Merge tag 'pci-v3.9-changes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaas/pci
[linux-3.10.git] / arch / ia64 / pci / pci.c
1 /*
2  * pci.c - Low-Level PCI Access in IA-64
3  *
4  * Derived from bios32.c of i386 tree.
5  *
6  * (c) Copyright 2002, 2005 Hewlett-Packard Development Company, L.P.
7  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
8  *      Bjorn Helgaas <bjorn.helgaas@hp.com>
9  * Copyright (C) 2004 Silicon Graphics, Inc.
10  *
11  * Note: Above list of copyright holders is incomplete...
12  */
13
14 #include <linux/acpi.h>
15 #include <linux/types.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/pci.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/ioport.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/spinlock.h>
22 #include <linux/bootmem.h>
23 #include <linux/export.h>
24
25 #include <asm/machvec.h>
26 #include <asm/page.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/sal.h>
29 #include <asm/smp.h>
30 #include <asm/irq.h>
31 #include <asm/hw_irq.h>
32
33 /*
34  * Low-level SAL-based PCI configuration access functions. Note that SAL
35  * calls are already serialized (via sal_lock), so we don't need another
36  * synchronization mechanism here.
37  */
38
39 #define PCI_SAL_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg)           \
40         (((u64) seg << 24) | (bus << 16) | (devfn << 8) | (reg))
41
42 /* SAL 3.2 adds support for extended config space. */
43
44 #define PCI_SAL_EXT_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg)       \
45         (((u64) seg << 28) | (bus << 20) | (devfn << 12) | (reg))
46
47 int raw_pci_read(unsigned int seg, unsigned int bus, unsigned int devfn,
48               int reg, int len, u32 *value)
49 {
50         u64 addr, data = 0;
51         int mode, result;
52
53         if (!value || (seg > 65535) || (bus > 255) || (devfn > 255) || (reg > 4095))
54                 return -EINVAL;
55
56         if ((seg | reg) <= 255) {
57                 addr = PCI_SAL_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg);
58                 mode = 0;
59         } else if (sal_revision >= SAL_VERSION_CODE(3,2)) {
60                 addr = PCI_SAL_EXT_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg);
61                 mode = 1;
62         } else {
63                 return -EINVAL;
64         }
65
66         result = ia64_sal_pci_config_read(addr, mode, len, &data);
67         if (result != 0)
68                 return -EINVAL;
69
70         *value = (u32) data;
71         return 0;
72 }
73
74 int raw_pci_write(unsigned int seg, unsigned int bus, unsigned int devfn,
75                int reg, int len, u32 value)
76 {
77         u64 addr;
78         int mode, result;
79
80         if ((seg > 65535) || (bus > 255) || (devfn > 255) || (reg > 4095))
81                 return -EINVAL;
82
83         if ((seg | reg) <= 255) {
84                 addr = PCI_SAL_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg);
85                 mode = 0;
86         } else if (sal_revision >= SAL_VERSION_CODE(3,2)) {
87                 addr = PCI_SAL_EXT_ADDRESS(seg, bus, devfn, reg);
88                 mode = 1;
89         } else {
90                 return -EINVAL;
91         }
92         result = ia64_sal_pci_config_write(addr, mode, len, value);
93         if (result != 0)
94                 return -EINVAL;
95         return 0;
96 }
97
98 static int pci_read(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where,
99                                                         int size, u32 *value)
100 {
101         return raw_pci_read(pci_domain_nr(bus), bus->number,
102                                  devfn, where, size, value);
103 }
104
105 static int pci_write(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn, int where,
106                                                         int size, u32 value)
107 {
108         return raw_pci_write(pci_domain_nr(bus), bus->number,
109                                   devfn, where, size, value);
110 }
111
112 struct pci_ops pci_root_ops = {
113         .read = pci_read,
114         .write = pci_write,
115 };
116
117 /* Called by ACPI when it finds a new root bus.  */
118
119 static struct pci_controller *alloc_pci_controller(int seg)
120 {
121         struct pci_controller *controller;
122
123         controller = kzalloc(sizeof(*controller), GFP_KERNEL);
124         if (!controller)
125                 return NULL;
126
127         controller->segment = seg;
128         controller->node = -1;
129         return controller;
130 }
131
132 struct pci_root_info {
