arch/sparc64/kernel/pci_iommu.c

   1 /* $Id: pci_iommu.c,v 1.17 2001/12/17 07:05:09 davem Exp $
   2  * pci_iommu.c: UltraSparc PCI controller IOM/STC support.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1999 David S. Miller (davem@redhat.com)
   5  * Copyright (C) 1999, 2000 Jakub Jelinek (jakub@redhat.com)
   6  */
   7
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/delay.h>
  12
  13 #include <asm/pbm.h>
  14
  15 #include "iommu_common.h"
  16
  17 #define PCI_STC_CTXMATCH_ADDR(STC, CTX) \
  18         ((STC)->strbuf_ctxmatch_base + ((CTX) << 3))
  19
  20 /* Accessing IOMMU and Streaming Buffer registers.
  21  * REG parameter is a physical address.  All registers
  22  * are 64-bits in size.
  23  */
  24 #define pci_iommu_read(__reg) \
  25 ({      u64 __ret; \
  26         __asm__ __volatile__("ldxa [%1] %2, %0" \
  27                              : "=r" (__ret) \
  28                              : "r" (__reg), "i" (ASI_PHYS_BYPASS_EC_E) \
  29                              : "memory"); \
  30         __ret; \
  31 })
  32 #define pci_iommu_write(__reg, __val) \
  33         __asm__ __volatile__("stxa %0, [%1] %2" \
  34                              : /* no outputs */ \
  35                              : "r" (__val), "r" (__reg), \
  36                                "i" (ASI_PHYS_BYPASS_EC_E))
  37
  38 /* Must be invoked under the IOMMU lock. */
  39 static void __iommu_flushall(struct pci_iommu *iommu)
  40 {
  41         unsigned long tag;
  42         int entry;
  43
  44         tag = iommu->iommu_flush + (0xa580UL - 0x0210UL);
  45         for (entry = 0; entry < 16; entry++) {
  46                 pci_iommu_write(tag, 0);
  47                 tag += 8;
  48         }
  49
  50         /* Ensure completion of previous PIO writes. */
  51         (void) pci_iommu_read(iommu->write_complete_reg);
  52 }
  53
  54 #define IOPTE_CONSISTENT(CTX) \
  55         (IOPTE_VALID | IOPTE_CACHE | \
  56          (((CTX) << 47) & IOPTE_CONTEXT))
  57
  58 #define IOPTE_STREAMING(CTX) \
  59         (IOPTE_CONSISTENT(CTX) | IOPTE_STBUF)
  60
  61 /* Existing mappings are never marked invalid, instead they
  62  * are pointed to a dummy page.
  63  */
  64 #define IOPTE_IS_DUMMY(iommu, iopte)    \
  65         ((iopte_val(*iopte) & IOPTE_PAGE) == (iommu)->dummy_page_pa)
  66
  67 static void inline iopte_make_dummy(struct pci_iommu *iommu, iopte_t *iopte)
  68 {
  69         unsigned long val = iopte_val(*iopte);
  70
  71         val &= ~IOPTE_PAGE;
  72         val |= iommu->dummy_page_pa;
  73
  74         iopte_val(*iopte) = val;
  75 }
  76
  77 /* Based largely upon the ppc64 iommu allocator.  */
  78 static long pci_arena_alloc(struct pci_iommu *iommu, unsigned long npages)
  79 {
  80         struct pci_iommu_arena *arena = &iommu->arena;
  81         unsigned long n, i, start, end, limit;
  82         int pass;
  83
  84         limit = arena->limit;
  85         start = arena->hint;
  86         pass = 0;
  87
  88 again:
  89         n = find_next_zero_bit(arena->map, limit, start);
  90         end = n + npages;
  91         if (unlikely(end >= limit)) {
  92                 if (likely(pass < 1)) {
  93                         limit = start;
  94                         start = 0;
  95                         __iommu_flushall(iommu);
  96                         pass++;
  97                         goto again;
  98                 } else {
  99                         /* Scanned the whole thing, give up. */
 100                         return -1;
 101                 }
 102         }
 103
 104         for (i = n; i < end; i++) {
 105                 if (test_bit(i, arena->map)) {
 106                         start = i + 1;
 107                         goto again;
 108                 }
 109         }
 110
 111         for (i = n; i < end; i++)
 112                 __set_bit(i, arena->map);
 113
 114         arena->hint = end;
 115
 116         return n;
 117 }
 118
