[POWERPC] Fix sparse warnings in arch/powerpc/platforms/pseries
[linux-3.10.git] / arch / powerpc / platforms / pseries / iommu.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2001 Mike Corrigan & Dave Engebretsen, IBM Corporation
3  *
4  * Rewrite, cleanup:
5  *
6  * Copyright (C) 2004 Olof Johansson <olof@lixom.net>, IBM Corporation
7  * Copyright (C) 2006 Olof Johansson <olof@lixom.net>
8  *
9  * Dynamic DMA mapping support, pSeries-specific parts, both SMP and LPAR.
10  *
11  *
12  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
13  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  * (at your option) any later version.
16  *
17  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  * GNU General Public License for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
23  * along with this program; if not, write to the Free Software
24  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
25  */
26
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/spinlock.h>
32 #include <linux/string.h>
33 #include <linux/pci.h>
34 #include <linux/dma-mapping.h>
35 #include <asm/io.h>
36 #include <asm/prom.h>
37 #include <asm/rtas.h>
38 #include <asm/iommu.h>
39 #include <asm/pci-bridge.h>
40 #include <asm/machdep.h>
41 #include <asm/abs_addr.h>
42 #include <asm/pSeries_reconfig.h>
43 #include <asm/firmware.h>
44 #include <asm/tce.h>
45 #include <asm/ppc-pci.h>
46 #include <asm/udbg.h>
47
48 #include "plpar_wrappers.h"
49
50
51 static void tce_build_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index,
52                               long npages, unsigned long uaddr,
53                               enum dma_data_direction direction)
54 {
55         u64 proto_tce;
56         u64 *tcep;
57         u64 rpn;
58
59         proto_tce = TCE_PCI_READ; // Read allowed
60
61         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
62                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
63
64         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
65
66         while (npages--) {
67                 /* can't move this out since we might cross LMB boundary */
68                 rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
69                 *tcep = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
70
71                 uaddr += TCE_PAGE_SIZE;
72                 tcep++;
73         }
74 }
75
76
77 static void tce_free_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
78 {
79         u64 *tcep;
80
81         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
82
83         while (npages--)
84                 *(tcep++) = 0;
85 }
86
87 static unsigned long tce_get_pseries(struct iommu_table *tbl, long index)
88 {
89         u64 *tcep;
90
91         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
92
93         return *tcep;
94 }
95
96 static void tce_build_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
97                                 long npages, unsigned long uaddr,
98                                 enum dma_data_direction direction)
99 {
100         u64 rc;
101         u64 proto_tce, tce;
102         u64 rpn;
103
104         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
105         proto_tce = TCE_PCI_READ;
106         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
107                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
108
109         while (npages--) {
110                 tce = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
111                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, tce);
112
113                 if (rc && printk_ratelimit()) {
114                         printk("tce_build_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
115                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
116                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
117                         printk("\ttce val = 0x%lx\n", tce );
118                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
119                 }
120
121                 tcenum++;
122                 rpn++;
123         }
124 }
125
126 static DEFINE_PER_CPU(u64 *, tce_page) = NULL;
127
128 static void tce_buildmulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
129                                      long npages, unsigned long uaddr,
130                                      enum dma_data_direction direction)
131 {
132         u64 rc;
133         u64 proto_tce;
134         u64 *tcep;
135         u64 rpn;
136         long l, limit;
137
138         if (npages == 1) {
139                 tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr, direction);
140                 return;
141         }
142
143         tcep = __get_cpu_var(tce_page);
144
145         /* This is safe to do since interrupts are off when we're called
146          * from iommu_alloc{,_sg}()
147          */
148         if (!tcep) {
149                 tcep = (u64 *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
150                 /* If allocation fails, fall back to the loop implementation */
151                 if (!tcep) {
152                         tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
153                                             direction);
154                         return;
155                 }
156                 __get_cpu_var(tce_page) = tcep;
157         }
158
159         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
160         proto_tce = TCE_PCI_READ;
161         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
162                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
163
164         /* We can map max one pageful of TCEs at a time */
165         do {
166                 /*
167                  * Set up the page with TCE data, looping through and setting
168                  * the values.
