]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - arch/powerpc/platforms/pseries/iommu.c
a8c446697f9e3b0e737b418f1f966fbec3bd1f49
[linux-2.6.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 int tce_build_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index,
52                               long npages, unsigned long uaddr,
53                               enum dma_data_direction direction,
54                               struct dma_attrs *attrs)
55 {
56         u64 proto_tce;
57         u64 *tcep;
58         u64 rpn;
59
60         proto_tce = TCE_PCI_READ; // Read allowed
61
62         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
63                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
64
65         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
66
67         while (npages--) {
68                 /* can't move this out since we might cross LMB boundary */
69                 rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
70                 *tcep = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
71
72                 uaddr += TCE_PAGE_SIZE;
73                 tcep++;
74         }
75         return 0;
76 }
77
78
79 static void tce_free_pSeries(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
80 {
81         u64 *tcep;
82
83         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
84
85         while (npages--)
86                 *(tcep++) = 0;
87 }
88
89 static unsigned long tce_get_pseries(struct iommu_table *tbl, long index)
90 {
91         u64 *tcep;
92
93         tcep = ((u64 *)tbl->it_base) + index;
94
95         return *tcep;
96 }
97
98 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
99 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table*, long, long);
100
101 static int tce_build_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
102                                 long npages, unsigned long uaddr,
103                                 enum dma_data_direction direction,
104                                 struct dma_attrs *attrs)
105 {
106         u64 rc = 0;
107         u64 proto_tce, tce;
108         u64 rpn;
109         int ret = 0;
110         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
111
112         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
113         proto_tce = TCE_PCI_READ;
114         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
115                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
116
117         while (npages--) {
118                 tce = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
119                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, tce);
120
121                 if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
122                         ret = (int)rc;
123                         tce_free_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
124                                            (npages_start - (npages + 1)));
125                         break;
126                 }
127
128                 if (rc && printk_ratelimit()) {
129                         printk("tce_build_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
130                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
131                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
132                         printk("\ttce val = 0x%lx\n", tce );
133                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
134                 }
135
136                 tcenum++;
137                 rpn++;
138         }
139         return ret;
140 }
141
142 static DEFINE_PER_CPU(u64 *, tce_page) = NULL;
143
144 static int tce_buildmulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
145                                      long npages, unsigned long uaddr,
146                                      enum dma_data_direction direction,
147                                      struct dma_attrs *attrs)
148 {
149         u64 rc = 0;
150         u64 proto_tce;
151         u64 *tcep;
152         u64 rpn;
153         long l, limit;
154         long tcenum_start = tcenum, npages_start = npages;
155         int ret = 0;
156
157         if (npages == 1) {
158                 return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
159                                            direction, attrs);
160         }
161
162         tcep = __get_cpu_var(tce_page);
163
164         /* This is safe to do since interrupts are off when we're called
165          * from iommu_alloc{,_sg}()
166          */
167         if (!tcep) {
168                 tcep = (u64 *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
169                 /* If allocation fails, fall back to the loop implementation */
170                 if (!tcep) {
171                         return tce_build_pSeriesLP(tbl, tcenum, npages, uaddr,
172                                             direction, attrs);
173                 }
174                 __get_cpu_var(tce_page) = tcep;
175         }
176
177         rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> TCE_SHIFT;
178         proto_tce = TCE_PCI_READ;
179         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
180                 proto_tce |= TCE_PCI_WRITE;
181
182         /* We can map max one pageful of TCEs at a time */
183         do {
184                 /*
185                  * Set up the page with TCE data, looping through and setting
186                  * the values.