 119 static void pci_arena_free(struct pci_iommu_arena *arena, unsigned long base, unsigned long npages)
 120 {
 121         unsigned long i;
 122
 123         for (i = base; i < (base + npages); i++)
 124                 __clear_bit(i, arena->map);
 125 }
 126
 127 void pci_iommu_table_init(struct pci_iommu *iommu, int tsbsize, u32 dma_offset, u32 dma_addr_mask)
 128 {
 129         unsigned long i, tsbbase, order, sz, num_tsb_entries;
 130
 131         num_tsb_entries = tsbsize / sizeof(iopte_t);
 132
 133         /* Setup initial software IOMMU state. */
 134         spin_lock_init(&iommu->lock);
 135         iommu->ctx_lowest_free = 1;
 136         iommu->page_table_map_base = dma_offset;
 137         iommu->dma_addr_mask = dma_addr_mask;
 138
 139         /* Allocate and initialize the free area map.  */
 140         sz = num_tsb_entries / 8;
 141         sz = (sz + 7UL) & ~7UL;
 142         iommu->arena.map = kmalloc(sz, GFP_KERNEL);
 143         if (!iommu->arena.map) {
 144                 prom_printf("PCI_IOMMU: Error, kmalloc(arena.map) failed.\n");
 145                 prom_halt();
 146         }
 147         memset(iommu->arena.map, 0, sz);
 148         iommu->arena.limit = num_tsb_entries;
 149
 150         /* Allocate and initialize the dummy page which we
 151          * set inactive IO PTEs to point to.
 152          */
 153         iommu->dummy_page = __get_free_pages(GFP_KERNEL, 0);
 154         if (!iommu->dummy_page) {
 155                 prom_printf("PCI_IOMMU: Error, gfp(dummy_page) failed.\n");
 156                 prom_halt();
 157         }
 158         memset((void *)iommu->dummy_page, 0, PAGE_SIZE);
 159         iommu->dummy_page_pa = (unsigned long) __pa(iommu->dummy_page);
 160
 161         /* Now allocate and setup the IOMMU page table itself.  */
 162         order = get_order(tsbsize);
 163         tsbbase = __get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
 164         if (!tsbbase) {
 165                 prom_printf("PCI_IOMMU: Error, gfp(tsb) failed.\n");
 166                 prom_halt();
 167         }
 168         iommu->page_table = (iopte_t *)tsbbase;
 169
 170         for (i = 0; i < num_tsb_entries; i++)
 171                 iopte_make_dummy(iommu, &iommu->page_table[i]);
 172 }
 173
 174 static inline iopte_t *alloc_npages(struct pci_iommu *iommu, unsigned long npages)
 175 {
 176         long entry;
 177
 178         entry = pci_arena_alloc(iommu, npages);
 179         if (unlikely(entry < 0))
 180                 return NULL;
 181
 182         return iommu->page_table + entry;
 183 }
 184
 185 static inline void free_npages(struct pci_iommu *iommu, dma_addr_t base, unsigned long npages)
 186 {
 187         pci_arena_free(&iommu->arena, base >> IO_PAGE_SHIFT, npages);
 188 }
 189
 190 static int iommu_alloc_ctx(struct pci_iommu *iommu)
 191 {
 192         int lowest = iommu->ctx_lowest_free;
 193         int sz = IOMMU_NUM_CTXS - lowest;
 194         int n = find_next_zero_bit(iommu->ctx_bitmap, sz, lowest);
 195
 196         if (unlikely(n == sz)) {
 197                 n = find_next_zero_bit(iommu->ctx_bitmap, lowest, 1);
 198                 if (unlikely(n == lowest)) {
 199                         printk(KERN_WARNING "IOMMU: Ran out of contexts.\n");
 200                         n = 0;
 201                 }
 202         }
 203         if (n)
 204                 __set_bit(n, iommu->ctx_bitmap);
 205
 206         return n;
 207 }
 208
 209 static inline void iommu_free_ctx(struct pci_iommu *iommu, int ctx)
 210 {
 211         if (likely(ctx)) {
 212                 __clear_bit(ctx, iommu->ctx_bitmap);
 213                 if (ctx < iommu->ctx_lowest_free)
 214                         iommu->ctx_lowest_free = ctx;
 215         }
 216 }
 217
 218 /* Allocate and map kernel buffer of size SIZE using consistent mode
 219  * DMA for PCI device PDEV.  Return non-NULL cpu-side address if
 220  * successful and set *DMA_ADDRP to the PCI side dma address.