169                  */
170                 limit = min_t(long, npages, 4096/TCE_ENTRY_SIZE);
171
172                 for (l = 0; l < limit; l++) {
173                         tcep[l] = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
174                         rpn++;
175                 }
176
177                 rc = plpar_tce_put_indirect((u64)tbl->it_index,
178                                             (u64)tcenum << 12,
179                                             (u64)virt_to_abs(tcep),
180                                             limit);
181
182                 npages -= limit;
183                 tcenum += limit;
184         } while (npages > 0 && !rc);
185
186         if (rc && printk_ratelimit()) {
187                 printk("tce_buildmulti_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
188                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
189                 printk("\tnpages  = 0x%lx\n", (u64)npages);
190                 printk("\ttce[0] val = 0x%lx\n", tcep[0]);
191                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
192         }
193 }
194
195 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
196 {
197         u64 rc;
198
199         while (npages--) {
200                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0);
201
202                 if (rc && printk_ratelimit()) {
203                         printk("tce_free_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
204                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
205                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
206                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
207                 }
208
209                 tcenum++;
210         }
211 }
212
213
214 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
215 {
216         u64 rc;
217
218         rc = plpar_tce_stuff((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0, npages);
219
220         if (rc && printk_ratelimit()) {
221                 printk("tce_freemulti_pSeriesLP: plpar_tce_stuff failed\n");
222                 printk("\trc      = %ld\n", rc);
223                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
224                 printk("\tnpages  = 0x%lx\n", (u64)npages);
225                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
226         }
227 }
228
229 static unsigned long tce_get_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum)
230 {
231         u64 rc;
232         unsigned long tce_ret;
233
234         rc = plpar_tce_get((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, &tce_ret);
235
236         if (rc && printk_ratelimit()) {
237                 printk("tce_get_pSeriesLP: plpar_tce_get failed. rc=%ld\n",
238                         rc);
239                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
240                 printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
241                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
242         }
243
244         return tce_ret;
245 }
246
247 #ifdef CONFIG_PCI
248 static void iommu_table_setparms(struct pci_controller *phb,
249                                  struct device_node *dn,
250                                  struct iommu_table *tbl)
251 {
252         struct device_node *node;
253         const unsigned long *basep;
254         const u32 *sizep;
255
256         node = phb->dn;
257
258         basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
259         sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
260         if (basep == NULL || sizep == NULL) {
261                 printk(KERN_ERR "PCI_DMA: iommu_table_setparms: %s has "
262                                 "missing tce entries !\n", dn->full_name);
263                 return;
264         }
265
266         tbl->it_base = (unsigned long)__va(*basep);
267
268 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
269         memset((void *)tbl->it_base, 0, *sizep);
270 #endif
271
272         tbl->it_busno = phb->bus->number;
273
274         /* Units of tce entries */
275         tbl->it_offset = phb->dma_window_base_cur >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
276
277         /* Test if we are going over 2GB of DMA space */
278         if (phb->dma_window_base_cur + phb->dma_window_size > 0x80000000ul) {
279                 udbg_printf("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
280                 panic("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
281         }
282
283         phb->dma_window_base_cur += phb->dma_window_size;
284
285         /* Set the tce table size - measured in entries */
286         tbl->it_size = phb->dma_window_size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
287
288         tbl->it_index = 0;
289         tbl->it_blocksize = 16;
290         tbl->it_type = TCE_PCI;
291 }
292
293 /*
294  * iommu_table_setparms_lpar
295  *
296  * Function: On pSeries LPAR systems, return TCE table info, given a pci bus.
297  */
298 static void iommu_table_setparms_lpar(struct pci_controller *phb,
299                                       struct device_node *dn,
300                                       struct iommu_table *tbl,
301                                       const void *dma_window,
302                                       int bussubno)
303 {
304         unsigned long offset, size;
305
306         tbl->it_busno  = bussubno;
307         of_parse_dma_window(dn, dma_window, &tbl->it_index, &offset, &size);
308
309         tbl->it_base   = 0;
310         tbl->it_blocksize  = 16;
311         tbl->it_type = TCE_PCI;
312         tbl->it_offset = offset >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
313         tbl->it_size = size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
314 }
315
316 static void pci_dma_bus_setup_pSeries(struct pci_bus *bus)
317 {
318         struct device_node *dn;
319         struct iommu_table *tbl;
320         struct device_node *isa_dn, *isa_dn_orig;
321         struct device_node *tmp;
322         struct pci_dn *pci;
323         int children;
324
325         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
326
327         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeries: setting up bus %s\n", dn->full_name);
328
329         if (bus->self) {
330                 /* This is not a root bus, any setup will be done for the
331                  * device-side of the bridge in iommu_dev_setup_pSeries().
