powerpc/pseries: Do not search for dma-window property on dlpar remove
[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 <linux/crash_dump.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/prom.h>
38 #include <asm/rtas.h>
39 #include <asm/iommu.h>
40 #include <asm/pci-bridge.h>
41 #include <asm/machdep.h>
42 #include <asm/abs_addr.h>
43 #include <asm/pSeries_reconfig.h>
44 #include <asm/firmware.h>
45 #include <asm/tce.h>
46 #include <asm/ppc-pci.h>
47 #include <asm/udbg.h>
48
49 #include "plpar_wrappers.h"
50
51
52 static int tce_build_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index,
53                               long npages, unsigned long uaddr,
54                               enum dma_data_direction direction,
55                               struct dma_attrs *attrs)
56 {
57         u64 proto_tce;
58         u64 *tcep;
59         u64 rpn;
60
61         proto_tce = TCE_PCI_READ; // Read allowed
62
63         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
64                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
65
66         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
67
68         while (npages--) {
69                 /* can't move this out since we might cross MEMBLOCK boundary */
70                 rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
71                 *tcep = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
72
73                 uaddr += TCE_PAGE_SIZE;
74                 tcep++;
75         }
76         return 0;
77 }
78
79
80 static void tce_free_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
81 {
82         u64 *tcep;
83
84         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
85
86         while (npages--)
87                 *(tcep++) = 0;
88 }
89
90 static unsigned long tce_get_pseries(struct iommu_table *tbl, long index)
91 {
92         u64 *tcep;
93
94         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
95
96         return *tcep;
97 }
98
99 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
100 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
101
102 static int tce_build_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
103                                 long npages, unsigned long uaddr,
104                                 enum dma_data_direction direction,
105                                 struct dma_attrs *attrs)
106 {
107         u64 rc = 0;
108         u64 proto_tce, tce;
109         u64 rpn;
110         int ret = 0;
111         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
112
113         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
114         proto_tce = TCE_PCI_READ;
115         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
116                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
117
118         while (npages--) {
119                 tce = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
120                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, tce);
121
122                 if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
123                         ret = (int)rc;
124                         tce_free_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
125                                            (npages_start - (npages + 1)));
126                         break;
127                 }
128
129                 if (rc && printk_ratelimit()) {
130                         printk("tce_build_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
131                         printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
132                         printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
133                         printk("\ttce val = 0x%llx\n", tce );
134                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
135                 }
136
137                 tcenum++;
138                 rpn++;
139         }
140         return ret;
141 }
142
143 static DEFINE_PER_CPU(u64 *, tce_page);
144
145 static int tce_buildmulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
146                                      long npages, unsigned long uaddr,
147                                      enum dma_data_direction direction,
148                                      struct dma_attrs *attrs)
149 {
150         u64 rc = 0;
151         u64 proto_tce;
152         u64 *tcep;
153         u64 rpn;
154         long l, limit;
155         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
156         int ret = 0;
157
158         if (npages == 1) {
159                 return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
160                                            direction, attrs);
161         }
162
163         tcep = __get_cpu_var(tce_page);
164
165         /* This is safe to do since interrupts are off when we're called
166          * from iommu_alloc{,_sg}()
167          */
168         if (!tcep) {
169                 tcep = (u64 *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
170                 /* If allocation fails, fall back to the loop implementation */
171                 if (!tcep) {
172                         return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
173                                             direction, attrs);
174                 }
175                 __get_cpu_var(tce_page) = tcep;
176         }
177
178         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
179         proto_tce = TCE_PCI_READ;
180         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
181                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
182
183         /* We can map max one pageful of TCEs at a time */
184         do {
185                 /*
186                  * Set up the page with TCE data, looping through and setting
187                  * the values.