 221  */
 222 void *pci_alloc_consistent(struct pci_dev *pdev, size_t size, dma_addr_t *dma_addrp)
 223 {
 224         struct pcidev_cookie *pcp;
 225         struct pci_iommu *iommu;
 226         iopte_t *iopte;
 227         unsigned long flags, order, first_page;
 228         void *ret;
 229         int npages;
 230
 231         size = IO_PAGE_ALIGN(size);
 232         order = get_order(size);
 233         if (order >= 10)
 234                 return NULL;
 235
 236         first_page = __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
 237         if (first_page == 0UL)
 238                 return NULL;
 239         memset((char *)first_page, 0, PAGE_SIZE << order);
 240
 241         pcp = pdev->sysdata;
 242         iommu = pcp->pbm->iommu;
 243
 244         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 245         iopte = alloc_npages(iommu, size >> IO_PAGE_SHIFT);
 246         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 247
 248         if (unlikely(iopte == NULL)) {
 249                 free_pages(first_page, order);
 250                 return NULL;
 251         }
 252
 253         *dma_addrp = (iommu->page_table_map_base +
 254                       ((iopte - iommu->page_table) << IO_PAGE_SHIFT));
 255         ret = (void *) first_page;
 256         npages = size >> IO_PAGE_SHIFT;
 257         first_page = __pa(first_page);
 258         while (npages--) {
 259                 iopte_val(*iopte) = (IOPTE_CONSISTENT(0UL) |
 260                                      IOPTE_WRITE |
 261                                      (first_page & IOPTE_PAGE));
 262                 iopte++;
 263                 first_page += IO_PAGE_SIZE;
 264         }
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 /* Free and unmap a consistent DMA translation. */
 270 void pci_free_consistent(struct pci_dev *pdev, size_t size, void *cpu, dma_addr_t dvma)
 271 {
 272         struct pcidev_cookie *pcp;
 273         struct pci_iommu *iommu;
 274         iopte_t *iopte;
 275         unsigned long flags, order, npages;
 276
 277         npages = IO_PAGE_ALIGN(size) >> IO_PAGE_SHIFT;
 278         pcp = pdev->sysdata;
 279         iommu = pcp->pbm->iommu;
 280         iopte = iommu->page_table +
 281                 ((dvma - iommu->page_table_map_base) >> IO_PAGE_SHIFT);
 282
 283         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 284
 285         free_npages(iommu, dvma, npages);
 286
 287         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 288
 289         order = get_order(size);
 290         if (order < 10)
 291                 free_pages((unsigned long)cpu, order);
 292 }
 293
 294 /* Map a single buffer at PTR of SZ bytes for PCI DMA
 295  * in streaming mode.