332                  */
333                 return;
334         }
335         pci = PCI_DN(dn);
336
337         /* Check if the ISA bus on the system is under
338          * this PHB.
339          */
340         isa_dn = isa_dn_orig = of_find_node_by_type(NULL, "isa");
341
342         while (isa_dn && isa_dn != dn)
343                 isa_dn = isa_dn->parent;
344
345         if (isa_dn_orig)
346                 of_node_put(isa_dn_orig);
347
348         /* Count number of direct PCI children of the PHB. */
349         for (children = 0, tmp = dn->child; tmp; tmp = tmp->sibling)
350                 children++;
351
352         pr_debug("Children: %d\n", children);
353
354         /* Calculate amount of DMA window per slot. Each window must be
355          * a power of two (due to pci_alloc_consistent requirements).
356          *
357          * Keep 256MB aside for PHBs with ISA.
358          */
359
360         if (!isa_dn) {
361                 /* No ISA/IDE - just set window size and return */
362                 pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul; /* To be divided */
363
364                 while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x80000000ul)
365                         pci->phb->dma_window_size >>= 1;
366                 pr_debug("No ISA/IDE, window size is 0x%lx\n",
367                          pci->phb->dma_window_size);
368                 pci->phb->dma_window_base_cur = 0;
369
370                 return;
371         }
372
373         /* If we have ISA, then we probably have an IDE
374          * controller too. Allocate a 128MB table but
375          * skip the first 128MB to avoid stepping on ISA
376          * space.
377          */
378         pci->phb->dma_window_size = 0x8000000ul;
379         pci->phb->dma_window_base_cur = 0x8000000ul;
380
381         tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
382                            pci->phb->node);
383
384         iommu_table_setparms(pci->phb, dn, tbl);
385         pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
386
387         /* Divide the rest (1.75GB) among the children */
388         pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul;
389         while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x70000000ul)
390                 pci->phb->dma_window_size >>= 1;
391
392         pr_debug("ISA/IDE, window size is 0x%lx\n", pci->phb->dma_window_size);
393 }
394
395
396 static void pci_dma_bus_setup_pSeriesLP(struct pci_bus *bus)
397 {
398         struct iommu_table *tbl;
399         struct device_node *dn, *pdn;
400         struct pci_dn *ppci;
401         const void *dma_window = NULL;
402
403         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
404
405         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeriesLP: setting up bus %s\n",
406                  dn->full_name);
407
408         /* Find nearest ibm,dma-window, walking up the device tree */
409         for (pdn = dn; pdn != NULL; pdn = pdn->parent) {
410                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
411                 if (dma_window != NULL)
412                         break;
413         }
414
415         if (dma_window == NULL) {
416                 pr_debug("  no ibm,dma-window property !\n");
417                 return;
418         }
419
420         ppci = PCI_DN(pdn);
421
422         pr_debug("  parent is %s, iommu_table: 0x%p\n",
423                  pdn->full_name, ppci->iommu_table);
424
425         if (!ppci->iommu_table) {
426                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
427                                    ppci->phb->node);
428                 iommu_table_setparms_lpar(ppci->phb, pdn, tbl, dma_window,
429                         bus->number);
430                 ppci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, ppci->phb->node);
431                 pr_debug("  created table: %p\n", ppci->iommu_table);
432         }
433
434         if (pdn != dn)
435                 PCI_DN(dn)->iommu_table = ppci->iommu_table;
436 }
437
438
439 static void pci_dma_dev_setup_pSeries(struct pci_dev *dev)
440 {
441         struct device_node *dn;
442         struct iommu_table *tbl;
443
444         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeries: %s\n", pci_name(dev));
445
446         dn = dev->dev.archdata.of_node;
447
448         /* If we're the direct child of a root bus, then we need to allocate
449          * an iommu table ourselves. The bus setup code should have setup
450          * the window sizes already.
451          */
452         if (!dev->bus->self) {
453                 struct pci_controller *phb = PCI_DN(dn)->phb;
454
455                 pr_debug(" --> first child, no bridge. Allocating iommu table.\n");
456                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
457                                    phb->node);
458                 iommu_table_setparms(phb, dn, tbl);
459                 PCI_DN(dn)->iommu_table = iommu_init_table(tbl, phb->node);
460                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(dn)->iommu_table;
461                 return;
462         }
463
464         /* If this device is further down the bus tree, search upwards until
465          * an already allocated iommu table is found and use that.