188                  */
189                 limit = min_t(long, npages, 4096/TCE_ENTRY_SIZE);
190
191                 for (l = 0; l < limit; l++) {
192                         tcep[l] = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
193                         rpn++;
194                 }
195
196                 rc = plpar_tce_put_indirect((u64)tbl->it_index,
197                                             (u64)tcenum << 12,
198                                             (u64)virt_to_abs(tcep),
199                                             limit);
200
201                 npages -= limit;
202                 tcenum += limit;
203         } while (npages > 0 && !rc);
204
205         if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
206                 ret = (int)rc;
207                 tce_freemulti_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
208                                         (npages_start - (npages + limit)));
209                 return ret;
210         }
211
212         if (rc && printk_ratelimit()) {
213                 printk("tce_buildmulti_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
214                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
215                 printk("\tnpages  = 0x%llx\n", (u64)npages);
216                 printk("\ttce[0] val = 0x%llx\n", tcep[0]);
217                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
218         }
219         return ret;
220 }
221
222 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
223 {
224         u64 rc;
225
226         while (npages--) {
227                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0);
228
229                 if (rc && printk_ratelimit()) {
230                         printk("tce_free_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%lld\n", rc);
231                         printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
232                         printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
233                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
234                 }
235
236                 tcenum++;
237         }
238 }
239
240
241 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
242 {
243         u64 rc;
244
245         rc = plpar_tce_stuff((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0, npages);
246
247         if (rc && printk_ratelimit()) {
248                 printk("tce_freemulti_pSeriesLP: plpar_tce_stuff failed\n");
249                 printk("\trc      = %lld\n", rc);
250                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
251                 printk("\tnpages  = 0x%llx\n", (u64)npages);
252                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
253         }
254 }
255
256 static unsigned long tce_get_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum)
257 {
258         u64 rc;
259         unsigned long tce_ret;
260
261         rc = plpar_tce_get((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, &tce_ret);
262
263         if (rc && printk_ratelimit()) {
264                 printk("tce_get_pSeriesLP: plpar_tce_get failed. rc=%lld\n", rc);
265                 printk("\tindex   = 0x%llx\n", (u64)tbl->it_index);
266                 printk("\ttcenum  = 0x%llx\n", (u64)tcenum);
267                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
268         }
269
270         return tce_ret;
271 }
272
273 #ifdef CONFIG_PCI
274 static void iommu_table_setparms(struct pci_controller *phb,
275                                  struct device_node *dn,
276                                  struct iommu_table *tbl)
277 {
278         struct device_node *node;
279         const unsigned long *basep;
280         const u32 *sizep;
281
282         node = phb->dn;
283
284         basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
285         sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
286         if (basep == NULL || sizep == NULL) {
287                 printk(KERN_ERR "PCI_DMA: iommu_table_setparms: %s has "
288                                 "missing tce entries !\n", dn->full_name);
289                 return;
290         }
291
292         tbl->it_base = (unsigned long)__va(*basep);
293
294         if (!is_kdump_kernel())
295                 memset((void *)tbl->it_base, 0, *sizep);
296
297         tbl->it_busno = phb->bus->number;
298
299         /* Units of tce entries */
300         tbl->it_offset = phb->dma_window_base_cur >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
301
302         /* Test if we are going over 2GB of DMA space */
303         if (phb->dma_window_base_cur + phb->dma_window_size > 0x80000000ul) {
304                 udbg_printf("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
305                 panic("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
306         }
307
308         phb->dma_window_base_cur += phb->dma_window_size;
309
310         /* Set the tce table size - measured in entries */
311         tbl->it_size = phb->dma_window_size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
312
313         tbl->it_index = 0;
314         tbl->it_blocksize = 16;
315         tbl->it_type = TCE_PCI;
316 }
317
318 /*
319  * iommu_table_setparms_lpar
320  *
321  * Function: On pSeries LPAR systems, return TCE table info, given a pci bus.
322  */
323 static void iommu_table_setparms_lpar(struct pci_controller *phb,
324                                       struct device_node *dn,
325                                       struct iommu_table *tbl,
326                                       const void *dma_window,
327                                       int bussubno)
328 {
329         unsigned long offset, size;
330
331         tbl->it_busno  = bussubno;
332         of_parse_dma_window(dn, dma_window, &tbl->it_index, &offset, &size);
333
334         tbl->it_base   = 0;
335         tbl->it_blocksize  = 16;
336         tbl->it_type = TCE_PCI;
337         tbl->it_offset = offset >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
338         tbl->it_size = size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
339 }
340
341 static void pci_dma_bus_setup_pSeries(struct pci_bus *bus)
342 {
343         struct device_node *dn;
344         struct iommu_table *tbl;
345         struct device_node *isa_dn, *isa_dn_orig;
346         struct device_node *tmp;
347         struct pci_dn *pci;
348         int children;
349
350         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
351
352         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeries: setting up bus %s\n", dn->full_name);
353
354         if (bus->self) {
355                 /* This is not a root bus, any setup will be done for the
356                  * device-side of the bridge in iommu_dev_setup_pSeries().
357                  */
358                 return;
359         }
360         pci = PCI_DN(dn);
361
362         /* Check if the ISA bus on the system is under
363          * this PHB.
