drivers/parisc/sba_iommu.c

   1 /*
   2 **  System Bus Adapter (SBA) I/O MMU manager
   3 **
   4 **      (c) Copyright 2000-2004 Grant Grundler <grundler @ parisc-linux x org>
   5 **      (c) Copyright 2004 Naresh Kumar Inna <knaresh at india x hp x com>
   6 **      (c) Copyright 2000-2004 Hewlett-Packard Company
   7 **
   8 **      Portions (c) 1999 Dave S. Miller (from sparc64 I/O MMU code)
   9 **
  10 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13 **      (at your option) any later version.
  14 **
  15 **
  16 ** This module initializes the IOC (I/O Controller) found on B1000/C3000/
  17 ** J5000/J7000/N-class/L-class machines and their successors.
  18 **
  19 ** FIXME: add DMA hint support programming in both sba and lba modules.
  20 */
  21
  22 #include <linux/config.h>
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/spinlock.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/string.h>
  31 #include <linux/pci.h>
  32
  33 #include <asm/byteorder.h>
  34 #include <asm/io.h>
  35 #include <asm/dma.h>            /* for DMA_CHUNK_SIZE */
  36
  37 #include <asm/hardware.h>       /* for register_parisc_driver() stuff */
  38
  39 #include <linux/proc_fs.h>
  40 #include <linux/seq_file.h>
  41
  42 #include <asm/runway.h>         /* for proc_runway_root */
  43 #include <asm/pdc.h>            /* for PDC_MODEL_* */
  44 #include <asm/pdcpat.h>         /* for is_pdc_pat() */
  45 #include <asm/parisc-device.h>
  46
  47
  48 /* declared in arch/parisc/kernel/setup.c */
  49 extern struct proc_dir_entry * proc_mckinley_root;
  50
  51 #define MODULE_NAME "SBA"
  52
  53 #ifdef CONFIG_PROC_FS
  54 /* depends on proc fs support. But costs CPU performance */
  55 #undef SBA_COLLECT_STATS
  56 #endif
  57
  58 /*
  59 ** The number of debug flags is a clue - this code is fragile.
  60 ** Don't even think about messing with it unless you have
  61 ** plenty of 710's to sacrifice to the computer gods. :^)
  62 */
  63 #undef DEBUG_SBA_INIT
  64 #undef DEBUG_SBA_RUN
  65 #undef DEBUG_SBA_RUN_SG
  66 #undef DEBUG_SBA_RESOURCE
  67 #undef ASSERT_PDIR_SANITY
  68 #undef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
  69 #undef DEBUG_DMB_TRAP
  70
  71 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
  72 #define DBG_INIT(x...)  printk(x)
  73 #else
  74 #define DBG_INIT(x...)
  75 #endif
  76
  77 #ifdef DEBUG_SBA_RUN
  78 #define DBG_RUN(x...)   printk(x)
  79 #else
  80 #define DBG_RUN(x...)
  81 #endif
  82
  83 #ifdef DEBUG_SBA_RUN_SG
  84 #define DBG_RUN_SG(x...)        printk(x)
  85 #else
  86 #define DBG_RUN_SG(x...)
  87 #endif
  88
  89
  90 #ifdef DEBUG_SBA_RESOURCE
  91 #define DBG_RES(x...)   printk(x)
  92 #else
  93 #define DBG_RES(x...)
  94 #endif
  95
  96 #if defined(CONFIG_64BIT)
  97 /* "low end" PA8800 machines use ZX1 chipset: PAT PDC and only run 64-bit */
  98 #define ZX1_SUPPORT
  99 #endif
 100
 101 #define SBA_INLINE      __inline__
 102
 103
 104 /*
 105 ** The number of pdir entries to "free" before issueing
 106 ** a read to PCOM register to flush out PCOM writes.
 107 ** Interacts with allocation granularity (ie 4 or 8 entries
 108 ** allocated and free'd/purged at a time might make this
 109 ** less interesting).