187                  */
188                 limit = min_t(long, npages, 4096/TCE_ENTRY_SIZE);
189
190                 for (l = 0; l < limit; l++) {
191                         tcep[l] = proto_tce | (rpn & TCE_RPN_MASK) << TCE_RPN_SHIFT;
192                         rpn++;
193                 }
194
195                 rc = plpar_tce_put_indirect((u64)tbl->it_index,
196                                             (u64)tcenum << 12,
197                                             (u64)virt_to_abs(tcep),
198                                             limit);
199
200                 npages -= limit;
201                 tcenum += limit;
202         } while (npages > 0 && !rc);
203
204         if (unlikely(rc == H_NOT_ENOUGH_RESOURCES)) {
205                 ret = (int)rc;
206                 tce_freemulti_pSeriesLP(tbl, tcenum_start,
207                                         (npages_start - (npages + limit)));
208                 return ret;
209         }
210
211         if (rc && printk_ratelimit()) {
212                 printk("tce_buildmulti_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
213                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
214                 printk("\tnpages  = 0x%lx\n", (u64)npages);
215                 printk("\ttce[0] val = 0x%lx\n", tcep[0]);
216                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
217         }
218         return ret;
219 }
220
221 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
222 {
223         u64 rc;
224
225         while (npages--) {
226                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0);
227
228                 if (rc && printk_ratelimit()) {
229                         printk("tce_free_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
230                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
231                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
232                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
233                 }
234
235                 tcenum++;
236         }
237 }
238
239
240 static void tce_freemulti_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
241 {
242         u64 rc;
243
244         rc = plpar_tce_stuff((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, 0, npages);
245
246         if (rc && printk_ratelimit()) {
247                 printk("tce_freemulti_pSeriesLP: plpar_tce_stuff failed\n");
248                 printk("\trc      = %ld\n", rc);
249                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
250                 printk("\tnpages  = 0x%lx\n", (u64)npages);
251                 show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
252         }
253 }
254
255 static unsigned long tce_get_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum)
256 {
257         u64 rc;
258         unsigned long tce_ret;
259
260         rc = plpar_tce_get((u64)tbl->it_index, (u64)tcenum << 12, &tce_ret);
261
262         if (rc && printk_ratelimit()) {
263                 printk("tce_get_pSeriesLP: plpar_tce_get failed. rc=%ld\n",
264                         rc);
265                 printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
266                 printk("\ttcenum  = 0x%lx\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 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
295         memset((void *)tbl->it_base, 0, *sizep);
296 #endif
297
298         tbl->it_busno = phb->bus->number;
299
300         /* Units of tce entries */
301         tbl->it_offset = phb->dma_window_base_cur >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
302
303         /* Test if we are going over 2GB of DMA space */
304         if (phb->dma_window_base_cur + phb->dma_window_size > 0x80000000ul) {
305                 udbg_printf("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
306                 panic("PCI_DMA: Unexpected number of IOAs under this PHB.\n");
307         }
308
309         phb->dma_window_base_cur += phb->dma_window_size;
310
311         /* Set the tce table size - measured in entries */
312         tbl->it_size = phb->dma_window_size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
313
314         tbl->it_index = 0;
315         tbl->it_blocksize = 16;
316         tbl->it_type = TCE_PCI;
317 }
318
319 /*
320  * iommu_table_setparms_lpar
321  *
322  * Function: On pSeries LPAR systems, return TCE table info, given a pci bus.
323  */
324 static void iommu_table_setparms_lpar(struct pci_controller *phb,
325                                       struct device_node *dn,
326                                       struct iommu_table *tbl,
327                                       const void *dma_window,
328                                       int bussubno)
329 {
330         unsigned long offset, size;
331
332         tbl->it_busno  = bussubno;
333         of_parse_dma_window(dn, dma_window, &tbl->it_index, &offset, &size);
334
335         tbl->it_base   = 0;
336         tbl->it_blocksize  = 16;
337         tbl->it_type = TCE_PCI;
338         tbl->it_offset = offset >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
339         tbl->it_size = size >> IOMMU_PAGE_SHIFT;
340 }
341
342 static void pci_dma_bus_setup_pSeries(struct pci_bus *bus)
343 {
344         struct device_node *dn;
345         struct iommu_table *tbl;
346         struct device_node *isa_dn, *isa_dn_orig;
347         struct device_node *tmp;
348         struct pci_dn *pci;
349         int children;
350
351         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
352
353         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeries: setting up bus %s\n", dn->full_name);
354
355         if (bus->self) {
356                 /* This is not a root bus, any setup will be done for the
357                  * device-side of the bridge in iommu_dev_setup_pSeries().
358                  */
359                 return;
360         }
361         pci = PCI_DN(dn);
362
363         /* Check if the ISA bus on the system is under
364          * this PHB.
365          */
366         isa_dn = isa_dn_orig = of_find_node_by_type(NULL, "isa");
367
368         while (isa_dn && isa_dn != dn)
369                 isa_dn = isa_dn->parent;
370
371         if (isa_dn_orig)
372                 of_node_put(isa_dn_orig);
373
374         /* Count number of direct PCI children of the PHB. */
375         for (children = 0, tmp = dn->child; tmp; tmp = tmp->sibling)
376                 children++;
377
378         pr_debug("Children: %d\n", children);
379
380         /* Calculate amount of DMA window per slot. Each window must be
381          * a power of two (due to pci_alloc_consistent requirements).
