Merge branch 'connlimit' of git://dev.medozas.de/linux
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / platforms / pseries / iommu.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Mike Corrigan & Dave Engebretsen, IBM Corporation
3  *
4  * Rewrite, cleanup:
5  *
6  * Copyright (C) 2004 Olof Johansson <olof@lixom.net>, IBM Corporation
7  * Copyright (C) 2006 Olof Johansson <olof@lixom.net>
8  *
9  * Dynamic DMA mapping support, pSeries-specific parts, both SMP and LPAR.
10  *
11  *
12  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  * (at your option) any later version.
16  *
17  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
23  * along with this program; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
25  */
26
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/spinlock.h>
32 #include <linux/string.h>
33 #include <linux/pci.h>
34 #include <linux/dma-mapping.h>
35 #include <linux/crash_dump.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/prom.h>
38 #include <asm/rtas.h>
39 #include <asm/iommu.h>
40 #include <asm/pci-bridge.h>
41 #include <asm/machdep.h>
42 #include <asm/abs_addr.h>
43 #include <asm/pSeries_reconfig.h>
44 #include <asm/firmware.h>
45 #include <asm/tce.h>
46 #include <asm/ppc-pci.h>
47 #include <asm/udbg.h>
48
49 #include "plpar_wrappers.h"
50
51
52 static int tce_build_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index,
53                               long npages, unsigned long uaddr,
54                               enum dma_data_direction direction,
55                               struct dma_attrs *attrs)
56 {
57         u64 proto_tce;
58         u64 *tcep;
59         u64 rpn;
60
61         proto_tce = TCE_PCI_READ; // Read allowed
62
63         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
64                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
65
66         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
67
68         while (npages--) {
69                 /* can't move this out since we might cross MEMBLOCK boundary */
70                 rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
71                 *tcep = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
72
73                 uaddr += TCE_PAGE_SIZE;
74                 tcep++;
75         }
76         return 0;
77 }
78
79
80 static void tce_free_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
81 {
82         u64 *tcep;
83
84         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
85
86         while (npages--)
87                 *(tcep++) = 0;
88 }
89
90 static unsigned long tce_get_pseries(struct iommu_table *tbl, long index)
91 {
92         u64 *tcep;
93
94         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
95
96         return *tcep;
97 }
98
99 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
100 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
101
102 static int tce_build_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
103                                 long npages, unsigned long uaddr,
104                                 enum dma_data_direction direction,
105                                 struct dma_attrs *attrs)
106 {
107         u64 rc = 0;
108         u64 proto_tce, tce;
109         u64 rpn;
110         int ret = 0;
111         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
112
113         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
114         proto_tce = TCE_PCI_READ;
115         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
116                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
117
118         while (npages--) {
119                 tce = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
120                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, tce);
121
122                 if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
123                         ret = (int)rc;
124                         tce_free_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
125                                            (npages_start - (npages + 1)));
126                         break;
127                 }
128
129                 if (rc && printk_ratelimit()) {
130                         printk("tce_build_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
131                         printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
132                         printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
133                         printk("\ttce val = 0x%llx\n", tce );
134                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
135                 }
136
137                 tcenum++;
138                 rpn++;
139         }
140         return ret;
141 }
142
143 static DEFINE_PER_CPU(u64 *, tce_page);
144
145 static int tce_buildmulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
146                                      long npages, unsigned long uaddr,
147                                      enum dma_data_direction direction,
148                                      struct dma_attrs *attrs)
149 {
150         u64 rc = 0;
151         u64 proto_tce;
152         u64 *tcep;
153         u64 rpn;
154         long l, limit;
155         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
156         int ret = 0;
157
158         if (npages == 1) {
159                 return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
160                                            direction, attrs);
161         }
162
163         tcep = __get_cpu_var(tce_page);
164
165         /* This is safe to do since interrupts are off when we're called
166          * from iommu_alloc{,_sg}()
167          */
168         if (!tcep) {
169                 tcep = (u64 *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
170                 /* If allocation fails, fall back to the loop implementation */
171                 if (!tcep) {
172                         return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
173                                             direction, attrs);
174                 }
175                 __get_cpu_var(tce_page) = tcep;
176         }
177
178         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
179         proto_tce = TCE_PCI_READ;
180         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
181                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
182
183         /* We can map max one pageful of TCEs at a time */
184         do {
185                 /*
186                  * Set up the page with TCE data, looping through and setting
187                  * the values.