133         struct acpi_device *bridge;
134         struct pci_controller *controller;
135         struct list_head resources;
136         char *name;
137 };
138
139 static unsigned int
140 new_space (u64 phys_base, int sparse)
141 {
142         u64 mmio_base;
143         int i;
144
145         if (phys_base == 0)
146                 return 0;       /* legacy I/O port space */
147
148         mmio_base = (u64) ioremap(phys_base, 0);
149         for (i = 0; i < num_io_spaces; i++)
150                 if (io_space[i].mmio_base == mmio_base &&
151                     io_space[i].sparse == sparse)
152                         return i;
153
154         if (num_io_spaces == MAX_IO_SPACES) {
155                 printk(KERN_ERR "PCI: Too many IO port spaces "
156                         "(MAX_IO_SPACES=%lu)\n", MAX_IO_SPACES);
157                 return ~0;
158         }
159
160         i = num_io_spaces++;
161         io_space[i].mmio_base = mmio_base;
162         io_space[i].sparse = sparse;
163
164         return i;
165 }
166
167 static u64 add_io_space(struct pci_root_info *info,
168                         struct acpi_resource_address64 *addr)
169 {
170         struct resource *resource;
171         char *name;
172         unsigned long base, min, max, base_port;
173         unsigned int sparse = 0, space_nr, len;
174
175         resource = kzalloc(sizeof(*resource), GFP_KERNEL);
176         if (!resource) {
177                 printk(KERN_ERR "PCI: No memory for %s I/O port space\n",
178                         info->name);
179                 goto out;
180         }
181
182         len = strlen(info->name) + 32;
183         name = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
184         if (!name) {
185                 printk(KERN_ERR "PCI: No memory for %s I/O port space name\n",
186                         info->name);
187                 goto free_resource;
188         }
189
190         min = addr->minimum;
191         max = min + addr->address_length - 1;
192         if (addr->info.io.translation_type == ACPI_SPARSE_TRANSLATION)
193                 sparse = 1;
194
195         space_nr = new_space(addr->translation_offset, sparse);
196         if (space_nr == ~0)
197                 goto free_name;
198
199         base = __pa(io_space[space_nr].mmio_base);
200         base_port = IO_SPACE_BASE(space_nr);
201         snprintf(name, len, "%s I/O Ports %08lx-%08lx", info->name,
202                 base_port + min, base_port + max);
203
204         /*
205          * The SDM guarantees the legacy 0-64K space is sparse, but if the
206          * mapping is done by the processor (not the bridge), ACPI may not
207          * mark it as sparse.
208          */
209         if (space_nr == 0)
210                 sparse = 1;
211
212         resource->name  = name;
213         resource->flags = IORESOURCE_MEM;
214         resource->start = base + (sparse ? IO_SPACE_SPARSE_ENCODING(min) : min);
215         resource->end   = base + (sparse ? IO_SPACE_SPARSE_ENCODING(max) : max);
216         insert_resource(&iomem_resource, resource);
217
218         return base_port;
219
220 free_name:
221         kfree(name);
222 free_resource:
223         kfree(resource);
224 out:
225         return ~0;
226 }
227
228 static acpi_status resource_to_window(struct acpi_resource *resource,
229                                       struct acpi_resource_address64 *addr)
230 {
231         acpi_status status;
232
233         /*
234          * We're only interested in _CRS descriptors that are
235          *      - address space descriptors for memory or I/O space
236          *      - non-zero size
237          *      - producers, i.e., the address space is routed downstream,
238          *        not consumed by the bridge itself
239          */
240         status = acpi_resource_to_address64(resource, addr);
241         if (ACPI_SUCCESS(status) &&
242             (addr->resource_type == ACPI_MEMORY_RANGE ||
243              addr->resource_type == ACPI_IO_RANGE) &&
244             addr->address_length &&
245             addr->producer_consumer == ACPI_PRODUCER)
246                 return AE_OK;
247
248         return AE_ERROR;
249 }
250
251 static acpi_status count_window(struct acpi_resource *resource, void *data)
252 {
253         unsigned int *windows = (unsigned int *) data;
254         struct acpi_resource_address64 addr;
255         acpi_status status;
256
257         status = resource_to_window(resource, &addr);
258         if (ACPI_SUCCESS(status))
259                 (*windows)++;
260
261         return AE_OK;
262 }
263