 296  */
 297 dma_addr_t pci_map_single(struct pci_dev *pdev, void *ptr, size_t sz, int direction)
 298 {
 299         struct pcidev_cookie *pcp;
 300         struct pci_iommu *iommu;
 301         struct pci_strbuf *strbuf;
 302         iopte_t *base;
 303         unsigned long flags, npages, oaddr;
 304         unsigned long i, base_paddr, ctx;
 305         u32 bus_addr, ret;
 306         unsigned long iopte_protection;
 307
 308         pcp = pdev->sysdata;
 309         iommu = pcp->pbm->iommu;
 310         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 311
 312         if (unlikely(direction == PCI_DMA_NONE))
 313                 goto bad_no_ctx;
 314
 315         oaddr = (unsigned long)ptr;
 316         npages = IO_PAGE_ALIGN(oaddr + sz) - (oaddr & IO_PAGE_MASK);
 317         npages >>= IO_PAGE_SHIFT;
 318
 319         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 320         base = alloc_npages(iommu, npages);
 321         ctx = 0;
 322         if (iommu->iommu_ctxflush)
 323                 ctx = iommu_alloc_ctx(iommu);
 324         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 325
 326         if (unlikely(!base))
 327                 goto bad;
 328
 329         bus_addr = (iommu->page_table_map_base +
 330                     ((base - iommu->page_table) << IO_PAGE_SHIFT));
 331         ret = bus_addr | (oaddr & ~IO_PAGE_MASK);
 332         base_paddr = __pa(oaddr & IO_PAGE_MASK);
 333         if (strbuf->strbuf_enabled)
 334                 iopte_protection = IOPTE_STREAMING(ctx);
 335         else
 336                 iopte_protection = IOPTE_CONSISTENT(ctx);
 337         if (direction != PCI_DMA_TODEVICE)
 338                 iopte_protection |= IOPTE_WRITE;
 339
 340         for (i = 0; i < npages; i++, base++, base_paddr += IO_PAGE_SIZE)
 341                 iopte_val(*base) = iopte_protection | base_paddr;
 342
 343         return ret;
 344
 345 bad:
 346         iommu_free_ctx(iommu, ctx);
 347 bad_no_ctx:
 348         if (printk_ratelimit())
 349                 WARN_ON(1);
 350         return PCI_DMA_ERROR_CODE;
 351 }
 352
 353 static void pci_strbuf_flush(struct pci_strbuf *strbuf, struct pci_iommu *iommu, u32 vaddr, unsigned long ctx, unsigned long npages, int direction)
 354 {
 355         int limit;
 356
 357         if (strbuf->strbuf_ctxflush &&
 358             iommu->iommu_ctxflush) {
 359                 unsigned long matchreg, flushreg;
 360                 u64 val;
 361
 362                 flushreg = strbuf->strbuf_ctxflush;
 363                 matchreg = PCI_STC_CTXMATCH_ADDR(strbuf, ctx);
 364
 365                 pci_iommu_write(flushreg, ctx);
 366                 val = pci_iommu_read(matchreg);
 367                 val &= 0xffff;
 368                 if (!val)
 369                         goto do_flush_sync;
 370
 371                 while (val) {
 372                         if (val & 0x1)
 373                                 pci_iommu_write(flushreg, ctx);
 374                         val >>= 1;
 375                 }
 376                 val = pci_iommu_read(matchreg);
 377                 if (unlikely(val)) {
 378                         printk(KERN_WARNING "pci_strbuf_flush: ctx flush "
 379                                "timeout matchreg[%lx] ctx[%lx]\n",
 380                                val, ctx);
 381                         goto do_page_flush;
 382                 }
 383         } else {
 384                 unsigned long i;
 385
 386         do_page_flush:
 387                 for (i = 0; i < npages; i++, vaddr += IO_PAGE_SIZE)
 388                         pci_iommu_write(strbuf->strbuf_pflush, vaddr);
 389         }
 390
 391 do_flush_sync:
 392         /* If the device could not have possibly put dirty data into
 393          * the streaming cache, no flush-flag synchronization needs
 394          * to be performed.