188                  */
189                 limit = min_t(long, npages, 4096/TCE_ENTRY_SIZE);
190
191                 for (l = 0; l < limit; l++) {
192                         tcep[l] = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
193                         rpn++;
194                 }
195
196                 rc = plpar_tce_put_indirect((u64)tbl->it_index,
197                                             (u64)tcenum << 12,
198                                             (u64)virt_to_abs(tcep),
199                                             limit);
200
201                 npages -= limit;
202                 tcenum += limit;
203         } while (npages > 0 && !rc);
204
205         if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
206                 ret = (int)rc;
207                 tce_freemulti_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
208                                         (npages_start - (npages + limit)));
209                 return ret;
210         }
211
212         if (rc && printk_ratelimit()) {
213                 printk("tce_buildmulti_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
214                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
215                 printk("\tnpages  = 0x%llx\n", (u64)npages);
216                 printk("\ttce[0] val = 0x%llx\n", tcep[0]);
217                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
218         }
219         return ret;
220 }
221
222 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
223 {
224         u64 rc;
225
226         while (npages--) {
227                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0);
228
229                 if (rc && printk_ratelimit()) {
230                         printk("tce_free_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
231                         printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
232                         printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
233                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
234                 }
235
236                 tcenum++;
237         }
238 }
239
240
241 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
242 {
243         u64 rc;
244
245         rc = plpar_tce_stuff((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0, npages);
246
247         if (rc && printk_ratelimit()) {
248                 printk("tce_freemulti_pSeriesLP: plpar_tce_stuff failed\n");
249                 printk("\trc      = %lld\n", rc);
250                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
251                 printk("\tnpages  = 0x%llx\n", (u64)npages);
252                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
253         }
254 }
255
256 static unsigned long tce_get_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum)
257 {
258         u64 rc;
259         unsigned long tce_ret;
260
261         rc = plpar_tce_get((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, &tce_ret);
262
263         if (rc && printk_ratelimit()) {
264                 printk("tce_get_pSeriesLP: plpar_tce_get failed. rc=%lld\n", rc);
265                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
266                 printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
267                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
268         }
269
270         return tce_ret;
271 }
272
273 #ifdef CONFIG_PCI
274 static void iommu_table_setparms(struct pci_controller *phb,
275                                  struct device_node *dn,
276                                  struct iommu_table *tbl)
277 {
278         struct device_node *node;
279         const unsigned long *basep;
280         const u32 *sizep;
281
282         node = phb->dn;
283
284         basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
285         sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
286         if (basep == NULL || sizep == NULL) {
287                 printk(KERN_ERR "PCI_DMA: iommu_table_setparms: %s has "
288                                 "missing tce entries !\n", dn->full_name);
289                 return;
290         }
291
292         tbl->it_base = (unsigned long)__va(*basep);
293
294         if (!is_kdump_kernel())
295                 memset((void *)tbl->it_base, 0, *sizep);
296
297         tbl->it_busno = phb->bus->number;
298
299         /* Units of tce entries */
300         tbl->it_offset = phb->dma_window_base_cur >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
301
302         /* Test if we are going over 2GB of DMA space */
303         if (phb->dma_window_base_cur + phb->dma_window_size > 0x80000000ul) {
304                 udbg_printf("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
305                 panic("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
306         }
307
308         phb->dma_window_base_cur += phb->dma_window_size;
309
310         /* Set the tce table size - measured in entries */
311         tbl->it_size = phb->dma_window_size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
312
313         tbl->it_index = 0;
314         tbl->it_blocksize = 16;
315         tbl->it_type = TCE_PCI;
316 }
317
318 /*
319  * iommu_table_setparms_lpar
320  *
321  * Function: On pSeries LPAR systems, return TCE table info, given a pci bus.
322  */
323 static void iommu_table_setparms_lpar(struct pci_controller *phb,
324                                       struct device_node *dn,
325                                       struct iommu_table *tbl,
326                                       const void *dma_window)
327 {
328         unsigned long offset, size;
329
330         of_parse_dma_window(dn, dma_window, &tbl->it_index, &offset, &size);
331
332         tbl->it_busno = phb->bus->number;
333         tbl->it_base   = 0;
334         tbl->it_blocksize  = 16;
335         tbl->it_type = TCE_PCI;
336         tbl->it_offset = offset >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
337         tbl->it_size = size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
338 }
339
340 static void pci_dma_bus_setup_pSeries(struct pci_bus *bus)
341 {
342         struct device_node *dn;
343         struct iommu_table *tbl;
344         struct device_node *isa_dn, *isa_dn_orig;
345         struct device_node *tmp;
346         struct pci_dn *pci;
347         int children;
348
349         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
350
351         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeries: setting up bus %s\n", dn->full_name);
352
353         if (bus->self) {
354                 /* This is not a root bus, any setup will be done for the
355                  * device-side of the bridge in iommu_dev_setup_pSeries().