466          */
467
468         while (dn && PCI_DN(dn) && PCI_DN(dn)->iommu_table == NULL)
469                 dn = dn->parent;
470
471         if (dn && PCI_DN(dn))
472                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(dn)->iommu_table;
473         else
474                 printk(KERN_WARNING "iommu: Device %s has no iommu table\n",
475                        pci_name(dev));
476 }
477
478 static void pci_dma_dev_setup_pSeriesLP(struct pci_dev *dev)
479 {
480         struct device_node *pdn, *dn;
481         struct iommu_table *tbl;
482         const void *dma_window = NULL;
483         struct pci_dn *pci;
484
485         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: %s\n", pci_name(dev));
486
487         /* dev setup for LPAR is a little tricky, since the device tree might
488          * contain the dma-window properties per-device and not neccesarily
489          * for the bus. So we need to search upwards in the tree until we
490          * either hit a dma-window property, OR find a parent with a table
491          * already allocated.
492          */
493         dn = pci_device_to_OF_node(dev);
494         pr_debug("  node is %s\n", dn->full_name);
495
496         for (pdn = dn; pdn && PCI_DN(pdn) && !PCI_DN(pdn)->iommu_table;
497              pdn = pdn->parent) {
498                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
499                 if (dma_window)
500                         break;
501         }
502
503         if (!pdn || !PCI_DN(pdn)) {
504                 printk(KERN_WARNING "pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: "
505                        "no DMA window found for pci dev=%s dn=%s\n",
506                                  pci_name(dev), dn? dn->full_name : "<null>");
507                 return;
508         }
509         pr_debug("  parent is %s\n", pdn->full_name);
510
511         /* Check for parent == NULL so we don't try to setup the empty EADS
512          * slots on POWER4 machines.
513          */
514         if (dma_window == NULL || pdn->parent == NULL) {
515                 pr_debug("  no dma window for device, linking to parent\n");
516                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(pdn)->iommu_table;
517                 return;
518         }
519
520         pci = PCI_DN(pdn);
521         if (!pci->iommu_table) {
522                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
523                                    pci->phb->node);
524                 iommu_table_setparms_lpar(pci->phb, pdn, tbl, dma_window,
525                         pci->phb->bus->number);
526                 pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
527                 pr_debug("  created table: %p\n", pci->iommu_table);
528         } else {
529                 pr_debug("  found DMA window, table: %p\n", pci->iommu_table);
530         }
531
532         dev->dev.archdata.dma_data = pci->iommu_table;
533 }
534 #else  /* CONFIG_PCI */
535 #define pci_dma_bus_setup_pSeries       NULL
536 #define pci_dma_dev_setup_pSeries       NULL
537 #define pci_dma_bus_setup_pSeriesLP     NULL
538 #define pci_dma_dev_setup_pSeriesLP     NULL
539 #endif /* !CONFIG_PCI */
540
541 static int iommu_reconfig_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action, void *node)
542 {
543         int err = NOTIFY_OK;
544         struct device_node *np = node;
545         struct pci_dn *pci = PCI_DN(np);
546
547         switch (action) {
548         case PSERIES_RECONFIG_REMOVE:
549                 if (pci && pci->iommu_table &&
550                     of_get_property(np, "ibm,dma-window", NULL))
551                         iommu_free_table(pci->iommu_table, np->full_name);
552                 break;
553         default:
554                 err = NOTIFY_DONE;
555                 break;
556         }
557         return err;
558 }
559
560 static struct notifier_block iommu_reconfig_nb = {
561         .notifier_call = iommu_reconfig_notifier,
562 };
563
564 /* These are called very early. */
565 void iommu_init_early_pSeries(void)
566 {
567         if (of_chosen && of_get_property(of_chosen, "linux,iommu-off", NULL)) {
568                 /* Direct I/O, IOMMU off */
569                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = NULL;
570                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = NULL;
571                 set_pci_dma_ops(&dma_direct_ops);
572                 return;
573         }
574
575         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
576                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
577                         ppc_md.tce_build = tce_buildmulti_pSeriesLP;
578                         ppc_md.tce_free  = tce_freemulti_pSeriesLP;
579                 } else {
580                         ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
581                         ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
582                 }
583                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pSeriesLP;
584                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeriesLP;
585                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeriesLP;
586         } else {
587                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeries;
588                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeries;
589                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pseries;
590                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeries;
591                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeries;
592         }
593
594
595         pSeries_reconfig_notifier_register(&iommu_reconfig_nb);
596
597         set_pci_dma_ops(&dma_iommu_ops);
598 }
599