 395          */
 396         if (direction == PCI_DMA_TODEVICE)
 397                 return;
 398
 399         PCI_STC_FLUSHFLAG_INIT(strbuf);
 400         pci_iommu_write(strbuf->strbuf_fsync, strbuf->strbuf_flushflag_pa);
 401         (void) pci_iommu_read(iommu->write_complete_reg);
 402
 403         limit = 100000;
 404         while (!PCI_STC_FLUSHFLAG_SET(strbuf)) {
 405                 limit--;
 406                 if (!limit)
 407                         break;
 408                 udelay(1);
 409                 rmb();
 410         }
 411         if (!limit)
 412                 printk(KERN_WARNING "pci_strbuf_flush: flushflag timeout "
 413                        "vaddr[%08x] ctx[%lx] npages[%ld]\n",
 414                        vaddr, ctx, npages);
 415 }
 416
 417 /* Unmap a single streaming mode DMA translation. */
 418 void pci_unmap_single(struct pci_dev *pdev, dma_addr_t bus_addr, size_t sz, int direction)
 419 {
 420         struct pcidev_cookie *pcp;
 421         struct pci_iommu *iommu;
 422         struct pci_strbuf *strbuf;
 423         iopte_t *base;
 424         unsigned long flags, npages, ctx, i;
 425
 426         if (unlikely(direction == PCI_DMA_NONE)) {
 427                 if (printk_ratelimit())
 428                         WARN_ON(1);
 429                 return;
 430         }
 431
 432         pcp = pdev->sysdata;
 433         iommu = pcp->pbm->iommu;
 434         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 435
 436         npages = IO_PAGE_ALIGN(bus_addr + sz) - (bus_addr & IO_PAGE_MASK);
 437         npages >>= IO_PAGE_SHIFT;
 438         base = iommu->page_table +
 439                 ((bus_addr - iommu->page_table_map_base) >> IO_PAGE_SHIFT);
 440 #ifdef DEBUG_PCI_IOMMU
 441         if (IOPTE_IS_DUMMY(iommu, base))
 442                 printk("pci_unmap_single called on non-mapped region %08x,%08x from %016lx\n",
 443                        bus_addr, sz, __builtin_return_address(0));
 444 #endif
 445         bus_addr &= IO_PAGE_MASK;
 446
 447         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 448
 449         /* Record the context, if any. */
 450         ctx = 0;
 451         if (iommu->iommu_ctxflush)
 452                 ctx = (iopte_val(*base) & IOPTE_CONTEXT) >> 47UL;
 453
 454         /* Step 1: Kick data out of streaming buffers if necessary. */
 455         if (strbuf->strbuf_enabled)
 456                 pci_strbuf_flush(strbuf, iommu, bus_addr, ctx,
 457                                  npages, direction);
 458
 459         /* Step 2: Clear out TSB entries. */
 460         for (i = 0; i < npages; i++)
 461                 iopte_make_dummy(iommu, base + i);
 462
 463         free_npages(iommu, bus_addr - iommu->page_table_map_base, npages);
 464
 465         iommu_free_ctx(iommu, ctx);
 466
 467         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 468 }
 469
 470 #define SG_ENT_PHYS_ADDRESS(SG) \
 471         (__pa(page_address((SG)->page)) + (SG)->offset)
 472
 473 static inline void fill_sg(iopte_t *iopte, struct scatterlist *sg,
 474                            int nused, int nelems, unsigned long iopte_protection)
 475 {
 476         struct scatterlist *dma_sg = sg;
 477         struct scatterlist *sg_end = sg + nelems;
 478         int i;
 479
 480         for (i = 0; i < nused; i++) {
 481                 unsigned long pteval = ~0UL;
 482                 u32 dma_npages;
 483
 484                 dma_npages = ((dma_sg->dma_address & (IO_PAGE_SIZE - 1UL)) +
 485                               dma_sg->dma_length +
 486                               ((IO_PAGE_SIZE - 1UL))) >> IO_PAGE_SHIFT;
 487                 do {
 488                         unsigned long offset;
 489                         signed int len;
 490
 491                         /* If we are here, we know we have at least one
 492                          * more page to map.  So walk forward until we
 493                          * hit a page crossing, and begin creating new
 494                          * mappings from that spot.