 110 */
 111 #define DELAYED_RESOURCE_CNT    16
 112
 113 #define DEFAULT_DMA_HINT_REG    0
 114
 115 #define ASTRO_RUNWAY_PORT       0x582
 116 #define IKE_MERCED_PORT         0x803
 117 #define REO_MERCED_PORT         0x804
 118 #define REOG_MERCED_PORT        0x805
 119 #define PLUTO_MCKINLEY_PORT     0x880
 120
 121 #define SBA_FUNC_ID     0x0000  /* function id */
 122 #define SBA_FCLASS      0x0008  /* function class, bist, header, rev... */
 123
 124 #define IS_ASTRO(id)            ((id)->hversion == ASTRO_RUNWAY_PORT)
 125 #define IS_IKE(id)              ((id)->hversion == IKE_MERCED_PORT)
 126 #define IS_PLUTO(id)            ((id)->hversion == PLUTO_MCKINLEY_PORT)
 127
 128 #define SBA_FUNC_SIZE 4096   /* SBA configuration function reg set */
 129
 130 #define ASTRO_IOC_OFFSET        (32 * SBA_FUNC_SIZE)
 131 #define PLUTO_IOC_OFFSET        (1 * SBA_FUNC_SIZE)
 132 /* Ike's IOC's occupy functions 2 and 3 */
 133 #define IKE_IOC_OFFSET(p)       ((p+2) * SBA_FUNC_SIZE)
 134
 135 #define IOC_CTRL          0x8   /* IOC_CTRL offset */
 136 #define IOC_CTRL_TC       (1 << 0) /* TOC Enable */
 137 #define IOC_CTRL_CE       (1 << 1) /* Coalesce Enable */
 138 #define IOC_CTRL_DE       (1 << 2) /* Dillon Enable */
 139 #define IOC_CTRL_RM       (1 << 8) /* Real Mode */
 140 #define IOC_CTRL_NC       (1 << 9) /* Non Coherent Mode */
 141 #define IOC_CTRL_D4       (1 << 11) /* Disable 4-byte coalescing */
 142 #define IOC_CTRL_DD       (1 << 13) /* Disable distr. LMMIO range coalescing */
 143
 144 #define MAX_IOC         2       /* per Ike. Pluto/Astro only have 1. */
 145
 146 #define ROPES_PER_IOC   8       /* per Ike half or Pluto/Astro */
 147
 148
 149 /*
 150 ** Offsets into MBIB (Function 0 on Ike and hopefully Astro)
 151 ** Firmware programs this stuff. Don't touch it.
 152 */
 153 #define LMMIO_DIRECT0_BASE  0x300
 154 #define LMMIO_DIRECT0_MASK  0x308
 155 #define LMMIO_DIRECT0_ROUTE 0x310
 156
 157 #define LMMIO_DIST_BASE  0x360
 158 #define LMMIO_DIST_MASK  0x368
 159 #define LMMIO_DIST_ROUTE 0x370
 160
 161 #define IOS_DIST_BASE   0x390
 162 #define IOS_DIST_MASK   0x398
 163 #define IOS_DIST_ROUTE  0x3A0
 164
 165 #define IOS_DIRECT_BASE 0x3C0
 166 #define IOS_DIRECT_MASK 0x3C8
 167 #define IOS_DIRECT_ROUTE 0x3D0
 168
 169 /*
 170 ** Offsets into I/O TLB (Function 2 and 3 on Ike)
 171 */
 172 #define ROPE0_CTL       0x200  /* "regbus pci0" */
 173 #define ROPE1_CTL       0x208
 174 #define ROPE2_CTL       0x210
 175 #define ROPE3_CTL       0x218
 176 #define ROPE4_CTL       0x220
 177 #define ROPE5_CTL       0x228
 178 #define ROPE6_CTL       0x230
 179 #define ROPE7_CTL       0x238
 180
 181 #define HF_ENABLE       0x40
 182
 183
 184 #define IOC_IBASE       0x300   /* IO TLB */
 185 #define IOC_IMASK       0x308
 186 #define IOC_PCOM        0x310
 187 #define IOC_TCNFG       0x318
 188 #define IOC_PDIR_BASE   0x320
 189
 190 /* AGP GART driver looks for this */
 191 #define SBA_IOMMU_COOKIE    0x0000badbadc0ffeeUL
 192
 193
 194 /*
 195 ** IOC supports 4/8/16/64KB page sizes (see TCNFG register)
 196 ** It's safer (avoid memory corruption) to keep DMA page mappings
 197 ** equivalently sized to VM PAGE_SIZE.
 198 **
 199 ** We really can't avoid generating a new mapping for each
 200 ** page since the Virtual Coherence Index has to be generated
 201 ** and updated for each page.
 202 **
 203 ** PAGE_SIZE could be greater than IOVP_SIZE. But not the inverse.
 204 */
 205 #define IOVP_SIZE       PAGE_SIZE
 206 #define IOVP_SHIFT      PAGE_SHIFT
 207 #define IOVP_MASK       PAGE_MASK
 208
 209 #define SBA_PERF_CFG    0x708   /* Performance Counter stuff */
 210 #define SBA_PERF_MASK1  0x718
 211 #define SBA_PERF_MASK2  0x730
 212
 213
 214 /*
 215 ** Offsets into PCI Performance Counters (functions 12 and 13)
 216 ** Controlled by PERF registers in function 2 & 3 respectively.
