SPARC: sg chaining support
[linux-2.6.git] / 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 #include <linux/scatterlist.h>
15
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 #include <asm/oplib.h>
26
27 /* #define IOUNIT_DEBUG */
28 #ifdef IOUNIT_DEBUG
29 #define IOD(x) printk(x)
30 #else
31 #define IOD(x) do { } while (0)
32 #endif
33
34 #define IOPERM        (IOUPTE_CACHE | IOUPTE_WRITE | IOUPTE_VALID)
35 #define MKIOPTE(phys) __iopte((((phys)>>4) & IOUPTE_PAGE) | IOPERM)
36
37 void __init
38 iounit_init(int sbi_node, int io_node, struct sbus_bus *sbus)
39 {
40         iopte_t *xpt, *xptend;
41         struct iounit_struct *iounit;
42         struct linux_prom_registers iommu_promregs[PROMREG_MAX];
43         struct resource r;
44
45         iounit = kzalloc(sizeof(struct iounit_struct), GFP_ATOMIC);
46         if (!iounit) {
47                 prom_printf("SUN4D: Cannot alloc iounit, halting.\n");
48                 prom_halt();
49         }
50
51         iounit->limit[0] = IOUNIT_BMAP1_START;
52         iounit->limit[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
53         iounit->limit[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
54         iounit->limit[3] = IOUNIT_BMAPM_END;
55         iounit->rotor[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
56         iounit->rotor[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
57
58         xpt = NULL;
59         if(prom_getproperty(sbi_node, "reg", (void *) iommu_promregs,
60                             sizeof(iommu_promregs)) != -1) {
61                 prom_apply_generic_ranges(io_node, 0, iommu_promregs, 3);
62                 memset(&r, 0, sizeof(r));
63                 r.flags = iommu_promregs[2].which_io;
64                 r.start = iommu_promregs[2].phys_addr;
65                 xpt = (iopte_t *) sbus_ioremap(&r, 0, PAGE_SIZE * 16, "XPT");
66         }
67         if(!xpt) panic("Cannot map External Page Table.");
68         
69         sbus->ofdev.dev.archdata.iommu = iounit;
70         iounit->page_table = xpt;
71         spin_lock_init(&iounit->lock);
72         
73         for (xptend = iounit->page_table + (16 * PAGE_SIZE) / sizeof(iopte_t);
74              xpt < xptend;)
75                 iopte_val(*xpt++) = 0;
76 }
77
78 /* One has to hold iounit->lock to call this */
79 static unsigned long iounit_get_area(struct iounit_struct *iounit, unsigned long vaddr, int size)
80 {
81         int i, j, k, npages;
82         unsigned long rotor, scan, limit;
83         iopte_t iopte;
84
85         npages = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
86
87         /* A tiny bit of magic ingredience :) */
88         switch (npages) {
89         case 1: i = 0x0231; break;
90         case 2: i = 0x0132; break;
91         default: i = 0x0213; break;
92         }
93         
94         IOD(("iounit_get_area(%08lx,%d[%d])=", vaddr, size, npages));
95         
96 next:   j = (i & 15);
97         rotor = iounit->rotor[j - 1];
98         limit = iounit->limit[j];
99         scan = rotor;
100 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
101         if (scan + npages > limit) {
102                 if (limit != rotor) {
103                         limit = rotor;
104                         scan = iounit->limit[j - 1];
105                         goto nexti;
106                 }
107                 i >>= 4;
108                 if (!(i & 15))
109                         panic("iounit_get_area: Couldn't find free iopte slots for (%08lx,%d)\n", vaddr, size);
110                 goto next;
111         }
112         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
113                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
114                         goto nexti;
115         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
116         scan -= npages;
117         iopte = MKIOPTE(__pa(vaddr & PAGE_MASK));
118         vaddr = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
119         for (k = 0; k < npages; k++, iopte = __iopte(iopte_val(iopte) + 0x100), scan++) {
120                 set_bit(scan, iounit->bmap);
121                 iounit->page_table[scan] = iopte;
122         }
123         IOD(("%08lx\n", vaddr));
124         return vaddr;
125 }
126
127 static __u32 iounit_get_scsi_one(char *vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
128 {
129         unsigned long ret, flags;
130         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
131         
132         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
133         ret = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)vaddr, len);
134         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
135         return ret;
136 }
137
138 static void iounit_get_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
139 {
140         unsigned long flags;
141         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
142
143         /* FIXME: Cache some resolved pages - often several sg entries are to the same page */
144         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
145         while (sz != 0) {
146                 --sz;
147                 sg->dvma_address = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)page_address(sg->page) + sg->offset, sg->length);
148                 sg->dvma_length = sg->length;
149                 sg = sg_next(sg);
150         }
151         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
152 }
153
154 static void iounit_release_scsi_one(__u32 vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
155 {
156         unsigned long flags;
157         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
158         
159         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
160         len = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + len + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
161         vaddr = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
162         IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
163         for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
164                 clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
165         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
166 }
167
168 static void iounit_release_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
169 {
170         unsigned long flags;
171         unsigned long vaddr, len;
172         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
173
