Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / platforms / ps3 / mm.c
1 /*
2  *  PS3 address space management.
3  *
4  *  Copyright (C) 2006 Sony Computer Entertainment Inc.
5  *  Copyright 2006 Sony Corp.
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  *  the Free Software Foundation; version 2 of the License.
10  *
11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  *  GNU General Public License for more details.
15  *
16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19  */
20
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/memory_hotplug.h>
24 #include <linux/lmb.h>
25
26 #include <asm/cell-regs.h>
27 #include <asm/firmware.h>
28 #include <asm/prom.h>
29 #include <asm/udbg.h>
30 #include <asm/lv1call.h>
31
32 #include "platform.h"
33
34 #if defined(DEBUG)
35 #define DBG udbg_printf
36 #else
37 #define DBG pr_devel
38 #endif
39
40 enum {
41 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
42         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
43 #else
44         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
45 #endif
46 };
47
48 enum {
49         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
50         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
51         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
52 };
53
54 static unsigned long make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
55 {
56         return (a << 56) | (b << 48);
57 }
58
59 enum {
60         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
61         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
62 };
63
64 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
65
66 enum {
67         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
68         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
69 };
70
71 /*============================================================================*/
72 /* virtual address space routines                                             */
73 /*============================================================================*/
74
75 /**
76  * struct mem_region - memory region structure
77  * @base: base address
78  * @size: size in bytes
79  * @offset: difference between base and rm.size
80  */
81
82 struct mem_region {
83         u64 base;
84         u64 size;
85         unsigned long offset;
86 };
87
88 /**
89  * struct map - address space state variables holder
90  * @total: total memory available as reported by HV
91  * @vas_id - HV virtual address space id
92  * @htab_size: htab size in bytes
93  *
94  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
95  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
96  * @rm: real mode (bootmem) region
97  * @r1: hotplug memory region(s)
98  *
99  * ps3 addresses
100  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
101  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
102  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
103  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
104  */
105
106 struct map {
107         u64 total;
108         u64 vas_id;
109         u64 htab_size;
110         struct mem_region rm;
111         struct mem_region r1;
112 };
113
114 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
115 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
116         const char *func, int line)
117 {
118         DBG("%s:%d: map.total     = %llxh\n", func, line, m->total);
119         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %llxh\n", func, line, m->rm.size);
120         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", func, line, m->vas_id);
121         DBG("%s:%d: map.htab_size = %llxh\n", func, line, m->htab_size);
122         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %llxh\n", func, line, m->r1.base);
123         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
124         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %llxh\n", func, line, m->r1.size);
125 }
126
127 static struct map map;
128
129 /**
130  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
131  * @phys_addr: linux physical address
132  */
133
134 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
135 {
136         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
137         return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
138                 ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
139 }
140
141 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
142
143 /**
144  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
145  */
146
147 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
148 {
149         int result;
150         u64 start_address;
151         u64 size;
152         u64 access_right;
153         u64 max_page_size;
154         u64 flags;
155
156         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
157                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
158                 &flags);
159
160         if (result) {
161                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
162                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
163                         ps3_result(result));
164                 goto fail;
165         }
166
167         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
168                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %llxh\n", __func__, __LINE__,
169                         max_page_size);
170                 goto fail;
171         }
172
173         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
174         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
175
176         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
177                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
178                         &map.vas_id, &map.htab_size);
179
180         if (result) {
181                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
182                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
183                 goto fail;
184         }
185
186         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
187
188         if (result) {
189                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
190                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
191                 goto fail;
192         }
193
194         *htab_size = map.htab_size;
195
196         debug_dump_map(&map);
197
198         return;
199
200 fail:
201         panic("ps3_mm_vas_create failed");
202 }
203
204 /**
205  * ps3_mm_vas_destroy -
206  */
207
208 void ps3_mm_vas_destroy(void)
209 {
210         int result;
211
212         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", __func__, __LINE__, map.vas_id);
213
214         if (map.vas_id) {
215                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
216                 BUG_ON(result);
217                 result = lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
218                 BUG_ON(result);
219                 map.vas_id = 0;
220         }
221 }
222
223 /*============================================================================*/
224 /* memory hotplug routines                                                    */
225 /*============================================================================*/
226
227 /**
228  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
229  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
230  * @size: requested region size
231  *
232  * This implementation creates the region with the vas large page size.
