arch/sparc/mm/io-unit.c

   1 /* $Id: io-unit.c,v 1.24 2001/12/17 07:05:09 davem Exp $
   2  * io-unit.c:  IO-UNIT specific routines for memory management.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1997,1998 Jakub Jelinek    (jj@sunsite.mff.cuni.cz)
   5  */
   6
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/slab.h>
  10 #include <linux/spinlock.h>
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/highmem.h>      /* pte_offset_map => kmap_atomic */
  13 #include <linux/bitops.h>
  14
  15 #include <asm/scatterlist.h>
  16 #include <asm/pgalloc.h>
  17 #include <asm/pgtable.h>
  18 #include <asm/sbus.h>
  19 #include <asm/io.h>
  20 #include <asm/io-unit.h>
  21 #include <asm/mxcc.h>
  22 #include <asm/cacheflush.h>
  23 #include <asm/tlbflush.h>
  24 #include <asm/dma.h>
  25
  26 /* #define IOUNIT_DEBUG */
  27 #ifdef IOUNIT_DEBUG
  28 #define IOD(x) printk(x)
  29 #else
  30 #define IOD(x) do { } while (0)
  31 #endif
  32
  33 #define IOPERM        (IOUPTE_CACHE | IOUPTE_WRITE | IOUPTE_VALID)
  34 #define MKIOPTE(phys) __iopte((((phys)>>4) & IOUPTE_PAGE) | IOPERM)
  35
  36 void __init
  37 iounit_init(int sbi_node, int io_node, struct sbus_bus *sbus)
  38 {
  39         iopte_t *xpt, *xptend;
  40         struct iounit_struct *iounit;
  41         struct linux_prom_registers iommu_promregs[PROMREG_MAX];
  42         struct resource r;
  43
  44         iounit = kmalloc(sizeof(struct iounit_struct), GFP_ATOMIC);
  45
  46         memset(iounit, 0, sizeof(*iounit));
  47         iounit->limit[0] = IOUNIT_BMAP1_START;
  48         iounit->limit[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  49         iounit->limit[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  50         iounit->limit[3] = IOUNIT_BMAPM_END;
  51         iounit->rotor[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  52         iounit->rotor[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  53
  54         xpt = NULL;
  55         if(prom_getproperty(sbi_node, "reg", (void *) iommu_promregs,
  56                             sizeof(iommu_promregs)) != -1) {
  57                 prom_apply_generic_ranges(io_node, 0, iommu_promregs, 3);
  58                 memset(&r, 0, sizeof(r));
  59                 r.flags = iommu_promregs[2].which_io;
  60                 r.start = iommu_promregs[2].phys_addr;
  61                 xpt = (iopte_t *) sbus_ioremap(&r, 0, PAGE_SIZE * 16, "XPT");
  62         }
  63         if(!xpt) panic("Cannot map External Page Table.");
  64
  65         sbus->iommu = (struct iommu_struct *)iounit;
  66         iounit->page_table = xpt;
  67
  68         for (xptend = iounit->page_table + (16 * PAGE_SIZE) / sizeof(iopte_t);
  69              xpt < xptend;)
  70                 iopte_val(*xpt++) = 0;
  71 }
  72
  73 /* One has to hold iounit->lock to call this */
  74 static unsigned long iounit_get_area(struct iounit_struct *iounit, unsigned long vaddr, int size)
  75 {
  76         int i, j, k, npages;
  77         unsigned long rotor, scan, limit;
  78         iopte_t iopte;
  79
  80         npages = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
  81
  82         /* A tiny bit of magic ingredience :) */
  83         switch (npages) {
  84         case 1: i = 0x0231; break;
  85         case 2: i = 0x0132; break;
  86         default: i = 0x0213; break;
  87         }
  88
  89         IOD(("iounit_get_area(%08lx,%d[%d])=", vaddr, size, npages));
  90
  91 next:   j = (i & 15);
  92         rotor = iounit->rotor[j - 1];
  93         limit = iounit->limit[j];
  94         scan = rotor;
  95 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
  96         if (scan + npages > limit) {
  97                 if (limit != rotor) {
  98                         limit = rotor;
  99                         scan = iounit->limit[j - 1];
 100                         goto nexti;
 101                 }
 102                 i >>= 4;
 103                 if (!(i & 15))
 104                         panic("iounit_get_area: Couldn't find free iopte slots for (%08lx,%d)\n", vaddr, size);
 105                 goto next;
 106         }
 107         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 108                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 109                         goto nexti;
 110         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 111         scan -= npages;
 112         iopte = MKIOPTE(__pa(vaddr & PAGE_MASK));
 113         vaddr = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 114         for (k = 0; k < npages; k++, iopte = __iopte(iopte_val(iopte) + 0x100), scan++) {
 115                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 116                 iounit->page_table[scan] = iopte;
 117         }
 118         IOD(("%08lx\n", vaddr));
 119         return vaddr;
 120 }
 121
 122 static __u32 iounit_get_scsi_one(char *vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 123 {
 124         unsigned long ret, flags;
 125         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 126
 127         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 128         ret = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)vaddr, len);
 129         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 130         return ret;
 131 }
 132
 133 static void iounit_get_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 134 {
 135         unsigned long flags;
 136         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 137
 138         /* FIXME: Cache some resolved pages - often several sg entries are to the same page */
 139         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 140         while (sz != 0) {
 141                 --sz;
 142                 sg[sz].dvma_address = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)page_address(sg[sz].page) + sg[sz].offset, sg[sz].length);
 143                 sg[sz].dvma_length = sg[sz].length;
 144         }
 145         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 146 }
 147
 148 static void iounit_release_scsi_one(__u32 vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 149 {
 150         unsigned long flags;
 151         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 152
 153         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 154         len = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + len + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 155         vaddr = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 156         IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 157         for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 158                 clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 159         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 160 }
 161
