 877         }
 878         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 879         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#lx\n", __func__,
 880             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 881         c->usage_count = 1;
 882
 883         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 884         return result;
 885 }
 886
 887 /**
 888  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 889  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 890  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 891  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 892  *
 893  * This is the common dma unmap routine.
 894  */
 895
 896 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long bus_addr,
 897         unsigned long len)
 898 {
 899         unsigned long flags;
 900         struct dma_chunk *c;
 901
 902         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 903         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 904
 905         if (!c) {
 906                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 907                         1 << r->page_size);
 908                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 909                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 910                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %lxh\n",
 911                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 912                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 913                         __func__, __LINE__, len);
 914                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 915                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 916                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 917                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 918                 BUG();
 919         }
 920
 921         c->usage_count--;
 922
 923         if (!c->usage_count) {
 924                 list_del(&c->link);
 925                 dma_sb_free_chunk(c);
 926         }
 927
 928         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 933                         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 934 {
 935         unsigned long flags;
 936         struct dma_chunk *c;
 937
 938         DBG("%s: start a=%#lx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 939         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 940         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 941
 942         if (!c) {
 943                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 944                                                         1 << r->page_size);
 945                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 946                                                       - aligned_bus,
 947                                                       1 << r->page_size);
 948                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %lxh\n",
 949                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 950                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 951                     __func__, __LINE__, len);
 952                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 953                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 954                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 955                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 956                 BUG();
 957         }
 958
 959         c->usage_count--;
 960
 961         if (!c->usage_count) {
 962                 list_del(&c->link);
 963                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 964         }
 965
 966         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 967         DBG("%s: end\n", __func__);
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 /**
 972  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 973  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 974  *
 975  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 976  * ram into the io controller bus address space.
 977  */
 978
 979 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 980 {
 981         int result;
 982         unsigned long virt_addr, len, 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                         IOPTE_PP_W | IOPTE_PP_R | IOPTE_SO_RW | IOPTE_M);
1005                 BUG_ON(result);
1006         }
1007
1008         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1009                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1010                 virt_addr = USE_LPAR_ADDR ? map.r1.base : map.rm.size;
1011                 len = r->len;
1012                 if (r->offset >= map.rm.size)
1013                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1014                 else
1015                         len -= map.rm.size - r->offset;
1016                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1017                         IOPTE_PP_W | IOPTE_PP_R | IOPTE_SO_RW | IOPTE_M);
1018                 BUG_ON(result);
1019         }
1020
1021         return result;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1026  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1027  *
1028  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1029  */
1030
1031 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1032 {
1033         int result;
1034         unsigned long bus_addr, len, lpar_addr;
1035
1036         if (r->offset < map.rm.size) {
1037                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1038                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1039                 len = map.rm.size - r->offset;
1040                 if (len > r->len)
1041                         len = r->len;
1042                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1043                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1044                 BUG_ON(result);
1045         }
1046
1047         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1048                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1049                 lpar_addr = map.r1.base;
1050                 len = r->len;
1051                 if (r->offset >= map.rm.size)
1052                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1053                 else
1054                         len -= map.rm.size - r->offset;
1055                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1056                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1057                 BUG_ON(result);
1058         }
1059
1060         result = dma_sb_region_free(r);
1061         BUG_ON(result);
1062
1063         return result;
1064 }
1065
1066 /**
1067  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1068  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1069  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1070  * @len: Length in bytes of the area to map.
1071  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1072  * map.
1073  *
1074  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1075  * occurs in dma_region_create_linear().
1076  */
1077
1078 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1079         unsigned long virt_addr, unsigned long len, unsigned long *bus_addr,
1080         u64 iopte_flag)
1081 {
1082         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1083                 : virt_addr;
1084         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 /**
1089  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1090  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1091  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1092  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1093  *
1094  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1095  */
1096
1097 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1098         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
1099 {
1100         return 0;
1101 };
1102
1103 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1104         .create = dma_sb_region_create,
1105         .free = dma_sb_region_free,
1106         .map = dma_sb_map_area,
1107         .unmap = dma_sb_unmap_area
1108 };
1109
1110 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1111         .create = dma_sb_region_create_linear,
1112         .free = dma_sb_region_free_linear,
1113         .map = dma_sb_map_area_linear,
1114         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1115 };
1116
1117 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1118         .create = dma_ioc0_region_create,
1119         .free = dma_ioc0_region_free,
1120         .map = dma_ioc0_map_area,
1121         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1122 };
1123
1124 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1125         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1126         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1127 {
1128         unsigned long lpar_addr;
1129
1130         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1131
1132         r->dev = dev;
1133         r->page_size = page_size;
1134         r->region_type = region_type;
1135         r->offset = lpar_addr;
1136         if (r->offset >= map.rm.size)
1137                 r->offset -= map.r1.offset;
1138         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1139
1140         switch (dev->dev_type) {
1141         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1142                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1143                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1144                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1145                 break;
1146         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1147                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1148                 break;
1149         default:
1150                 BUG();
1151                 return -EINVAL;
1152         }
1153         return 0;
1154 }
1155 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1156
1157 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1158 {
1159         BUG_ON(!r);
1160         BUG_ON(!r->region_ops);
1161         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1162         return r->region_ops->create(r);
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1165
1166 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1167 {
1168         BUG_ON(!r);
1169         BUG_ON(!r->region_ops);
1170         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1171         return r->region_ops->free(r);
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1174
1175 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1176         unsigned long len, unsigned long *bus_addr,
1177         u64 iopte_flag)
1178 {
1179         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1180 }
1181
1182 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, unsigned long bus_addr,
1183         unsigned long len)
1184 {
1185         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1186 }
1187
1188 /*============================================================================*/
1189 /* system startup routines                                                    */
1190 /*============================================================================*/
1191
1192 /**
1193  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1194  */
1195
1196 void __init ps3_mm_init(void)
1197 {
1198         int result;
1199
1200         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1201
1202         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1203                 &map.total);
1204
1205         if (result)
1206                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1207
1208         map.rm.offset = map.rm.base;
1209         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1210
1211         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1212
1213         BUG_ON(map.rm.base);
1214         BUG_ON(!map.rm.size);
1215
1216
1217         /* arrange to do this in ps3_mm_add_memory */
1218         ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1219
1220         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1221         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1222
1223         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1224 }
1225
1226 /**
1227  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1228  */
1229
1230 void ps3_mm_shutdown(void)
1231 {
1232         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1233 }