 495                          */
 496                         for (;;) {
 497                                 unsigned long tmp;
 498
 499                                 tmp = SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg);
 500                                 len = sg->length;
 501                                 if (((tmp ^ pteval) >> IO_PAGE_SHIFT) != 0UL) {
 502                                         pteval = tmp & IO_PAGE_MASK;
 503                                         offset = tmp & (IO_PAGE_SIZE - 1UL);
 504                                         break;
 505                                 }
 506                                 if (((tmp ^ (tmp + len - 1UL)) >> IO_PAGE_SHIFT) != 0UL) {
 507                                         pteval = (tmp + IO_PAGE_SIZE) & IO_PAGE_MASK;
 508                                         offset = 0UL;
 509                                         len -= (IO_PAGE_SIZE - (tmp & (IO_PAGE_SIZE - 1UL)));
 510                                         break;
 511                                 }
 512                                 sg++;
 513                         }
 514
 515                         pteval = iopte_protection | (pteval & IOPTE_PAGE);
 516                         while (len > 0) {
 517                                 *iopte++ = __iopte(pteval);
 518                                 pteval += IO_PAGE_SIZE;
 519                                 len -= (IO_PAGE_SIZE - offset);
 520                                 offset = 0;
 521                                 dma_npages--;
 522                         }
 523
 524                         pteval = (pteval & IOPTE_PAGE) + len;
 525                         sg++;
 526
 527                         /* Skip over any tail mappings we've fully mapped,
 528                          * adjusting pteval along the way.  Stop when we
 529                          * detect a page crossing event.
 530                          */
 531                         while (sg < sg_end &&
 532                                (pteval << (64 - IO_PAGE_SHIFT)) != 0UL &&
 533                                (pteval == SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg)) &&
 534                                ((pteval ^
 535                                  (SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg) + sg->length - 1UL)) >> IO_PAGE_SHIFT) == 0UL) {
 536                                 pteval += sg->length;
 537                                 sg++;
 538                         }
 539                         if ((pteval << (64 - IO_PAGE_SHIFT)) == 0UL)
 540                                 pteval = ~0UL;
 541                 } while (dma_npages != 0);
 542                 dma_sg++;
 543         }
 544 }
 545
 546 /* Map a set of buffers described by SGLIST with NELEMS array
 547  * elements in streaming mode for PCI DMA.
 548  * When making changes here, inspect the assembly output. I was having
 549  * hard time to kepp this routine out of using stack slots for holding variables.
 550  */
 551 int pci_map_sg(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sglist, int nelems, int direction)
 552 {
 553         struct pcidev_cookie *pcp;
 554         struct pci_iommu *iommu;
 555         struct pci_strbuf *strbuf;
 556         unsigned long flags, ctx, npages, iopte_protection;
 557         iopte_t *base;
 558         u32 dma_base;
 559         struct scatterlist *sgtmp;
 560         int used;
 561
 562         /* Fast path single entry scatterlists. */
 563         if (nelems == 1) {
 564                 sglist->dma_address =
 565                         pci_map_single(pdev,
 566                                        (page_address(sglist->page) + sglist->offset),
 567                                        sglist->length, direction);
 568                 if (unlikely(sglist->dma_address == PCI_DMA_ERROR_CODE))
 569                         return 0;
 570                 sglist->dma_length = sglist->length;
 571                 return 1;
 572         }
 573
 574         pcp = pdev->sysdata;
 575         iommu = pcp->pbm->iommu;
 576         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 577
 578         if (unlikely(direction == PCI_DMA_NONE))
 579                 goto bad_no_ctx;
 580
 581         /* Step 1: Prepare scatter list. */
 582
 583         npages = prepare_sg(sglist, nelems);
 584
 585         /* Step 2: Allocate a cluster and context, if necessary. */
 586
 587         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 588
 589         base = alloc_npages(iommu, npages);
 590         ctx = 0;
 591         if (iommu->iommu_ctxflush)
 592                 ctx = iommu_alloc_ctx(iommu);
 593
 594         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 595
 596         if (base == NULL)
 597                 goto bad;
 598
 599         dma_base = iommu->page_table_map_base +
 600                 ((base - iommu->page_table) << IO_PAGE_SHIFT);
