arch/x86/pci/i386.c

   1 /*
   2  *      Low-Level PCI Access for i386 machines
   3  *
   4  * Copyright 1993, 1994 Drew Eckhardt
   5  *      Visionary Computing
   6  *      (Unix and Linux consulting and custom programming)
   7  *      Drew@Colorado.EDU
   8  *      +1 (303) 786-7975
   9  *
  10  * Drew's work was sponsored by:
  11  *      iX Multiuser Multitasking Magazine
  12  *      Hannover, Germany
  13  *      hm@ix.de
  14  *
  15  * Copyright 1997--2000 Martin Mares <mj@ucw.cz>
  16  *
  17  * For more information, please consult the following manuals (look at
  18  * http://www.pcisig.com/ for how to get them):
  19  *
  20  * PCI BIOS Specification
  21  * PCI Local Bus Specification
  22  * PCI to PCI Bridge Specification
  23  * PCI System Design Guide
  24  *
  25  */
  26
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/kernel.h>
  29 #include <linux/pci.h>
  30 #include <linux/init.h>
  31 #include <linux/ioport.h>
  32 #include <linux/errno.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34
  35 #include <asm/pat.h>
  36
  37 #include "pci.h"
  38
  39 static int
  40 skip_isa_ioresource_align(struct pci_dev *dev) {
  41
  42         if ((pci_probe & PCI_CAN_SKIP_ISA_ALIGN) &&
  43             !(dev->bus->bridge_ctl & PCI_BRIDGE_CTL_ISA))
  44                 return 1;
  45         return 0;
  46 }
  47
  48 /*
  49  * We need to avoid collisions with `mirrored' VGA ports
  50  * and other strange ISA hardware, so we always want the
  51  * addresses to be allocated in the 0x000-0x0ff region
  52  * modulo 0x400.
  53  *
  54  * Why? Because some silly external IO cards only decode
  55  * the low 10 bits of the IO address. The 0x00-0xff region
  56  * is reserved for motherboard devices that decode all 16
  57  * bits, so it's ok to allocate at, say, 0x2800-0x28ff,
  58  * but we want to try to avoid allocating at 0x2900-0x2bff
  59  * which might have be mirrored at 0x0100-0x03ff..
  60  */
  61 void
  62 pcibios_align_resource(void *data, struct resource *res,
  63                         resource_size_t size, resource_size_t align)
  64 {
  65         struct pci_dev *dev = data;
  66
  67         if (res->flags & IORESOURCE_IO) {
  68                 resource_size_t start = res->start;
  69
  70                 if (skip_isa_ioresource_align(dev))
  71                         return;
  72                 if (start & 0x300) {
  73                         start = (start + 0x3ff) & ~0x3ff;
  74                         res->start = start;
  75                 }
  76         }
  77 }
  78 EXPORT_SYMBOL(pcibios_align_resource);
  79
  80 /*
  81  *  Handle resources of PCI devices.  If the world were perfect, we could
  82  *  just allocate all the resource regions and do nothing more.  It isn't.
  83  *  On the other hand, we cannot just re-allocate all devices, as it would
  84  *  require us to know lots of host bridge internals.  So we attempt to
  85  *  keep as much of the original configuration as possible, but tweak it
  86  *  when it's found to be wrong.
  87  *
  88  *  Known BIOS problems we have to work around:
  89  *      - I/O or memory regions not configured
  90  *      - regions configured, but not enabled in the command register
  91  *      - bogus I/O addresses above 64K used
  92  *      - expansion ROMs left enabled (this may sound harmless, but given
  93  *        the fact the PCI specs explicitly allow address decoders to be
  94  *        shared between expansion ROMs and other resource regions, it's
  95  *        at least dangerous)
  96  *
  97  *  Our solution:
  98  *      (1) Allocate resources for all buses behind PCI-to-PCI bridges.
  99  *          This gives us fixed barriers on where we can allocate.
 100  *      (2) Allocate resources for all enabled devices.  If there is
 101  *          a collision, just mark the resource as unallocated. Also
 102  *          disable expansion ROMs during this step.
 103  *      (3) Try to allocate resources for disabled devices.  If the
 104  *          resources were assigned correctly, everything goes well,
 105  *          if they weren't, they won't disturb allocation of other
 106  *          resources.
 107  *      (4) Assign new addresses to resources which were either
 108  *          not configured at all or misconfigured.  If explicitly
 109  *          requested by the user, configure expansion ROM address
 110  *          as well.