264 static acpi_status add_window(struct acpi_resource *res, void *data)
265 {
266         struct pci_root_info *info = data;
267         struct pci_window *window;
268         struct acpi_resource_address64 addr;
269         acpi_status status;
270         unsigned long flags, offset = 0;
271         struct resource *root;
272
273         /* Return AE_OK for non-window resources to keep scanning for more */
274         status = resource_to_window(res, &addr);
275         if (!ACPI_SUCCESS(status))
276                 return AE_OK;
277
278         if (addr.resource_type == ACPI_MEMORY_RANGE) {
279                 flags = IORESOURCE_MEM;
280                 root = &iomem_resource;
281                 offset = addr.translation_offset;
282         } else if (addr.resource_type == ACPI_IO_RANGE) {
283                 flags = IORESOURCE_IO;
284                 root = &ioport_resource;
285                 offset = add_io_space(info, &addr);
286                 if (offset == ~0)
287                         return AE_OK;
288         } else
289                 return AE_OK;
290
291         window = &info->controller->window[info->controller->windows++];
292         window->resource.name = info->name;
293         window->resource.flags = flags;
294         window->resource.start = addr.minimum + offset;
295         window->resource.end = window->resource.start + addr.address_length - 1;
296         window->offset = offset;
297
298         if (insert_resource(root, &window->resource)) {
299                 dev_err(&info->bridge->dev,
300                         "can't allocate host bridge window %pR\n",
301                         &window->resource);
302         } else {
303                 if (offset)
304                         dev_info(&info->bridge->dev, "host bridge window %pR "
305                                  "(PCI address [%#llx-%#llx])\n",
306                                  &window->resource,
307                                  window->resource.start - offset,
308                                  window->resource.end - offset);
309                 else
310                         dev_info(&info->bridge->dev,
311                                  "host bridge window %pR\n",
312                                  &window->resource);
313         }
314
315         /* HP's firmware has a hack to work around a Windows bug.
316          * Ignore these tiny memory ranges */
317         if (!((window->resource.flags & IORESOURCE_MEM) &&
318               (window->resource.end - window->resource.start < 16)))
319                 pci_add_resource_offset(&info->resources, &window->resource,
320                                         window->offset);
321
322         return AE_OK;
323 }
324
325 struct pci_bus *pci_acpi_scan_root(struct acpi_pci_root *root)
326 {
327         struct acpi_device *device = root->device;
328         int domain = root->segment;
329         int bus = root->secondary.start;
330         struct pci_controller *controller;
331         unsigned int windows = 0;
332         struct pci_root_info info;
333         struct pci_bus *pbus;
334         char *name;
335         int pxm;
336
337         controller = alloc_pci_controller(domain);
338         if (!controller)
339                 goto out1;
340
341         controller->acpi_handle = device->handle;
342
343         pxm = acpi_get_pxm(controller->acpi_handle);
344 #ifdef CONFIG_NUMA
345         if (pxm >= 0)
346                 controller->node = pxm_to_node(pxm);
347 #endif
348
349         INIT_LIST_HEAD(&info.resources);
350         /* insert busn resource at first */
351         pci_add_resource(&info.resources, &root->secondary);
352         acpi_walk_resources(device->handle, METHOD_NAME__CRS, count_window,
353                         &windows);
354         if (windows) {
355                 controller->window =
356                         kzalloc_node(sizeof(*controller->window) * windows,
357                                      GFP_KERNEL, controller->node);
358                 if (!controller->window)
359                         goto out2;
360
361                 name = kmalloc(16, GFP_KERNEL);
362                 if (!name)
363                         goto out3;
364
365                 sprintf(name, "PCI Bus %04x:%02x", domain, bus);
366                 info.bridge = device;
367                 info.controller = controller;
368                 info.name = name;
369                 acpi_walk_resources(device->handle, METHOD_NAME__CRS,
370                         add_window, &info);
371         }
372         /*
373          * See arch/x86/pci/acpi.c.