 601
 602         /* Step 3: Normalize DMA addresses. */
 603         used = nelems;
 604
 605         sgtmp = sglist;
 606         while (used && sgtmp->dma_length) {
 607                 sgtmp->dma_address += dma_base;
 608                 sgtmp++;
 609                 used--;
 610         }
 611         used = nelems - used;
 612
 613         /* Step 4: Create the mappings. */
 614         if (strbuf->strbuf_enabled)
 615                 iopte_protection = IOPTE_STREAMING(ctx);
 616         else
 617                 iopte_protection = IOPTE_CONSISTENT(ctx);
 618         if (direction != PCI_DMA_TODEVICE)
 619                 iopte_protection |= IOPTE_WRITE;
 620
 621         fill_sg(base, sglist, used, nelems, iopte_protection);
 622
 623 #ifdef VERIFY_SG
 624         verify_sglist(sglist, nelems, base, npages);
 625 #endif
 626
 627         return used;
 628
 629 bad:
 630         iommu_free_ctx(iommu, ctx);
 631 bad_no_ctx:
 632         if (printk_ratelimit())
 633                 WARN_ON(1);
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 /* Unmap a set of streaming mode DMA translations. */
 638 void pci_unmap_sg(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sglist, int nelems, int direction)
 639 {
 640         struct pcidev_cookie *pcp;
 641         struct pci_iommu *iommu;
 642         struct pci_strbuf *strbuf;
 643         iopte_t *base;
 644         unsigned long flags, ctx, i, npages;
 645         u32 bus_addr;
 646
 647         if (unlikely(direction == PCI_DMA_NONE)) {
 648                 if (printk_ratelimit())
 649                         WARN_ON(1);
 650         }
 651
 652         pcp = pdev->sysdata;
 653         iommu = pcp->pbm->iommu;
 654         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 655
 656         bus_addr = sglist->dma_address & IO_PAGE_MASK;
 657
 658         for (i = 1; i < nelems; i++)
 659                 if (sglist[i].dma_length == 0)
 660                         break;
 661         i--;
 662         npages = (IO_PAGE_ALIGN(sglist[i].dma_address + sglist[i].dma_length) -
 663                   bus_addr) >> IO_PAGE_SHIFT;
 664
 665         base = iommu->page_table +
 666                 ((bus_addr - iommu->page_table_map_base) >> IO_PAGE_SHIFT);
 667
 668 #ifdef DEBUG_PCI_IOMMU
 669         if (IOPTE_IS_DUMMY(iommu, base))
 670                 printk("pci_unmap_sg called on non-mapped region %016lx,%d from %016lx\n", sglist->dma_address, nelems, __builtin_return_address(0));
 671 #endif
 672
 673         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 674
 675         /* Record the context, if any. */
 676         ctx = 0;
 677         if (iommu->iommu_ctxflush)
 678                 ctx = (iopte_val(*base) & IOPTE_CONTEXT) >> 47UL;
 679
 680         /* Step 1: Kick data out of streaming buffers if necessary. */
 681         if (strbuf->strbuf_enabled)
 682                 pci_strbuf_flush(strbuf, iommu, bus_addr, ctx, npages, direction);
 683
 684         /* Step 2: Clear out the TSB entries. */
 685         for (i = 0; i < npages; i++)
 686                 iopte_make_dummy(iommu, base + i);
 687
 688         free_npages(iommu, bus_addr - iommu->page_table_map_base, npages);
 689
 690         iommu_free_ctx(iommu, ctx);
 691
 692         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 693 }
 694
 695 /* Make physical memory consistent for a single
 696  * streaming mode DMA translation after a transfer.
 697  */
 698 void pci_dma_sync_single_for_cpu(struct pci_dev *pdev, dma_addr_t bus_addr, size_t sz, int direction)
 699 {
 700         struct pcidev_cookie *pcp;
 701         struct pci_iommu *iommu;
 702         struct pci_strbuf *strbuf;
 703         unsigned long flags, ctx, npages;
 704
 705         pcp = pdev->sysdata;
 706         iommu = pcp->pbm->iommu;
 707         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 708
 709         if (!strbuf->strbuf_enabled)
 710                 return;
 711
 712         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 713
 714         npages = IO_PAGE_ALIGN(bus_addr + sz) - (bus_addr & IO_PAGE_MASK);
 715         npages >>= IO_PAGE_SHIFT;
 716         bus_addr &= IO_PAGE_MASK;
 717
 718         /* Step 1: Record the context, if any. */
 719         ctx = 0;
 720         if (iommu->iommu_ctxflush &&
 721             strbuf->strbuf_ctxflush) {
 722                 iopte_t *iopte;
 723
 724                 iopte = iommu->page_table +
 725                         ((bus_addr - iommu->page_table_map_base)>>IO_PAGE_SHIFT);
 726                 ctx = (iopte_val(*iopte) & IOPTE_CONTEXT) >> 47UL;
 727         }
 728
 729         /* Step 2: Kick data out of streaming buffers. */
 730         pci_strbuf_flush(strbuf, iommu, bus_addr, ctx, npages, direction);
 731
 732         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 733 }
 734
 735 /* Make physical memory consistent for a set of streaming
 736  * mode DMA translations after a transfer.