364          */
365         isa_dn = isa_dn_orig = of_find_node_by_type(NULL, "isa");
366
367         while (isa_dn && isa_dn != dn)
368                 isa_dn = isa_dn->parent;
369
370         if (isa_dn_orig)
371                 of_node_put(isa_dn_orig);
372
373         /* Count number of direct PCI children of the PHB. */
374         for (children = 0, tmp = dn->child; tmp; tmp = tmp->sibling)
375                 children++;
376
377         pr_debug("Children: %d\n", children);
378
379         /* Calculate amount of DMA window per slot. Each window must be
380          * a power of two (due to pci_alloc_consistent requirements).
381          *
382          * Keep 256MB aside for PHBs with ISA.
383          */
384
385         if (!isa_dn) {
386                 /* No ISA/IDE - just set window size and return */
387                 pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul; /* To be divided */
388
389                 while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x80000000ul)
390                         pci->phb->dma_window_size >>= 1;
391                 pr_debug("No ISA/IDE, window size is 0x%llx\n",
392                          pci->phb->dma_window_size);
393                 pci->phb->dma_window_base_cur = 0;
394
395                 return;
396         }
397
398         /* If we have ISA, then we probably have an IDE
399          * controller too. Allocate a 128MB table but
400          * skip the first 128MB to avoid stepping on ISA
401          * space.
402          */
403         pci->phb->dma_window_size = 0x8000000ul;
404         pci->phb->dma_window_base_cur = 0x8000000ul;
405
406         tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
407                            pci->phb->node);
408
409         iommu_table_setparms(pci->phb, dn, tbl);
410         pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
411
412         /* Divide the rest (1.75GB) among the children */
413         pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul;
414         while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x70000000ul)
415                 pci->phb->dma_window_size >>= 1;
416
417         pr_debug("ISA/IDE, window size is 0x%llx\n", pci->phb->dma_window_size);
418 }
419
420
421 static void pci_dma_bus_setup_pSeriesLP(struct pci_bus *bus)
422 {
423         struct iommu_table *tbl;
424         struct device_node *dn, *pdn;
425         struct pci_dn *ppci;
426         const void *dma_window = NULL;
427
428         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
429
430         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeriesLP: setting up bus %s\n",
431                  dn->full_name);
432
433         /* Find nearest ibm,dma-window, walking up the device tree */
434         for (pdn = dn; pdn != NULL; pdn = pdn->parent) {
435                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
436                 if (dma_window != NULL)
437                         break;
438         }
439
440         if (dma_window == NULL) {
441                 pr_debug("  no ibm,dma-window property !\n");
442                 return;
443         }
444
445         ppci = PCI_DN(pdn);
446
447         pr_debug("  parent is %s, iommu_table: 0x%p\n",
448                  pdn->full_name, ppci->iommu_table);
449
450         if (!ppci->iommu_table) {
451                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
452                                    ppci->phb->node);
453                 iommu_table_setparms_lpar(ppci->phb, pdn, tbl, dma_window,
454                         bus->number);
455                 ppci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, ppci->phb->node);
456                 pr_debug("  created table: %p\n", ppci->iommu_table);
457         }
458 }
459
460
461 static void pci_dma_dev_setup_pSeries(struct pci_dev *dev)
462 {
463         struct device_node *dn;
464         struct iommu_table *tbl;
465
466         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeries: %s\n", pci_name(dev));
467
468         dn = dev->dev.of_node;
469
470         /* If we're the direct child of a root bus, then we need to allocate
471          * an iommu table ourselves. The bus setup code should have setup
472          * the window sizes already.
473          */
474         if (!dev->bus->self) {
475                 struct pci_controller *phb = PCI_DN(dn)->phb;
476
477                 pr_debug(" --> first child, no bridge. Allocating iommu table.\n");
478                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
479                                    phb->node);
480                 iommu_table_setparms(phb, dn, tbl);
481                 PCI_DN(dn)->iommu_table = iommu_init_table(tbl, phb->node);
482                 set_iommu_table_base(&dev->dev, PCI_DN(dn)->iommu_table);
483                 return;
484         }
485
486         /* If this device is further down the bus tree, search upwards until
487          * an already allocated iommu table is found and use that.