382          *
383          * Keep 256MB aside for PHBs with ISA.
384          */
385
386         if (!isa_dn) {
387                 /* No ISA/IDE - just set window size and return */
388                 pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul; /* To be divided */
389
390                 while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x80000000ul)
391                         pci->phb->dma_window_size >>= 1;
392                 pr_debug("No ISA/IDE, window size is 0x%lx\n",
393                          pci->phb->dma_window_size);
394                 pci->phb->dma_window_base_cur = 0;
395
396                 return;
397         }
398
399         /* If we have ISA, then we probably have an IDE
400          * controller too. Allocate a 128MB table but
401          * skip the first 128MB to avoid stepping on ISA
402          * space.
403          */
404         pci->phb->dma_window_size = 0x8000000ul;
405         pci->phb->dma_window_base_cur = 0x8000000ul;
406
407         tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
408                            pci->phb->node);
409
410         iommu_table_setparms(pci->phb, dn, tbl);
411         pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
412
413         /* Divide the rest (1.75GB) among the children */
414         pci->phb->dma_window_size = 0x80000000ul;
415         while (pci->phb->dma_window_size * children > 0x70000000ul)
416                 pci->phb->dma_window_size >>= 1;
417
418         pr_debug("ISA/IDE, window size is 0x%lx\n", pci->phb->dma_window_size);
419 }
420
421
422 static void pci_dma_bus_setup_pSeriesLP(struct pci_bus *bus)
423 {
424         struct iommu_table *tbl;
425         struct device_node *dn, *pdn;
426         struct pci_dn *ppci;
427         const void *dma_window = NULL;
428
429         dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
430
431         pr_debug("pci_dma_bus_setup_pSeriesLP: setting up bus %s\n",
432                  dn->full_name);
433
434         /* Find nearest ibm,dma-window, walking up the device tree */
435         for (pdn = dn; pdn != NULL; pdn = pdn->parent) {
436                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
437                 if (dma_window != NULL)
438                         break;
439         }
440
441         if (dma_window == NULL) {
442                 pr_debug("  no ibm,dma-window property !\n");
443                 return;
444         }
445
446         ppci = PCI_DN(pdn);
447
448         pr_debug("  parent is %s, iommu_table: 0x%p\n",
449                  pdn->full_name, ppci->iommu_table);
450
451         if (!ppci->iommu_table) {
452                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
453                                    ppci->phb->node);
454                 iommu_table_setparms_lpar(ppci->phb, pdn, tbl, dma_window,
455                         bus->number);
456                 ppci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, ppci->phb->node);
457                 pr_debug("  created table: %p\n", ppci->iommu_table);
458         }
459
460         if (pdn != dn)
461                 PCI_DN(dn)->iommu_table = ppci->iommu_table;
462 }
463
464
465 static void pci_dma_dev_setup_pSeries(struct pci_dev *dev)
466 {
467         struct device_node *dn;
468         struct iommu_table *tbl;
469
470         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeries: %s\n", pci_name(dev));
471
472         dn = dev->dev.archdata.of_node;
473
474         /* If we're the direct child of a root bus, then we need to allocate
475          * an iommu table ourselves. The bus setup code should have setup
476          * the window sizes already.
477          */
478         if (!dev->bus->self) {
479                 struct pci_controller *phb = PCI_DN(dn)->phb;
480
481                 pr_debug(" --> first child, no bridge. Allocating iommu table.\n");
482                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
483                                    phb->node);
484                 iommu_table_setparms(phb, dn, tbl);
485                 PCI_DN(dn)->iommu_table = iommu_init_table(tbl, phb->node);
486                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(dn)->iommu_table;
487                 return;
488         }
489
490         /* If this device is further down the bus tree, search upwards until
491          * an already allocated iommu table is found and use that.
492          */
493
494         while (dn && PCI_DN(dn) && PCI_DN(dn)->iommu_table == NULL)
495                 dn = dn->parent;
496
497         if (dn && PCI_DN(dn))
498                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(dn)->iommu_table;
499         else
500                 printk(KERN_WARNING "iommu: Device %s has no iommu table\n",
501                        pci_name(dev));
502 }
503
504 static void pci_dma_dev_setup_pSeriesLP(struct pci_dev *dev)
505 {
506         struct device_node *pdn, *dn;
507         struct iommu_table *tbl;
508         const void *dma_window = NULL;
509         struct pci_dn *pci;
510
511         pr_debug("pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: %s\n", pci_name(dev));
512
513         /* dev setup for LPAR is a little tricky, since the device tree might
514          * contain the dma-window properties per-device and not neccesarily
515          * for the bus. So we need to search upwards in the tree until we
516          * either hit a dma-window property, OR find a parent with a table
517          * already allocated.