 111  */
 112
 113 static void __init pcibios_allocate_bus_resources(struct list_head *bus_list)
 114 {
 115         struct pci_bus *bus;
 116         struct pci_dev *dev;
 117         int idx;
 118         struct resource *r, *pr;
 119
 120         /* Depth-First Search on bus tree */
 121         list_for_each_entry(bus, bus_list, node) {
 122                 if ((dev = bus->self)) {
 123                         for (idx = PCI_BRIDGE_RESOURCES;
 124                             idx < PCI_NUM_RESOURCES; idx++) {
 125                                 r = &dev->resource[idx];
 126                                 if (!r->flags)
 127                                         continue;
 128                                 pr = pci_find_parent_resource(dev, r);
 129                                 if (!r->start || !pr ||
 130                                     request_resource(pr, r) < 0) {
 131                                         dev_err(&dev->dev, "BAR %d: can't allocate resource\n", idx);
 132                                         /*
 133                                          * Something is wrong with the region.
 134                                          * Invalidate the resource to prevent
 135                                          * child resource allocations in this
 136                                          * range.
 137                                          */
 138                                         r->flags = 0;
 139                                 }
 140                         }
 141                 }
 142                 pcibios_allocate_bus_resources(&bus->children);
 143         }
 144 }
 145
 146 static void __init pcibios_allocate_resources(int pass)
 147 {
 148         struct pci_dev *dev = NULL;
 149         int idx, disabled;
 150         u16 command;
 151         struct resource *r, *pr;
 152
 153         for_each_pci_dev(dev) {
 154                 pci_read_config_word(dev, PCI_COMMAND, &command);
 155                 for (idx = 0; idx < PCI_ROM_RESOURCE; idx++) {
 156                         r = &dev->resource[idx];
 157                         if (r->parent)          /* Already allocated */
 158                                 continue;
 159                         if (!r->start)          /* Address not assigned at all */
 160                                 continue;
 161                         if (r->flags & IORESOURCE_IO)
 162                                 disabled = !(command & PCI_COMMAND_IO);
 163                         else
 164                                 disabled = !(command & PCI_COMMAND_MEMORY);
 165                         if (pass == disabled) {
 166                                 dev_dbg(&dev->dev, "resource %#08llx-%#08llx (f=%lx, d=%d, p=%d)\n",
 167                                         (unsigned long long) r->start,
 168                                         (unsigned long long) r->end,
 169                                         r->flags, disabled, pass);
 170                                 pr = pci_find_parent_resource(dev, r);
 171                                 if (!pr || request_resource(pr, r) < 0) {
 172                                         dev_err(&dev->dev, "BAR %d: can't allocate resource\n", idx);
 173                                         /* We'll assign a new address later */
 174                                         r->end -= r->start;
 175                                         r->start = 0;
 176                                 }
 177                         }
 178                 }
 179                 if (!pass) {
 180                         r = &dev->resource[PCI_ROM_RESOURCE];
 181                         if (r->flags & IORESOURCE_ROM_ENABLE) {
 182                                 /* Turn the ROM off, leave the resource region,
 183                                  * but keep it unregistered. */
 184                                 u32 reg;
 185                                 dev_dbg(&dev->dev, "disabling ROM\n");
 186                                 r->flags &= ~IORESOURCE_ROM_ENABLE;
 187                                 pci_read_config_dword(dev,
 188                                                 dev->rom_base_reg, &reg);
 189                                 pci_write_config_dword(dev, dev->rom_base_reg,
 190                                                 reg & ~PCI_ROM_ADDRESS_ENABLE);
 191                         }
 192                 }
 193         }
 194 }
 195
 196 static int __init pcibios_assign_resources(void)
 197 {
 198         struct pci_dev *dev = NULL;
 199         struct resource *r, *pr;
 200
 201         if (!(pci_probe & PCI_ASSIGN_ROMS)) {
 202                 /*
 203                  * Try to use BIOS settings for ROMs, otherwise let
 204                  * pci_assign_unassigned_resources() allocate the new
 205                  * addresses.
 206                  */
 207                 for_each_pci_dev(dev) {
 208                         r = &dev->resource[PCI_ROM_RESOURCE];
 209                         if (!r->flags || !r->start)
 210                                 continue;
 211                         pr = pci_find_parent_resource(dev, r);
 212                         if (!pr || request_resource(pr, r) < 0) {
 213                                 r->end -= r->start;
 214                                 r->start = 0;
 215                         }
 216                 }
 217         }
 218
 219         pci_assign_unassigned_resources();
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 void __init pcibios_resource_survey(void)
 225 {
 226         DBG("PCI: Allocating resources\n");
 227         pcibios_allocate_bus_resources(&pci_root_buses);
 228         pcibios_allocate_resources(0);
 229         pcibios_allocate_resources(1);
 230 }
 231
 232 /**
 233  * called in fs_initcall (one below subsys_initcall),
 234  * give a chance for motherboard reserve resources
 235  */
 236 fs_initcall(pcibios_assign_resources);
 237
 238 /*
 239  *  If we set up a device for bus mastering, we need to check the latency
 240  *  timer as certain crappy BIOSes forget to set it properly.