233  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
234  */
235
236 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
237 {
238         int result;
239         u64 muid;
240
241         r->size = _ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
242
243         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
244         DBG("%s:%d actual     %llxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
245         DBG("%s:%d difference %llxh (%lluMB)\n", __func__, __LINE__,
246                 size - r->size, (size - r->size) / 1024 / 1024);
247
248         if (r->size == 0) {
249                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
250                 result = -1;
251                 goto zero_region;
252         }
253
254         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
255                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
256
257         if (result || r->base < map.rm.size) {
258                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
259                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
260                 goto zero_region;
261         }
262
263         r->offset = r->base - map.rm.size;
264         return result;
265
266 zero_region:
267         r->size = r->base = r->offset = 0;
268         return result;
269 }
270
271 /**
272  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
273  * @r: pointer to struct mem_region
274  */
275
276 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
277 {
278         int result;
279
280         DBG("%s:%d: r->base = %llxh\n", __func__, __LINE__, r->base);
281         if (r->base) {
282                 result = lv1_release_memory(r->base);
283                 BUG_ON(result);
284                 r->size = r->base = r->offset = 0;
285                 map.total = map.rm.size;
286         }
287 }
288
289 /**
290  * ps3_mm_add_memory - hot add memory
291  */
292
293 static int __init ps3_mm_add_memory(void)
294 {
295         int result;
296         unsigned long start_addr;
297         unsigned long start_pfn;
298         unsigned long nr_pages;
299
300         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
301                 return -ENODEV;
302
303         BUG_ON(!mem_init_done);
304
305         start_addr = map.rm.size;
306         start_pfn = start_addr >> PAGE_SHIFT;
307         nr_pages = (map.r1.size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
308
309         DBG("%s:%d: start_addr %lxh, start_pfn %lxh, nr_pages %lxh\n",
310                 __func__, __LINE__, start_addr, start_pfn, nr_pages);
311
312         result = add_memory(0, start_addr, map.r1.size);
313
314         if (result) {
315                 pr_err("%s:%d: add_memory failed: (%d)\n",
316                         __func__, __LINE__, result);
317                 return result;
318         }
319
320         lmb_add(start_addr, map.r1.size);
321         lmb_analyze();
322
323         result = online_pages(start_pfn, nr_pages);
324
325         if (result)
326                 pr_err("%s:%d: online_pages failed: (%d)\n",
327                         __func__, __LINE__, result);
328
329         return result;
330 }
331
332 device_initcall(ps3_mm_add_memory);
333
334 /*============================================================================*/
335 /* dma routines                                                               */
336 /*============================================================================*/
337
338 /**
339  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
340  * @r: pointer to dma region structure
341  * @lpar_addr: HV lpar address
342  */
343
344 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
345         unsigned long lpar_addr)
346 {
347         if (lpar_addr >= map.rm.size)
348                 lpar_addr -= map.r1.offset;
349         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
350         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
351         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
352 }
353
354 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
355 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
356         const char *func, int line)
357 {
358         DBG("%s:%d: dev        %llu:%llu\n", func, line, r->dev->bus_id,
359                 r->dev->dev_id);
360         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
361         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
362         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
363         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
364 }
365
366   /**
367  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
368  * @region - The dma region that owns this chunk.
369  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
370  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
371  * @len: Length in bytes of the area to map.
372  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
373  * list of all chuncks owned by the region.
374  *
375  * This implementation uses a very simple dma page manager
376  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
377  * that all drivers use very well behaved dma ops.
378  */
379
380 struct dma_chunk {
381         struct ps3_dma_region *region;
382         unsigned long lpar_addr;
383         unsigned long bus_addr;
384         unsigned long len;
385         struct list_head link;
386         unsigned int usage_count;
387 };
388
389 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
390 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
391         int line)
392 {
393         DBG("%s:%d: r.dev        %llu:%llu\n", func, line,
394                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
395         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
396         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
397         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
398         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
399         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
400         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
401         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
402 }
403
404 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
405         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
406 {
407         struct dma_chunk *c;
408         unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
409         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len+bus_addr-aligned_bus,
410                                               1 << r->page_size);
411
412         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
413                 /* intersection */
414                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
415                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
416                         return c;
417
418                 /* below */
419                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
420                         continue;
421
422                 /* above */
423                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
424                         continue;
425
426                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
427                 dma_dump_chunk(c);
428                 BUG();
429         }
430         return NULL;
431 }
432
433 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
434         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
435 {
436         struct dma_chunk *c;
437         unsigned long aligned_lpar = _ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
438         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + lpar_addr - aligned_lpar,
439                                               1 << r->page_size);
440
441         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
442                 /* intersection */
443                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
444                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
445                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
446                                 return c;
447                         else {
448                                 dma_dump_chunk(c);
449                                 BUG();
450                         }
451                 }
452                 /* below */
453                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
454                         continue;
455                 }
456                 /* above */
457                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
458                         continue;
459                 }
460         }
461         return NULL;
462 }
463
464 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
465 {
466         int result = 0;
467
468         if (c->bus_addr) {
469                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
470                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
471                 BUG_ON(result);
472         }
473
474         kfree(c);
475         return result;
476 }
477
478 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
479 {
480         int result = 0;
481         int iopage;
482         unsigned long offset;
483         struct ps3_dma_region *r = c->region;
484
485         DBG("%s:start\n", __func__);
486         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
487                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
488                 /* put INVALID entry */
489                 result = lv1_put_iopte(0,
490                                        c->bus_addr + offset,
491                                        c->lpar_addr + offset,
492                                        r->ioid,
493                                        0);
494                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
495                     c->bus_addr + offset,
496                     c->lpar_addr + offset,
497                     r->ioid);
498
499                 if (result) {
500                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
501                             __LINE__, ps3_result(result));
502                 }
503         }
504         kfree(c);
505         DBG("%s:end\n", __func__);
506         return result;
507 }
508
509 /**
510  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
511  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
512  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
513  * @len: Length in bytes of the area to map.