374          * The desired pci bus might already be scanned in a quirk. We
375          * should handle the case here, but it appears that IA64 hasn't
376          * such quirk. So we just ignore the case now.
377          */
378         pbus = pci_create_root_bus(NULL, bus, &pci_root_ops, controller,
379                                    &info.resources);
380         if (!pbus) {
381                 pci_free_resource_list(&info.resources);
382                 return NULL;
383         }
384
385         pci_scan_child_bus(pbus);
386         return pbus;
387
388 out3:
389         kfree(controller->window);
390 out2:
391         kfree(controller);
392 out1:
393         return NULL;
394 }
395
396 int pcibios_root_bridge_prepare(struct pci_host_bridge *bridge)
397 {
398         struct pci_controller *controller = bridge->bus->sysdata;
399
400         ACPI_HANDLE_SET(&bridge->dev, controller->acpi_handle);
401         return 0;
402 }
403
404 static int is_valid_resource(struct pci_dev *dev, int idx)
405 {
406         unsigned int i, type_mask = IORESOURCE_IO | IORESOURCE_MEM;
407         struct resource *devr = &dev->resource[idx], *busr;
408
409         if (!dev->bus)
410                 return 0;
411
412         pci_bus_for_each_resource(dev->bus, busr, i) {
413                 if (!busr || ((busr->flags ^ devr->flags) & type_mask))
414                         continue;
415                 if ((devr->start) && (devr->start >= busr->start) &&
416                                 (devr->end <= busr->end))
417                         return 1;
418         }
419         return 0;
420 }
421
422 static void pcibios_fixup_resources(struct pci_dev *dev, int start, int limit)
423 {
424         int i;
425
426         for (i = start; i < limit; i++) {
427                 if (!dev->resource[i].flags)
428                         continue;
429                 if ((is_valid_resource(dev, i)))
430                         pci_claim_resource(dev, i);
431         }
432 }
433
434 void pcibios_fixup_device_resources(struct pci_dev *dev)
435 {
436         pcibios_fixup_resources(dev, 0, PCI_BRIDGE_RESOURCES);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(pcibios_fixup_device_resources);
439
440 static void pcibios_fixup_bridge_resources(struct pci_dev *dev)
441 {
442         pcibios_fixup_resources(dev, PCI_BRIDGE_RESOURCES, PCI_NUM_RESOURCES);
443 }
444
445 /*
446  *  Called after each bus is probed, but before its children are examined.
447  */
448 void pcibios_fixup_bus(struct pci_bus *b)
449 {
450         struct pci_dev *dev;
451
452         if (b->self) {
453                 pci_read_bridge_bases(b);
454                 pcibios_fixup_bridge_resources(b->self);
455         }
456         list_for_each_entry(dev, &b->devices, bus_list)
457                 pcibios_fixup_device_resources(dev);
458         platform_pci_fixup_bus(b);
459 }
460
461 void pcibios_set_master (struct pci_dev *dev)
462 {
463         /* No special bus mastering setup handling */
464 }
465
466 int
467 pcibios_enable_device (struct pci_dev *dev, int mask)
468 {
469         int ret;
470
471         ret = pci_enable_resources(dev, mask);
472         if (ret < 0)
473                 return ret;
474
475         if (!dev->msi_enabled)
476                 return acpi_pci_irq_enable(dev);
477         return 0;
478 }
479
480 void
481 pcibios_disable_device (struct pci_dev *dev)
482 {
483         BUG_ON(atomic_read(&dev->enable_cnt));
484         if (!dev->msi_enabled)
485                 acpi_pci_irq_disable(dev);
486 }
487
488 resource_size_t
489 pcibios_align_resource (void *data, const struct resource *res,
490                         resource_size_t size, resource_size_t align)
491 {
492         return res->start;
493 }
494
495 int
496 pci_mmap_page_range (struct pci_dev *dev, struct vm_area_struct *vma,
497                      enum pci_mmap_state mmap_state, int write_combine)
498 {
499         unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
500         pgprot_t prot;
501
502         /*
503          * I/O space cannot be accessed via normal processor loads and
504          * stores on this platform.