518          */
519         dn = pci_device_to_OF_node(dev);
520         pr_debug("  node is %s\n", dn->full_name);
521
522         for (pdn = dn; pdn && PCI_DN(pdn) && !PCI_DN(pdn)->iommu_table;
523              pdn = pdn->parent) {
524                 dma_window = of_get_property(pdn, "ibm,dma-window", NULL);
525                 if (dma_window)
526                         break;
527         }
528
529         if (!pdn || !PCI_DN(pdn)) {
530                 printk(KERN_WARNING "pci_dma_dev_setup_pSeriesLP: "
531                        "no DMA window found for pci dev=%s dn=%s\n",
532                                  pci_name(dev), dn? dn->full_name : "<null>");
533                 return;
534         }
535         pr_debug("  parent is %s\n", pdn->full_name);
536
537         /* Check for parent == NULL so we don't try to setup the empty EADS
538          * slots on POWER4 machines.
539          */
540         if (dma_window == NULL || pdn->parent == NULL) {
541                 pr_debug("  no dma window for device, linking to parent\n");
542                 dev->dev.archdata.dma_data = PCI_DN(pdn)->iommu_table;
543                 return;
544         }
545
546         pci = PCI_DN(pdn);
547         if (!pci->iommu_table) {
548                 tbl = kmalloc_node(sizeof(struct iommu_table), GFP_KERNEL,
549                                    pci->phb->node);
550                 iommu_table_setparms_lpar(pci->phb, pdn, tbl, dma_window,
551                         pci->phb->bus->number);
552                 pci->iommu_table = iommu_init_table(tbl, pci->phb->node);
553                 pr_debug("  created table: %p\n", pci->iommu_table);
554         } else {
555                 pr_debug("  found DMA window, table: %p\n", pci->iommu_table);
556         }
557
558         dev->dev.archdata.dma_data = pci->iommu_table;
559 }
560 #else  /* CONFIG_PCI */
561 #define pci_dma_bus_setup_pSeries       NULL
562 #define pci_dma_dev_setup_pSeries       NULL
563 #define pci_dma_bus_setup_pSeriesLP     NULL
564 #define pci_dma_dev_setup_pSeriesLP     NULL
565 #endif /* !CONFIG_PCI */
566
567 static int iommu_reconfig_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action, void *node)
568 {
569         int err = NOTIFY_OK;
570         struct device_node *np = node;
571         struct pci_dn *pci = PCI_DN(np);
572
573         switch (action) {
574         case PSERIES_RECONFIG_REMOVE:
575                 if (pci && pci->iommu_table &&
576                     of_get_property(np, "ibm,dma-window", NULL))
577                         iommu_free_table(pci->iommu_table, np->full_name);
578                 break;
579         default:
580                 err = NOTIFY_DONE;
581                 break;
582         }
583         return err;
584 }
585
586 static struct notifier_block iommu_reconfig_nb = {
587         .notifier_call = iommu_reconfig_notifier,
588 };
589
590 /* These are called very early. */
591 void iommu_init_early_pSeries(void)
592 {
593         if (of_chosen && of_get_property(of_chosen, "linux,iommu-off", NULL)) {
594                 /* Direct I/O, IOMMU off */
595                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = NULL;
596                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = NULL;
597                 set_pci_dma_ops(&dma_direct_ops);
598                 return;
599         }
600
601         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
602                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_MULTITCE)) {
603                         ppc_md.tce_build = tce_buildmulti_pSeriesLP;
604                         ppc_md.tce_free  = tce_freemulti_pSeriesLP;
605                 } else {
606                         ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
607                         ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
608                 }
609                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pSeriesLP;
610                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeriesLP;
611                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeriesLP;
612         } else {
613                 ppc_md.tce_build = tce_build_pSeries;
614                 ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeries;
615                 ppc_md.tce_get   = tce_get_pseries;
616                 ppc_md.pci_dma_bus_setup = pci_dma_bus_setup_pSeries;
617                 ppc_md.pci_dma_dev_setup = pci_dma_dev_setup_pSeries;
618         }
619
620
621         pSeries_reconfig_notifier_register(&iommu_reconfig_nb);
622
623         set_pci_dma_ops(&dma_iommu_ops);
624 }
625