include cleanup: Update gfp.h and slab.h includes to prepare for breaking implicit...
[linux-2.6.git] / arch / microblaze / mm / consistent.c
1 /*
2  * Microblaze support for cache consistent memory.
3  * Copyright (C) 2010 Michal Simek <monstr@monstr.eu>
4  * Copyright (C) 2010 PetaLogix
5  * Copyright (C) 2005 John Williams <jwilliams@itee.uq.edu.au>
6  *
7  * Based on PowerPC version derived from arch/arm/mm/consistent.c
8  * Copyright (C) 2001 Dan Malek (dmalek@jlc.net)
9  * Copyright (C) 2000 Russell King
10  *
11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
13  * published by the Free Software Foundation.
14  */
15
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/signal.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/string.h>
22 #include <linux/types.h>
23 #include <linux/ptrace.h>
24 #include <linux/mman.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/stddef.h>
28 #include <linux/vmalloc.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/delay.h>
31 #include <linux/bootmem.h>
32 #include <linux/highmem.h>
33 #include <linux/pci.h>
34 #include <linux/interrupt.h>
35 #include <linux/gfp.h>
36
37 #include <asm/pgalloc.h>
38 #include <linux/io.h>
39 #include <linux/hardirq.h>
40 #include <asm/mmu_context.h>
41 #include <asm/mmu.h>
42 #include <linux/uaccess.h>
43 #include <asm/pgtable.h>
44 #include <asm/cpuinfo.h>
45
46 #ifndef CONFIG_MMU
47
48 /* I have to use dcache values because I can't relate on ram size */
49 #define UNCACHED_SHADOW_MASK (cpuinfo.dcache_high - cpuinfo.dcache_base + 1)
50
51 /*
52  * Consistent memory allocators. Used for DMA devices that want to
53  * share uncached memory with the processor core.
54  * My crufty no-MMU approach is simple. In the HW platform we can optionally
55  * mirror the DDR up above the processor cacheable region.  So, memory accessed
56  * in this mirror region will not be cached.  It's alloced from the same
57  * pool as normal memory, but the handle we return is shifted up into the
58  * uncached region.  This will no doubt cause big problems if memory allocated
59  * here is not also freed properly. -- JW
60  */
61 void *consistent_alloc(int gfp, size_t size, dma_addr_t *dma_handle)
62 {
63         struct page *page, *end, *free;
64         unsigned long order;
65         void *ret, *virt;
66
67         if (in_interrupt())
68                 BUG();
69
70         size = PAGE_ALIGN(size);
71         order = get_order(size);
72
73         page = alloc_pages(gfp, order);
74         if (!page)
75                 goto no_page;
76
77         /* We could do with a page_to_phys and page_to_bus here. */
78         virt = page_address(page);
79         ret = ioremap(virt_to_phys(virt), size);
80         if (!ret)
81                 goto no_remap;
82
83         /*
84          * Here's the magic!  Note if the uncached shadow is not implemented,
85          * it's up to the calling code to also test that condition and make
86          * other arranegments, such as manually flushing the cache and so on.
87          */
88 #ifdef CONFIG_XILINX_UNCACHED_SHADOW
89         ret = (void *)((unsigned) ret | UNCACHED_SHADOW_MASK);
90 #endif
91         /* dma_handle is same as physical (shadowed) address */
92         *dma_handle = (dma_addr_t)ret;
93
94         /*
95          * free wasted pages.  We skip the first page since we know
96          * that it will have count = 1 and won't require freeing.
97          * We also mark the pages in use as reserved so that
98          * remap_page_range works.