514  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
515  *
516  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
517  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
518  */
519
520 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
521             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
522 {
523         int result;
524         struct dma_chunk *c;
525
526         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
527
528         if (!c) {
529                 result = -ENOMEM;
530                 goto fail_alloc;
531         }
532
533         c->region = r;
534         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
535         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
536         c->len = len;
537
538         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
539         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
540                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
541                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
542         if (result) {
543                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
544                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
545                 goto fail_map;
546         }
547
548         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
549
550         *c_out = c;
551         return 0;
552
553 fail_map:
554         kfree(c);
555 fail_alloc:
556         *c_out = NULL;
557         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
558         return result;
559 }
560
561 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
562                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
563                               u64 iopte_flag)
564 {
565         int result;
566         struct dma_chunk *c, *last;
567         int iopage, pages;
568         unsigned long offset;
569
570         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
571             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
572         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
573
574         if (!c) {
575                 result = -ENOMEM;
576                 goto fail_alloc;
577         }
578
579         c->region = r;
580         c->len = len;
581         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
582         /* allocate IO address */
583         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
584                 /* first one */
585                 c->bus_addr = r->bus_addr;
586         } else {
587                 /* derive from last bus addr*/
588                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
589                                    struct dma_chunk, link);
590                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
591                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
592                     last->bus_addr, last->len);
593         }
594
595         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
596
597         /* build ioptes for the area */
598         pages = len >> r->page_size;
599         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
600             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
601         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
602                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
603                 result = lv1_put_iopte(0,
604                                        c->bus_addr + offset,
605                                        c->lpar_addr + offset,
606                                        r->ioid,
607                                        iopte_flag);
608                 if (result) {
609                         pr_warning("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
610                                    __func__, __LINE__, ps3_result(result));
611                         goto fail_map;
612                 }
613                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
614                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
615                     r->ioid);
616         }
617
618         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
619         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
620
621         *c_out = c;
622         DBG("%s: end\n", __func__);
623         return 0;
624
625 fail_map:
626         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
627                 lv1_put_iopte(0,
628                               c->bus_addr + offset,
629                               c->lpar_addr + offset,
630                               r->ioid,
631                               0);
632         }
633         kfree(c);
634 fail_alloc:
635         *c_out = NULL;
636         return result;
637 }
638
639 /**
640  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
641  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
642  *
643  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
644  * will make the HV call to create the region.
645  */
646
647 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
648 {
649         int result;
650         u64 bus_addr;
651
652         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
653
654         BUG_ON(!r);
655
656         if (!r->dev->bus_id) {
657                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
658                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
659                 return 0;
660         }
661
662         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
663             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
664
665         BUG_ON(!r->len);
666         BUG_ON(!r->page_size);
667         BUG_ON(!r->region_ops);
668
669         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
670         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
671
672         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
673                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
674                 &bus_addr);
675         r->bus_addr = bus_addr;
676
677         if (result) {
678                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
679                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
680                 r->len = r->bus_addr = 0;
681         }
682
683         return result;
684 }
685
686 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
687 {
688         int result;
689         u64 bus_addr;
690
691         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
692         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
693
694         result = lv1_allocate_io_segment(0,
695                                          r->len,
696                                          r->page_size,
697                                          &bus_addr);
698         r->bus_addr = bus_addr;
699         if (result) {
700                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
701                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
702                 r->len = r->bus_addr = 0;
703         }
704         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
705             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
706         return result;
707 }
708
709 /**
710  * dma_region_free - Free a device dma region.
711  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
712  *
713  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
714  * will make the HV call to free the region.