505          */
506         if (mmap_state == pci_mmap_io)
507                 /*
508                  * XXX we could relax this for I/O spaces for which ACPI
509                  * indicates that the space is 1-to-1 mapped.  But at the
510                  * moment, we don't support multiple PCI address spaces and
511                  * the legacy I/O space is not 1-to-1 mapped, so this is moot.
512                  */
513                 return -EINVAL;
514
515         if (!valid_mmap_phys_addr_range(vma->vm_pgoff, size))
516                 return -EINVAL;
517
518         prot = phys_mem_access_prot(NULL, vma->vm_pgoff, size,
519                                     vma->vm_page_prot);
520
521         /*
522          * If the user requested WC, the kernel uses UC or WC for this region,
523          * and the chipset supports WC, we can use WC. Otherwise, we have to
524          * use the same attribute the kernel uses.
525          */
526         if (write_combine &&
527             ((pgprot_val(prot) & _PAGE_MA_MASK) == _PAGE_MA_UC ||
528              (pgprot_val(prot) & _PAGE_MA_MASK) == _PAGE_MA_WC) &&
529             efi_range_is_wc(vma->vm_start, vma->vm_end - vma->vm_start))
530                 vma->vm_page_prot = pgprot_writecombine(vma->vm_page_prot);
531         else
532                 vma->vm_page_prot = prot;
533
534         if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
535                              vma->vm_end - vma->vm_start, vma->vm_page_prot))
536                 return -EAGAIN;
537
538         return 0;
539 }
540
541 /**
542  * ia64_pci_get_legacy_mem - generic legacy mem routine
543  * @bus: bus to get legacy memory base address for
544  *
545  * Find the base of legacy memory for @bus.  This is typically the first
546  * megabyte of bus address space for @bus or is simply 0 on platforms whose
547  * chipsets support legacy I/O and memory routing.  Returns the base address
548  * or an error pointer if an error occurred.
549  *
550  * This is the ia64 generic version of this routine.  Other platforms
551  * are free to override it with a machine vector.
552  */
553 char *ia64_pci_get_legacy_mem(struct pci_bus *bus)
554 {
555         return (char *)__IA64_UNCACHED_OFFSET;
556 }
557
558 /**
559  * pci_mmap_legacy_page_range - map legacy memory space to userland
560  * @bus: bus whose legacy space we're mapping
561  * @vma: vma passed in by mmap
562  *
563  * Map legacy memory space for this device back to userspace using a machine
564  * vector to get the base address.
565  */
566 int
567 pci_mmap_legacy_page_range(struct pci_bus *bus, struct vm_area_struct *vma,
568                            enum pci_mmap_state mmap_state)
569 {
570         unsigned long size = vma->vm_end - vma->vm_start;
571         pgprot_t prot;
572         char *addr;
573
574         /* We only support mmap'ing of legacy memory space */
575         if (mmap_state != pci_mmap_mem)
576                 return -ENOSYS;
577
578         /*
579          * Avoid attribute aliasing.  See Documentation/ia64/aliasing.txt
580          * for more details.
581          */
582         if (!valid_mmap_phys_addr_range(vma->vm_pgoff, size))
583                 return -EINVAL;
584         prot = phys_mem_access_prot(NULL, vma->vm_pgoff, size,
585                                     vma->vm_page_prot);
586
587         addr = pci_get_legacy_mem(bus);
588         if (IS_ERR(addr))
589                 return PTR_ERR(addr);
590
591         vma->vm_pgoff += (unsigned long)addr >> PAGE_SHIFT;
592         vma->vm_page_prot = prot;
593
594         if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
595                             size, vma->vm_page_prot))
596                 return -EAGAIN;
597
598         return 0;
599 }
600
601 /**
602  * ia64_pci_legacy_read - read from legacy I/O space
603  * @bus: bus to read
604  * @port: legacy port value
605  * @val: caller allocated storage for returned value
606  * @size: number of bytes to read
607  *
608  * Simply reads @size bytes from @port and puts the result in @val.