356                  */
357                 return;
358         }
359         pci = PCI_DN(dn);
360
361         /* Check if the ISA bus on the system is under
362          * this PHB.
363          */
364         isa_dn = isa_dn_orig = of_find_node_by_type(NULL, "isa");
365
366         while (isa_dn && isa_dn != dn)
367                 isa_dn = isa_dn->parent;
368
369         if (isa_dn_orig)
370                 of_node_put(isa_dn_orig);
371
372         /* Count number of direct PCI children of the PHB. */
373         for (children = 0, tmp = dn->child; tmp; tmp = tmp->sibling)
374                 children++;
375
376         pr_debug("Children: %d\n", children);
377
378         /* Calculate amount of DMA window per slot. Each window must be
379          * a power of two (due to pci_alloc_consistent requirements).
380          *
381          * Keep 256MB aside for PHBs with ISA.
382          */
383
384         if (!isa_dn) {
385                 /* No ISA/IDE - just set window size and return */
386                 pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul; /* To be divided */
387
388                 while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x80000000ul)
389                         pci->phb->dma_window_size >>= 1;
390                 pr_debug("No ISA/IDE, window size is 0x%llx\n",
391                          pci->phb->dma_window_size);
392                 pci->phb->dma_window_base_cur = 0;
393
394                 return;
395         }
396
397         /* If we have ISA, then we probably have an IDE
398          * controller too. Allocate a 128MB table but
399          * skip the first 128MB to avoid stepping on ISA
400          * space.
401          */
402         pci->phb->dma_window_size = 0x8000000ul;
403         pci->phb->dma_window_base_cur = 0x8000000ul;
404
405         tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
406                            pci->phb->node);
407
408         iommu_table_setparms(pci->phb, dn, tbl);
409         pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
410
411         /* Divide the rest (1.75GB) among the children */
412         pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul;
413         while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x70000000ul)
414                 pci->phb->dma_window_size >>= 1;
415
416         pr_debug("ISA/IDE, window size is 0x%llx\n", pci->phb->dma_window_size);
417 }
418
419
420 static void pci_dma_bus_setup_pSeriesLP(struct pci_bus *bus)
421 {
422         struct iommu_table *tbl;
423         struct device_node *dn, *pdn;
424         struct pci_dn *ppci;
425         const void *dma_window = NULL;
426
427         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
428
429         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeriesLP: setting up bus %s\n",
430                  dn->full_name);
431
432         /* Find nearest ibm,dma-window, walking up the device tree */
433         for (pdn = dn; pdn != NULL; pdn = pdn->parent) {
434                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
435                 if (dma_window != NULL)
436                         break;
437         }
438
439         if (dma_window == NULL) {
440                 pr_debug("  no ibm,dma-window property !\n");
441                 return;
442         }
443
444         ppci = PCI_DN(pdn);
445
446         pr_debug("  parent is %s, iommu_table: 0x%p\n",
447                  pdn->full_name, ppci->iommu_table);
448
449         if (!ppci->iommu_table) {
450                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
451                                    ppci->phb->node);
452                 iommu_table_setparms_lpar(ppci->phb, pdn, tbl, dma_window);
453                 ppci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, ppci->phb->node);
454                 pr_debug("  created table: %p\n", ppci->iommu_table);
455         }
456 }
457
458
459 static void pci_dma_dev_setup_pSeries(struct pci_dev *dev)
460 {
461         struct device_node *dn;
462         struct iommu_table *tbl;
463
464         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeries: %s\n", pci_name(dev));
465
466         dn = dev->dev.of_node;
467
468         /* If we're the direct child of a root bus, then we need to allocate
469          * an iommu table ourselves. The bus setup code should have setup
470          * the window sizes already.
471          */
472         if (!dev->bus->self) {
473                 struct pci_controller *phb = PCI_DN(dn)->phb;
474
475                 pr_debug(" --> first child, no bridge. Allocating iommu table.\n");
476                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
477                                    phb->node);
478                 iommu_table_setparms(phb, dn, tbl);
479                 PCI_DN(dn)->iommu_table = iommu_init_table(tbl, phb->node);
480                 set_iommu_table_base(&dev->dev, PCI_DN(dn)->iommu_table);
481                 return;
482         }
483
484         /* If this device is further down the bus tree, search upwards until
485          * an already allocated iommu table is found and use that.