488          */
489
490         while (dn && PCI_DN(dn) && PCI_DN(dn)->iommu_table == NULL)
491                 dn = dn->parent;
492
493         if (dn && PCI_DN(dn))
494                 set_iommu_table_base(&dev->dev, PCI_DN(dn)->iommu_table);
495         else
496                 printk(KERN_WARNING "iommu: Device %s has no iommu table\n",
497                        pci_name(dev));
498 }
499
500 static void pci_dma_dev_setup_pSeriesLP(struct pci_dev *dev)
501 {
502         struct device_node *pdn, *dn;
503         struct iommu_table *tbl;
504         const void *dma_window = NULL;
505         struct pci_dn *pci;
506
507         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: %s\n", pci_name(dev));
508
509         /* dev setup for LPAR is a little tricky, since the device tree might
510          * contain the dma-window properties per-device and not neccesarily
511          * for the bus. So we need to search upwards in the tree until we
512          * either hit a dma-window property, OR find a parent with a table
513          * already allocated.
514          */
515         dn = pci_device_to_OF_node(dev);
516         pr_debug("  node is %s\n", dn->full_name);
517
518         for (pdn = dn; pdn && PCI_DN(pdn) && !PCI_DN(pdn)->iommu_table;
519              pdn = pdn->parent) {
520                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
521                 if (dma_window)
522                         break;
523         }
524
525         if (!pdn || !PCI_DN(pdn)) {
526                 printk(KERN_WARNING "pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: "
527                        "no DMA window found for pci dev=%s dn=%s\n",
528                                  pci_name(dev), dn? dn->full_name : "<null>");
529                 return;
530         }
531         pr_debug("  parent is %s\n", pdn->full_name);
532
533         /* Check for parent == NULL so we don't try to setup the empty EADS
534          * slots on POWER4 machines.
535          */
536         if (dma_window == NULL || pdn->parent == NULL) {
537                 pr_debug("  no dma window for device, linking to parent\n");
538                 set_iommu_table_base(&dev->dev, PCI_DN(pdn)->iommu_table);
539                 return;
540         }
541
542         pci = PCI_DN(pdn);
543         if (!pci->iommu_table) {
544                 tbl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
545                                    pci->phb->node);
546                 iommu_table_setparms_lpar(pci->phb, pdn, tbl, dma_window,
547                         pci->phb->bus->number);
548                 pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
549                 pr_debug("  created table: %p\n", pci->iommu_table);
550         } else {
551                 pr_debug("  found DMA window, table: %p\n", pci->iommu_table);
552         }
553
554         set_iommu_table_base(&dev->dev, pci->iommu_table);
555 }
556 #else  /* CONFIG_PCI */
557 #define pci_dma_bus_setup_pSeries       NULL
558 #define pci_dma_dev_setup_pSeries       NULL
559 #define pci_dma_bus_setup_pSeriesLP     NULL
560 #define pci_dma_dev_setup_pSeriesLP     NULL
561 #endif /* !CONFIG_PCI */
562
563 static int iommu_reconfig_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action, void *node)
564 {
565         int err = NOTIFY_OK;
566         struct device_node *np = node;
567         struct pci_dn *pci = PCI_DN(np);
568
569         switch (action) {
570         case PSERIES_RECONFIG_REMOVE:
571                 if (pci && pci->iommu_table)
572                         iommu_free_table(pci->iommu_table, np->full_name);
573                 break;
574         default:
575                 err = NOTIFY_DONE;
576                 break;
577         }
578         return err;
579 }
580
581 static struct notifier_block iommu_reconfig_nb = {
582         .notifier_call = iommu_reconfig_notifier,
583 };
584
585 /* These are called very early. */
586 void iommu_init_early_pSeries(void)
587 {
588         if (of_chosen && of_get_property(of_chosen, "linux,iommu-off", NULL))
589                 return;
590
591         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
592                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
593                         ppc_md.tce_build = tce_buildmulti_pSeriesLP;
594                         ppc_md.tce_free  = tce_freemulti_pSeriesLP;
595                 } else {
596                         ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
597                         ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
598                 }
599                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pSeriesLP;
600                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeriesLP;
601                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeriesLP;
602         } else {
603                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeries;
604                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeries;
605                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pseries;
606                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeries;
607                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeries;
608         }
609
610
611         pSeries_reconfig_notifier_register(&iommu_reconfig_nb);
612
613         set_pci_dma_ops(&dma_iommu_ops);
614 }
615
616 static int __init disable_multitce(char *str)
617 {
618         if (strcmp(str, "off") == 0 &&
619             firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
620             firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
621                 printk(KERN_INFO "Disabling MULTITCE firmware feature\n");
622                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
623                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
624                 powerpc_firmware_features &= ~FW_FEATURE_MULTITCE;
625         }
626         return 1;
627 }
628
629 __setup("multitce=", disable_multitce);