715  */
716
717 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
718 {
719         int result;
720         struct dma_chunk *c;
721         struct dma_chunk *tmp;
722
723         BUG_ON(!r);
724
725         if (!r->dev->bus_id) {
726                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
727                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
728                 return 0;
729         }
730
731         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
732                 list_del(&c->link);
733                 dma_sb_free_chunk(c);
734         }
735
736         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
737                 r->bus_addr);
738
739         if (result)
740                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
741                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
742
743         r->bus_addr = 0;
744
745         return result;
746 }
747
748 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
749 {
750         int result;
751         struct dma_chunk *c, *n;
752
753         DBG("%s: start\n", __func__);
754         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
755                 list_del(&c->link);
756                 dma_ioc0_free_chunk(c);
757         }
758
759         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
760
761         if (result)
762                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
763                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
764
765         r->bus_addr = 0;
766         DBG("%s: end\n", __func__);
767
768         return result;
769 }
770
771 /**
772  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
773  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
774  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
775  * @len: Length in bytes of the area to map.
776  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
777  * map.
778  *
779  * This is the common dma mapping routine.
780  */
781
782 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
783            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
784            u64 iopte_flag)
785 {
786         int result;
787         unsigned long flags;
788         struct dma_chunk *c;
789         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
790                 : virt_addr;
791         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
792         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
793                                               1 << r->page_size);
794         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
795
796         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
797                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
798                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
799                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
800                         virt_addr);
801                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
802                         phys_addr);
803                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
804                         lpar_addr);
805                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
806                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
807                 *bus_addr, len);
808         }
809
810         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
811         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
812
813         if (c) {
814                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
815                 dma_dump_chunk(c);
816                 c->usage_count++;
817                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
818                 return 0;
819         }
820
821         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
822
823         if (result) {
824                 *bus_addr = 0;
825                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
826                         __func__, __LINE__, result);
827                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
828                 return result;
829         }
830
831         c->usage_count = 1;
832
833         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
834         return result;
835 }
836
837 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
838              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
839              u64 iopte_flag)
840 {
841         int result;
842         unsigned long flags;
843         struct dma_chunk *c;
844         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
845                 : virt_addr;
846         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
847         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
848                                               1 << r->page_size);
849
850         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
851             virt_addr, len);
852         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
853             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
854
855         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
856         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
857
858         if (c) {
859                 /* FIXME */
860                 BUG();
861                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
862                 c->usage_count++;
863                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
864                 return 0;
865         }
866
867         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
868                                     iopte_flag);
869
870         if (result) {
871                 *bus_addr = 0;
872                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
873                         __func__, __LINE__, result);
874                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
875                 return result;
876         }
877         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
878         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
879             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
880         c->usage_count = 1;
881
882         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
883         return result;
884 }
885
886 /**
887  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
888  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
889  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
890  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
891  *
892  * This is the common dma unmap routine.
893  */
894
895 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
896         unsigned long len)
897 {
898         unsigned long flags;
899         struct dma_chunk *c;
900
901         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
902         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
903
904         if (!c) {
905                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
906                         1 << r->page_size);
907                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
908                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
909                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
910                         __func__, __LINE__, bus_addr);
911                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
912                         __func__, __LINE__, len);
913                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
914                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
915                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
916                         __func__, __LINE__, aligned_len);
917                 BUG();
918         }
919
920         c->usage_count--;
921
922         if (!c->usage_count) {
923                 list_del(&c->link);
924                 dma_sb_free_chunk(c);
925         }
926
927         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
928         return 0;
929 }
930
931 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
932                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
933 {
934         unsigned long flags;
935         struct dma_chunk *c;
936
937         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
938         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
939         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
940
941         if (!c) {
942                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
943                                                         1 << r->page_size);
944                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
945                                                       - aligned_bus,
946                                                       1 << r->page_size);
947                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
948                     __func__, __LINE__, bus_addr);
949                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
950                     __func__, __LINE__, len);
951                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
952                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
953                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
954                     __func__, __LINE__, aligned_len);
955                 BUG();
956         }
957
958         c->usage_count--;
959
960         if (!c->usage_count) {
961                 list_del(&c->link);
962                 dma_ioc0_free_chunk(c);
963         }
964
965         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
966         DBG("%s: end\n", __func__);
967         return 0;
968 }
969
970 /**
971  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
972  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
973  *
974  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
975  * ram into the io controller bus address space.