174         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
175         while (sz != 0) {
176                 --sz;
177                 len = ((sg->dvma_address & ~PAGE_MASK) + sg->length + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
178                 vaddr = (sg->dvma_address - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
179                 IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
180                 for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
181                         clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
182                 sg = sg_next(sg);
183         }
184         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
185 }
186
187 #ifdef CONFIG_SBUS
188 static int iounit_map_dma_area(dma_addr_t *pba, unsigned long va, __u32 addr, int len)
189 {
190         unsigned long page, end;
191         pgprot_t dvma_prot;
192         iopte_t *iopte;
193         struct sbus_bus *sbus;
194
195         *pba = addr;
196
197         dvma_prot = __pgprot(SRMMU_CACHE | SRMMU_ET_PTE | SRMMU_PRIV);
198         end = PAGE_ALIGN((addr + len));
199         while(addr < end) {
200                 page = va;
201                 {
202                         pgd_t *pgdp;
203                         pmd_t *pmdp;
204                         pte_t *ptep;
205                         long i;
206
207                         pgdp = pgd_offset(&init_mm, addr);
208                         pmdp = pmd_offset(pgdp, addr);
209                         ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
210
211                         set_pte(ptep, mk_pte(virt_to_page(page), dvma_prot));
212                         
213                         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
214
215                         for_each_sbus(sbus) {
216                                 struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
217
218                                 iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
219                                 *iopte = MKIOPTE(__pa(page));
220                         }
221                 }
222                 addr += PAGE_SIZE;
223                 va += PAGE_SIZE;
224         }
225         flush_cache_all();
226         flush_tlb_all();
227
228         return 0;
229 }
230
231 static void iounit_unmap_dma_area(unsigned long addr, int len)
232 {
233         /* XXX Somebody please fill this in */
234 }
235
236 /* XXX We do not pass sbus device here, bad. */
237 static struct page *iounit_translate_dvma(unsigned long addr)
238 {
239         struct sbus_bus *sbus = sbus_root;      /* They are all the same */
240         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
241         int i;
242         iopte_t *iopte;
243
244         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
245         iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
246         return pfn_to_page(iopte_val(*iopte) >> (PAGE_SHIFT-4)); /* XXX sun4d guru, help */
247 }
248 #endif
249
250 static char *iounit_lockarea(char *vaddr, unsigned long len)
251 {
252 /* FIXME: Write this */
253         return vaddr;
254 }
255
256 static void iounit_unlockarea(char *vaddr, unsigned long len)
257 {
258 /* FIXME: Write this */
259 }
260
261 void __init ld_mmu_iounit(void)
262 {
263         BTFIXUPSET_CALL(mmu_lockarea, iounit_lockarea, BTFIXUPCALL_RETO0);
264         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unlockarea, iounit_unlockarea, BTFIXUPCALL_NOP);
265
266         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_one, iounit_get_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
267         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_sgl, iounit_get_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
268         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_one, iounit_release_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
269         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_sgl, iounit_release_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
270
271 #ifdef CONFIG_SBUS
272         BTFIXUPSET_CALL(mmu_map_dma_area, iounit_map_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
273         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unmap_dma_area, iounit_unmap_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
274         BTFIXUPSET_CALL(mmu_translate_dvma, iounit_translate_dvma, BTFIXUPCALL_NORM);
275 #endif
276 }
277
278 __u32 iounit_map_dma_init(struct sbus_bus *sbus, int size)
279 {
280         int i, j, k, npages;
281         unsigned long rotor, scan, limit;
282         unsigned long flags;
283         __u32 ret;
284         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
285
286         npages = (size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
287         i = 0x0213;
288         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
289 next:   j = (i & 15);
290         rotor = iounit->rotor[j - 1];
291         limit = iounit->limit[j];
292         scan = rotor;
293 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
294         if (scan + npages > limit) {
295                 if (limit != rotor) {
296                         limit = rotor;
297                         scan = iounit->limit[j - 1];
298                         goto nexti;
299                 }
300                 i >>= 4;
301                 if (!(i & 15))
302                         panic("iounit_map_dma_init: Couldn't find free iopte slots for %d bytes\n", size);
303                 goto next;
304         }
305         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
306                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
307                         goto nexti;
308         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
309         scan -= npages;
310         ret = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT);
311         for (k = 0; k < npages; k++, scan++)
312                 set_bit(scan, iounit->bmap);
313         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
314         return ret;
315 }
316
317 __u32 iounit_map_dma_page(__u32 vaddr, void *addr, struct sbus_bus *sbus)
318 {
319         int scan = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
320         struct iounit_struct *iounit = sbus->ofdev.dev.archdata.iommu;
321         
322         iounit->page_table[scan] = MKIOPTE(__pa(((unsigned long)addr) & PAGE_MASK));
323         return vaddr + (((unsigned long)addr) & ~PAGE_MASK);
324 }