 162 static void iounit_release_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 163 {
 164         unsigned long flags;
 165         unsigned long vaddr, len;
 166         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 167
 168         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 169         while (sz != 0) {
 170                 --sz;
 171                 len = ((sg[sz].dvma_address & ~PAGE_MASK) + sg[sz].length + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 172                 vaddr = (sg[sz].dvma_address - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 173                 IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 174                 for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 175                         clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 176         }
 177         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 178 }
 179
 180 #ifdef CONFIG_SBUS
 181 static int iounit_map_dma_area(dma_addr_t *pba, unsigned long va, __u32 addr, int len)
 182 {
 183         unsigned long page, end;
 184         pgprot_t dvma_prot;
 185         iopte_t *iopte;
 186         struct sbus_bus *sbus;
 187
 188         *pba = addr;
 189
 190         dvma_prot = __pgprot(SRMMU_CACHE | SRMMU_ET_PTE | SRMMU_PRIV);
 191         end = PAGE_ALIGN((addr + len));
 192         while(addr < end) {
 193                 page = va;
 194                 {
 195                         pgd_t *pgdp;
 196                         pmd_t *pmdp;
 197                         pte_t *ptep;
 198                         long i;
 199
 200                         pgdp = pgd_offset(&init_mm, addr);
 201                         pmdp = pmd_offset(pgdp, addr);
 202                         ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 203
 204                         set_pte(ptep, mk_pte(virt_to_page(page), dvma_prot));
 205
 206                         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 207
 208                         for_each_sbus(sbus) {
 209                                 struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 210
 211                                 iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 212                                 *iopte = MKIOPTE(__pa(page));
 213                         }
 214                 }
 215                 addr += PAGE_SIZE;
 216                 va += PAGE_SIZE;
 217         }
 218         flush_cache_all();
 219         flush_tlb_all();
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 static void iounit_unmap_dma_area(unsigned long addr, int len)
 225 {
 226         /* XXX Somebody please fill this in */
 227 }
 228
 229 /* XXX We do not pass sbus device here, bad. */
 230 static struct page *iounit_translate_dvma(unsigned long addr)
 231 {
 232         struct sbus_bus *sbus = sbus_root;      /* They are all the same */
 233         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 234         int i;
 235         iopte_t *iopte;
 236
 237         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 238         iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 239         return pfn_to_page(iopte_val(*iopte) >> (PAGE_SHIFT-4)); /* XXX sun4d guru, help */
 240 }
 241 #endif
 242
 243 static char *iounit_lockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 244 {
 245 /* FIXME: Write this */
 246         return vaddr;
 247 }
 248
 249 static void iounit_unlockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 250 {
 251 /* FIXME: Write this */
 252 }
 253
 254 void __init ld_mmu_iounit(void)
 255 {
 256         BTFIXUPSET_CALL(mmu_lockarea, iounit_lockarea, BTFIXUPCALL_RETO0);
 257         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unlockarea, iounit_unlockarea, BTFIXUPCALL_NOP);
 258
 259         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_one, iounit_get_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 260         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_sgl, iounit_get_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 261         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_one, iounit_release_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 262         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_sgl, iounit_release_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 263
 264 #ifdef CONFIG_SBUS
 265         BTFIXUPSET_CALL(mmu_map_dma_area, iounit_map_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 266         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unmap_dma_area, iounit_unmap_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 267         BTFIXUPSET_CALL(mmu_translate_dvma, iounit_translate_dvma, BTFIXUPCALL_NORM);
 268 #endif
 269 }
 270
 271 __u32 iounit_map_dma_init(struct sbus_bus *sbus, int size)
 272 {
 273         int i, j, k, npages;
 274         unsigned long rotor, scan, limit;
 275         unsigned long flags;
 276         __u32 ret;
 277         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 278
 279         npages = (size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 280         i = 0x0213;
 281         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 282 next:   j = (i & 15);
 283         rotor = iounit->rotor[j - 1];
 284         limit = iounit->limit[j];
 285         scan = rotor;
 286 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
 287         if (scan + npages > limit) {
 288                 if (limit != rotor) {
 289                         limit = rotor;
 290                         scan = iounit->limit[j - 1];
 291                         goto nexti;
 292                 }
 293                 i >>= 4;
 294                 if (!(i & 15))
 295                         panic("iounit_map_dma_init: Couldn't find free iopte slots for %d bytes\n", size);
 296                 goto next;
 297         }
 298         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 299                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 300                         goto nexti;
 301         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 302         scan -= npages;
 303         ret = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT);
 304         for (k = 0; k < npages; k++, scan++)
 305                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 306         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 307         return ret;
 308 }
 309
 310 __u32 iounit_map_dma_page(__u32 vaddr, void *addr, struct sbus_bus *sbus)
 311 {
 312         int scan = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 313         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 314
 315         iounit->page_table[scan] = MKIOPTE(__pa(((unsigned long)addr) & PAGE_MASK));
 316         return vaddr + (((unsigned long)addr) & ~PAGE_MASK);
 317 }