976  */
977
978 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
979 {
980         int result;
981         unsigned long virt_addr, len;
982         dma_addr_t tmp;
983
984         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
985                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
986                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
987                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
988                                 __func__, __LINE__);
989                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
990                         r->len = _ALIGN_UP(r->len, 1 << r->page_size);
991                 }
992         }
993
994         result = dma_sb_region_create(r);
995         BUG_ON(result);
996
997         if (r->offset < map.rm.size) {
998                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
999                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
1000                 len = map.rm.size - r->offset;
1001                 if (len > r->len)
1002                         len = r->len;
1003                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1004                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1005                         CBE_IOPTE_M);
1006                 BUG_ON(result);
1007         }
1008
1009         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1010                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1011                 virt_addr = map.rm.size;
1012                 len = r->len;
1013                 if (r->offset >= map.rm.size)
1014                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1015                 else
1016                         len -= map.rm.size - r->offset;
1017                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1018                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1019                         CBE_IOPTE_M);
1020                 BUG_ON(result);
1021         }
1022
1023         return result;
1024 }
1025
1026 /**
1027  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1028  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1029  *
1030  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1031  */
1032
1033 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1034 {
1035         int result;
1036         dma_addr_t bus_addr;
1037         unsigned long len, lpar_addr;
1038
1039         if (r->offset < map.rm.size) {
1040                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1041                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1042                 len = map.rm.size - r->offset;
1043                 if (len > r->len)
1044                         len = r->len;
1045                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1046                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1047                 BUG_ON(result);
1048         }
1049
1050         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1051                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1052                 lpar_addr = map.r1.base;
1053                 len = r->len;
1054                 if (r->offset >= map.rm.size)
1055                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1056                 else
1057                         len -= map.rm.size - r->offset;
1058                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1059                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1060                 BUG_ON(result);
1061         }
1062
1063         result = dma_sb_region_free(r);
1064         BUG_ON(result);
1065
1066         return result;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1071  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1072  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1073  * @len: Length in bytes of the area to map.
1074  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1075  * map.
1076  *
1077  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1078  * occurs in dma_region_create_linear().
1079  */
1080
1081 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1082         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1083         u64 iopte_flag)
1084 {
1085         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1086                 : virt_addr;
1087         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1093  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1094  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1095  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1096  *
1097  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1098  */
1099
1100 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1101         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1102 {
1103         return 0;
1104 };
1105
1106 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1107         .create = dma_sb_region_create,
1108         .free = dma_sb_region_free,
1109         .map = dma_sb_map_area,
1110         .unmap = dma_sb_unmap_area
1111 };
1112
1113 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1114         .create = dma_sb_region_create_linear,
1115         .free = dma_sb_region_free_linear,
1116         .map = dma_sb_map_area_linear,
1117         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1118 };
1119
1120 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1121         .create = dma_ioc0_region_create,
1122         .free = dma_ioc0_region_free,
1123         .map = dma_ioc0_map_area,
1124         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1125 };
1126
1127 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1128         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1129         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1130 {
1131         unsigned long lpar_addr;
1132
1133         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1134
1135         r->dev = dev;
1136         r->page_size = page_size;
1137         r->region_type = region_type;
1138         r->offset = lpar_addr;
1139         if (r->offset >= map.rm.size)
1140                 r->offset -= map.r1.offset;
1141         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1142
1143         switch (dev->dev_type) {
1144         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1145                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1146                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1147                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1148                 break;
1149         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1150                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1151                 break;
1152         default:
1153                 BUG();
1154                 return -EINVAL;
1155         }
1156         return 0;
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1159
1160 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1161 {
1162         BUG_ON(!r);
1163         BUG_ON(!r->region_ops);
1164         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1165         return r->region_ops->create(r);
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1168
1169 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1170 {
1171         BUG_ON(!r);
1172         BUG_ON(!r->region_ops);
1173         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1174         return r->region_ops->free(r);
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1177
1178 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1179         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1180         u64 iopte_flag)
1181 {
1182         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1183 }
1184
1185 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1186         unsigned long len)
1187 {
1188         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1189 }
1190
1191 /*============================================================================*/
1192 /* system startup routines                                                    */
1193 /*============================================================================*/
1194
1195 /**
1196  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1197  */
1198
1199 void __init ps3_mm_init(void)
1200 {
1201         int result;
1202
1203         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1204
1205         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1206                 &map.total);
1207
1208         if (result)
1209                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1210
1211         map.rm.offset = map.rm.base;
1212         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1213
1214         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1215
1216         BUG_ON(map.rm.base);
1217         BUG_ON(!map.rm.size);
1218
1219
1220         /* arrange to do this in ps3_mm_add_memory */
1221         ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1222
1223         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1224         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1225
1226         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1231  */
1232
1233 void ps3_mm_shutdown(void)
1234 {
1235         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1236 }