486          */
487
488         while (dn && PCI_DN(dn) && PCI_DN(dn)->iommu_table == NULL)
489                 dn = dn->parent;
490
491         if (dn && PCI_DN(dn))
492                 set_iommu_table_base(&dev->dev, PCI_DN(dn)->iommu_table);
493         else
494                 printk(KERN_WARNING "iommu: Device %s has no iommu table\n",
495                        pci_name(dev));
496 }
497
498 static void pci_dma_dev_setup_pSeriesLP(struct pci_dev *dev)
499 {
500         struct device_node *pdn, *dn;
501         struct iommu_table *tbl;
502         const void *dma_window = NULL;
503         struct pci_dn *pci;
504
505         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: %s\n", pci_name(dev));
506
507         /* dev setup for LPAR is a little tricky, since the device tree might
508          * contain the dma-window properties per-device and not neccesarily
509          * for the bus. So we need to search upwards in the tree until we
510          * either hit a dma-window property, OR find a parent with a table
511          * already allocated.
512          */
513         dn = pci_device_to_OF_node(dev);
514         pr_debug("  node is %s\n", dn->full_name);
515
516         for (pdn = dn; pdn && PCI_DN(pdn) && !PCI_DN(pdn)->iommu_table;
517              pdn = pdn->parent) {
518                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
519                 if (dma_window)
520                         break;
521         }
522
523         if (!pdn || !PCI_DN(pdn)) {
524                 printk(KERN_WARNING "pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: "
525                        "no DMA window found for pci dev=%s dn=%s\n",
526                                  pci_name(dev), dn? dn->full_name : "<null>");
527                 return;
528         }
529         pr_debug("  parent is %s\n", pdn->full_name);
530
531         pci = PCI_DN(pdn);
532         if (!pci->iommu_table) {
533                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
534                                    pci->phb->node);
535                 iommu_table_setparms_lpar(pci->phb, pdn, tbl, dma_window);
536                 pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
537                 pr_debug("  created table: %p\n", pci->iommu_table);
538         } else {
539                 pr_debug("  found DMA window, table: %p\n", pci->iommu_table);
540         }
541
542         set_iommu_table_base(&dev->dev, pci->iommu_table);
543 }
544 #else  /* CONFIG_PCI */
545 #define pci_dma_bus_setup_pSeries       NULL
546 #define pci_dma_dev_setup_pSeries       NULL
547 #define pci_dma_bus_setup_pSeriesLP     NULL
548 #define pci_dma_dev_setup_pSeriesLP     NULL
549 #endif /* !CONFIG_PCI */
550
551 static int iommu_reconfig_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action, void *node)
552 {
553         int err = NOTIFY_OK;
554         struct device_node *np = node;
555         struct pci_dn *pci = PCI_DN(np);
556
557         switch (action) {
558         case PSERIES_RECONFIG_REMOVE:
559                 if (pci && pci->iommu_table)
560                         iommu_free_table(pci->iommu_table, np->full_name);
561                 break;
562         default:
563                 err = NOTIFY_DONE;
564                 break;
565         }
566         return err;
567 }
568
569 static struct notifier_block iommu_reconfig_nb = {
570         .notifier_call = iommu_reconfig_notifier,
571 };
572
573 /* These are called very early. */
574 void iommu_init_early_pSeries(void)
575 {
576         if (of_chosen && of_get_property(of_chosen, "linux,iommu-off", NULL))
577                 return;
578
579         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
580                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
581                         ppc_md.tce_build = tce_buildmulti_pSeriesLP;
582                         ppc_md.tce_free  = tce_freemulti_pSeriesLP;
583                 } else {
584                         ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
585                         ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
586                 }
587                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pSeriesLP;
588                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeriesLP;
589                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeriesLP;
590         } else {
591                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeries;
592                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeries;
593                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pseries;
594                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeries;
595                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeries;
596         }
597
598
599         pSeries_reconfig_notifier_register(&iommu_reconfig_nb);
600
601         set_pci_dma_ops(&dma_iommu_ops);
602 }
603
604 static int __init disable_multitce(char *str)
605 {
606         if (strcmp(str, "off") == 0 &&
607             firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
608             firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
609                 printk(KERN_INFO "Disabling MULTITCE firmware feature\n");
610                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
611                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
612                 powerpc_firmware_features &= ~FW_FEATURE_MULTITCE;
613         }
614         return 1;
615 }
616
617 __setup("multitce=", disable_multitce);