99          */
100         page = virt_to_page(virt);
101         free = page + (size >> PAGE_SHIFT);
102         end  = page + (1 << order);
103
104         for (; page < end; page++) {
105                 init_page_count(page);
106                 if (page >= free)
107                         __free_page(page);
108                 else
109                         SetPageReserved(page);
110         }
111
112         return ret;
113 no_remap:
114         __free_pages(page, order);
115 no_page:
116         return NULL;
117 }
118
119 #else
120
121 void *consistent_alloc(int gfp, size_t size, dma_addr_t *dma_handle)
122 {
123         int order, err, i;
124         unsigned long page, va, flags;
125         phys_addr_t pa;
126         struct vm_struct *area;
127         void     *ret;
128
129         if (in_interrupt())
130                 BUG();
131
132         /* Only allocate page size areas. */
133         size = PAGE_ALIGN(size);
134         order = get_order(size);
135
136         page = __get_free_pages(gfp, order);
137         if (!page) {
138                 BUG();
139                 return NULL;
140         }
141
142         /*
143          * we need to ensure that there are no cachelines in use,
144          * or worse dirty in this area.
145          */
146         flush_dcache_range(virt_to_phys(page), virt_to_phys(page) + size);
147
148         /* Allocate some common virtual space to map the new pages. */
149         area = get_vm_area(size, VM_ALLOC);
150         if (area == NULL) {
151                 free_pages(page, order);
152                 return NULL;
153         }
154         va = (unsigned long) area->addr;
155         ret = (void *)va;
156
157         /* This gives us the real physical address of the first page. */
158         *dma_handle = pa = virt_to_bus((void *)page);
159
160         /* MS: This is the whole magic - use cache inhibit pages */
161         flags = _PAGE_KERNEL | _PAGE_NO_CACHE;
162
163         /*
164          * Set refcount=1 on all pages in an order>0
165          * allocation so that vfree() will actually
166          * free all pages that were allocated.
167          */
168         if (order > 0) {
169                 struct page *rpage = virt_to_page(page);
170                 for (i = 1; i < (1 << order); i++)
171                         init_page_count(rpage+i);
172         }
173
174         err = 0;
175         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
176                 err = map_page(va+i, pa+i, flags);
177
178         if (err) {
179                 vfree((void *)va);
180                 return NULL;
181         }
182
183         return ret;
184 }
185 #endif /* CONFIG_MMU */
186 EXPORT_SYMBOL(consistent_alloc);
187
188 /*
189  * free page(s) as defined by the above mapping.
190  */
191 void consistent_free(void *vaddr)
192 {
193         if (in_interrupt())
194                 BUG();
195
196         /* Clear SHADOW_MASK bit in address, and free as per usual */
197 #ifdef CONFIG_XILINX_UNCACHED_SHADOW
198         vaddr = (void *)((unsigned)vaddr & ~UNCACHED_SHADOW_MASK);
199 #endif
200         vfree(vaddr);
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(consistent_free);
203
204 /*
205  * make an area consistent.
206  */
207 void consistent_sync(void *vaddr, size_t size, int direction)
208 {
209         unsigned long start;
210         unsigned long end;
211
212         start = (unsigned long)vaddr;
213
214         /* Convert start address back down to unshadowed memory region */
215 #ifdef CONFIG_XILINX_UNCACHED_SHADOW
216         start &= ~UNCACHED_SHADOW_MASK;
217 #endif
218         end = start + size;
219
220         switch (direction) {
221         case PCI_DMA_NONE:
222                 BUG();
223         case PCI_DMA_FROMDEVICE:        /* invalidate only */
224                 flush_dcache_range(start, end);
225                 break;
226         case PCI_DMA_TODEVICE:          /* writeback only */
227                 flush_dcache_range(start, end);
228                 break;
229         case PCI_DMA_BIDIRECTIONAL:     /* writeback and invalidate */
230                 flush_dcache_range(start, end);
231                 break;
232         }
233 }
234 EXPORT_SYMBOL(consistent_sync);
235
236 /*
237  * consistent_sync_page makes memory consistent. identical
238  * to consistent_sync, but takes a struct page instead of a
239  * virtual address
240  */
241 void consistent_sync_page(struct page *page, unsigned long offset,
242         size_t size, int direction)
243 {
244         unsigned long start = (unsigned long)page_address(page) + offset;
245         consistent_sync((void *)start, size, direction);
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(consistent_sync_page);