609  *
610  * Again, this (and the write routine) are generic versions that can be
611  * overridden by the platform.  This is necessary on platforms that don't
612  * support legacy I/O routing or that hard fail on legacy I/O timeouts.
613  */
614 int ia64_pci_legacy_read(struct pci_bus *bus, u16 port, u32 *val, u8 size)
615 {
616         int ret = size;
617
618         switch (size) {
619         case 1:
620                 *val = inb(port);
621                 break;
622         case 2:
623                 *val = inw(port);
624                 break;
625         case 4:
626                 *val = inl(port);
627                 break;
628         default:
629                 ret = -EINVAL;
630                 break;
631         }
632
633         return ret;
634 }
635
636 /**
637  * ia64_pci_legacy_write - perform a legacy I/O write
638  * @bus: bus pointer
639  * @port: port to write
640  * @val: value to write
641  * @size: number of bytes to write from @val
642  *
643  * Simply writes @size bytes of @val to @port.
644  */
645 int ia64_pci_legacy_write(struct pci_bus *bus, u16 port, u32 val, u8 size)
646 {
647         int ret = size;
648
649         switch (size) {
650         case 1:
651                 outb(val, port);
652                 break;
653         case 2:
654                 outw(val, port);
655                 break;
656         case 4:
657                 outl(val, port);
658                 break;
659         default:
660                 ret = -EINVAL;
661                 break;
662         }
663
664         return ret;
665 }
666
667 /**
668  * set_pci_cacheline_size - determine cacheline size for PCI devices
669  *
670  * We want to use the line-size of the outer-most cache.  We assume
671  * that this line-size is the same for all CPUs.
672  *
673  * Code mostly taken from arch/ia64/kernel/palinfo.c:cache_info().
674  */
675 static void __init set_pci_dfl_cacheline_size(void)
676 {
677         unsigned long levels, unique_caches;
678         long status;
679         pal_cache_config_info_t cci;
680
681         status = ia64_pal_cache_summary(&levels, &unique_caches);
682         if (status != 0) {
683                 printk(KERN_ERR "%s: ia64_pal_cache_summary() failed "
684                         "(status=%ld)\n", __func__, status);
685                 return;
686         }
687
688         status = ia64_pal_cache_config_info(levels - 1,
689                                 /* cache_type (data_or_unified)= */ 2, &cci);
690         if (status != 0) {
691                 printk(KERN_ERR "%s: ia64_pal_cache_config_info() failed "
692                         "(status=%ld)\n", __func__, status);
693                 return;
694         }
695         pci_dfl_cache_line_size = (1 << cci.pcci_line_size) / 4;
696 }
697
698 u64 ia64_dma_get_required_mask(struct device *dev)
699 {
700         u32 low_totalram = ((max_pfn - 1) << PAGE_SHIFT);
701         u32 high_totalram = ((max_pfn - 1) >> (32 - PAGE_SHIFT));
702         u64 mask;
703
704         if (!high_totalram) {
705                 /* convert to mask just covering totalram */
706                 low_totalram = (1 << (fls(low_totalram) - 1));
707                 low_totalram += low_totalram - 1;
708                 mask = low_totalram;
709         } else {
710                 high_totalram = (1 << (fls(high_totalram) - 1));
711                 high_totalram += high_totalram - 1;
712                 mask = (((u64)high_totalram) << 32) + 0xffffffff;
713         }
714         return mask;
715 }
716 EXPORT_SYMBOL_GPL(ia64_dma_get_required_mask);
717
718 u64 dma_get_required_mask(struct device *dev)
719 {
720         return platform_dma_get_required_mask(dev);
721 }
722 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_get_required_mask);
723
724 static int __init pcibios_init(void)
725 {
726         set_pci_dfl_cacheline_size();
727         return 0;
728 }
729
730 subsys_initcall(pcibios_init);