 737  */
 738 void pci_dma_sync_sg_for_cpu(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sglist, int nelems, int direction)
 739 {
 740         struct pcidev_cookie *pcp;
 741         struct pci_iommu *iommu;
 742         struct pci_strbuf *strbuf;
 743         unsigned long flags, ctx, npages, i;
 744         u32 bus_addr;
 745
 746         pcp = pdev->sysdata;
 747         iommu = pcp->pbm->iommu;
 748         strbuf = &pcp->pbm->stc;
 749
 750         if (!strbuf->strbuf_enabled)
 751                 return;
 752
 753         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 754
 755         /* Step 1: Record the context, if any. */
 756         ctx = 0;
 757         if (iommu->iommu_ctxflush &&
 758             strbuf->strbuf_ctxflush) {
 759                 iopte_t *iopte;
 760
 761                 iopte = iommu->page_table +
 762                         ((sglist[0].dma_address - iommu->page_table_map_base) >> IO_PAGE_SHIFT);
 763                 ctx = (iopte_val(*iopte) & IOPTE_CONTEXT) >> 47UL;
 764         }
 765
 766         /* Step 2: Kick data out of streaming buffers. */
 767         bus_addr = sglist[0].dma_address & IO_PAGE_MASK;
 768         for(i = 1; i < nelems; i++)
 769                 if (!sglist[i].dma_length)
 770                         break;
 771         i--;
 772         npages = (IO_PAGE_ALIGN(sglist[i].dma_address + sglist[i].dma_length)
 773                   - bus_addr) >> IO_PAGE_SHIFT;
 774         pci_strbuf_flush(strbuf, iommu, bus_addr, ctx, npages, direction);
 775
 776         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 777 }
 778
 779 static void ali_sound_dma_hack(struct pci_dev *pdev, int set_bit)
 780 {
 781         struct pci_dev *ali_isa_bridge;
 782         u8 val;
 783
 784         /* ALI sound chips generate 31-bits of DMA, a special register
 785          * determines what bit 31 is emitted as.
 786          */
 787         ali_isa_bridge = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AL,
 788                                          PCI_DEVICE_ID_AL_M1533,
 789                                          NULL);
 790
 791         pci_read_config_byte(ali_isa_bridge, 0x7e, &val);
 792         if (set_bit)
 793                 val |= 0x01;
 794         else
 795                 val &= ~0x01;
 796         pci_write_config_byte(ali_isa_bridge, 0x7e, val);
 797         pci_dev_put(ali_isa_bridge);
 798 }
 799
 800 int pci_dma_supported(struct pci_dev *pdev, u64 device_mask)
 801 {
 802         struct pcidev_cookie *pcp = pdev->sysdata;
 803         u64 dma_addr_mask;
 804
 805         if (pdev == NULL) {
 806                 dma_addr_mask = 0xffffffff;
 807         } else {
 808                 struct pci_iommu *iommu = pcp->pbm->iommu;
 809
 810                 dma_addr_mask = iommu->dma_addr_mask;
 811
 812                 if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_AL &&
 813                     pdev->device == PCI_DEVICE_ID_AL_M5451 &&
 814                     device_mask == 0x7fffffff) {
 815                         ali_sound_dma_hack(pdev,
 816                                            (dma_addr_mask & 0x80000000) != 0);
 817                         return 1;
 818                 }
 819         }
 820
 821         if (device_mask >= (1UL << 32UL))
 822                 return 0;
 823
 824         return (device_mask & dma_addr_mask) == dma_addr_mask;
 825 }