 241  */
 242 unsigned int pcibios_max_latency = 255;
 243
 244 void pcibios_set_master(struct pci_dev *dev)
 245 {
 246         u8 lat;
 247         pci_read_config_byte(dev, PCI_LATENCY_TIMER, &lat);
 248         if (lat < 16)
 249                 lat = (64 <= pcibios_max_latency) ? 64 : pcibios_max_latency;
 250         else if (lat > pcibios_max_latency)
 251                 lat = pcibios_max_latency;
 252         else
 253                 return;
 254         dev_printk(KERN_DEBUG, &dev->dev, "setting latency timer to %d\n", lat);
 255         pci_write_config_byte(dev, PCI_LATENCY_TIMER, lat);
 256 }
 257
 258 static void pci_unmap_page_range(struct vm_area_struct *vma)
 259 {
 260         u64 addr = (u64)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 261         free_memtype(addr, addr + vma->vm_end - vma->vm_start);
 262 }
 263
 264 static void pci_track_mmap_page_range(struct vm_area_struct *vma)
 265 {
 266         u64 addr = (u64)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 267         unsigned long flags = pgprot_val(vma->vm_page_prot)
 268                                                 & _PAGE_CACHE_MASK;
 269
 270         reserve_memtype(addr, addr + vma->vm_end - vma->vm_start, flags, NULL);
 271 }
 272
 273 static struct vm_operations_struct pci_mmap_ops = {
 274         .open  = pci_track_mmap_page_range,
 275         .close = pci_unmap_page_range,
 276         .access = generic_access_phys,
 277 };
 278
 279 int pci_mmap_page_range(struct pci_dev *dev, struct vm_area_struct *vma,
 280                         enum pci_mmap_state mmap_state, int write_combine)
 281 {
 282         unsigned long prot;
 283         u64 addr = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
 284         unsigned long len = vma->vm_end - vma->vm_start;
 285         unsigned long flags;
 286         unsigned long new_flags;
 287         int retval;
 288
 289         /* I/O space cannot be accessed via normal processor loads and
 290          * stores on this platform.
 291          */
 292         if (mmap_state == pci_mmap_io)
 293                 return -EINVAL;
 294
 295         prot = pgprot_val(vma->vm_page_prot);
 296         if (pat_enabled && write_combine)
 297                 prot |= _PAGE_CACHE_WC;
 298         else if (pat_enabled || boot_cpu_data.x86 > 3)
 299                 /*
 300                  * ioremap() and ioremap_nocache() defaults to UC MINUS for now.
 301                  * To avoid attribute conflicts, request UC MINUS here
 302                  * aswell.
 303                  */
 304                 prot |= _PAGE_CACHE_UC_MINUS;
 305
 306         vma->vm_page_prot = __pgprot(prot);
 307
 308         flags = pgprot_val(vma->vm_page_prot) & _PAGE_CACHE_MASK;
 309         retval = reserve_memtype(addr, addr + len, flags, &new_flags);
 310         if (retval)
 311                 return retval;
 312
 313         if (flags != new_flags) {
 314                 /*
 315                  * Do not fallback to certain memory types with certain
 316                  * requested type:
 317                  * - request is uncached, return cannot be write-back
 318                  * - request is uncached, return cannot be write-combine
 319                  * - request is write-combine, return cannot be write-back
 320                  */
 321                 if ((flags == _PAGE_CACHE_UC_MINUS &&
 322                      (new_flags == _PAGE_CACHE_WB)) ||
 323                     (flags == _PAGE_CACHE_WC &&
 324                      new_flags == _PAGE_CACHE_WB)) {
 325                         free_memtype(addr, addr+len);
 326                         return -EINVAL;
 327                 }
 328                 flags = new_flags;
 329         }
 330
 331         if (((vma->vm_pgoff < max_low_pfn_mapped) ||
 332              (vma->vm_pgoff >= (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)) &&
 333               vma->vm_pgoff < max_pfn_mapped)) &&
 334             ioremap_change_attr((unsigned long)__va(addr), len, flags)) {
 335                 free_memtype(addr, addr + len);
 336                 return -EINVAL;
 337         }
 338
 339         if (io_remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
 340                                vma->vm_end - vma->vm_start,
 341                                vma->vm_page_prot))
 342                 return -EAGAIN;
 343
 344         vma->vm_ops = &pci_mmap_ops;
 345
 346         return 0;
 347 }