 217 */
 218 #define SBA_PERF_CNT1   0x200
 219 #define SBA_PERF_CNT2   0x208
 220 #define SBA_PERF_CNT3   0x210
 221
 222
 223 struct ioc {
 224         void __iomem    *ioc_hpa;       /* I/O MMU base address */
 225         char            *res_map;       /* resource map, bit == pdir entry */
 226         u64             *pdir_base;     /* physical base address */
 227         unsigned long   ibase;  /* pdir IOV Space base - shared w/lba_pci */
 228         unsigned long   imask;  /* pdir IOV Space mask - shared w/lba_pci */
 229 #ifdef ZX1_SUPPORT
 230         unsigned long   iovp_mask;      /* help convert IOVA to IOVP */
 231 #endif
 232         unsigned long   *res_hint;      /* next avail IOVP - circular search */
 233         spinlock_t      res_lock;
 234         unsigned int    res_bitshift;   /* from the LEFT! */
 235         unsigned int    res_size;       /* size of resource map in bytes */
 236 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
 237 /* FIXME : DMA HINTs not used */
 238         unsigned long   hint_mask_pdir; /* bits used for DMA hints */
 239         unsigned int    hint_shift_pdir;
 240 #endif
 241 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
 242         int saved_cnt;
 243         struct sba_dma_pair {
 244                 dma_addr_t      iova;
 245                 size_t          size;
 246         } saved[DELAYED_RESOURCE_CNT];
 247 #endif
 248
 249 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 250 #define SBA_SEARCH_SAMPLE       0x100
 251         unsigned long avg_search[SBA_SEARCH_SAMPLE];
 252         unsigned long avg_idx;  /* current index into avg_search */
 253         unsigned long used_pages;
 254         unsigned long msingle_calls;
 255         unsigned long msingle_pages;
 256         unsigned long msg_calls;
 257         unsigned long msg_pages;
 258         unsigned long usingle_calls;
 259         unsigned long usingle_pages;
 260         unsigned long usg_calls;
 261         unsigned long usg_pages;
 262 #endif
 263
 264         /* STUFF We don't need in performance path */
 265         unsigned int    pdir_size;      /* in bytes, determined by IOV Space size */
 266 };
 267
 268 struct sba_device {
 269         struct sba_device       *next;  /* list of SBA's in system */
 270         struct parisc_device    *dev;   /* dev found in bus walk */
 271         struct parisc_device_id *iodc;  /* data about dev from firmware */
 272         const char              *name;
 273         void __iomem            *sba_hpa; /* base address */
 274         spinlock_t              sba_lock;
 275         unsigned int            flags;  /* state/functionality enabled */
 276         unsigned int            hw_rev;  /* HW revision of chip */
 277
 278         struct resource         chip_resv; /* MMIO reserved for chip */
 279         struct resource         iommu_resv; /* MMIO reserved for iommu */
 280
 281         unsigned int            num_ioc;  /* number of on-board IOC's */
 282         struct ioc              ioc[MAX_IOC];
 283 };
 284
 285
 286 static struct sba_device *sba_list;
 287
 288 static unsigned long ioc_needs_fdc = 0;
 289
 290 /* global count of IOMMUs in the system */
 291 static unsigned int global_ioc_cnt = 0;
 292
 293 /* PA8700 (Piranha 2.2) bug workaround */
 294 static unsigned long piranha_bad_128k = 0;
 295
 296 /* Looks nice and keeps the compiler happy */
 297 #define SBA_DEV(d) ((struct sba_device *) (d))
 298
 299 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
 300 static int reserve_sba_gart = 1;
 301 #endif
 302
 303 #define ROUNDUP(x,y) ((x + ((y)-1)) & ~((y)-1))
 304
 305
 306 /************************************
 307 ** SBA register read and write support
 308 **
 309 ** BE WARNED: register writes are posted.
 310 **  (ie follow writes which must reach HW with a read)
 311 **
 312 ** Superdome (in particular, REO) allows only 64-bit CSR accesses.
 313 */
 314 #define READ_REG32(addr)         le32_to_cpu(__raw_readl(addr))
 315 #define READ_REG64(addr)         le64_to_cpu(__raw_readq(addr))
 316 #define WRITE_REG32(val, addr) __raw_writel(cpu_to_le32(val), addr)
 317 #define WRITE_REG64(val, addr) __raw_writeq(cpu_to_le64(val), addr)
 318
 319 #ifdef CONFIG_64BIT
 320 #define READ_REG(addr)          READ_REG64(addr)
 321 #define WRITE_REG(value, addr)  WRITE_REG64(value, addr)
 322 #else
 323 #define READ_REG(addr)          READ_REG32(addr)
 324 #define WRITE_REG(value, addr)  WRITE_REG32(value, addr)
 325 #endif
 326
 327 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
 328
 329 /* NOTE: When CONFIG_64BIT isn't defined, READ_REG64() is two 32-bit reads */
 330
 331 /**
 332  * sba_dump_ranges - debugging only - print ranges assigned to this IOA
 333  * @hpa: base address of the sba
 334  *
 335  * Print the MMIO and IO Port address ranges forwarded by an Astro/Ike/RIO
 336  * IO Adapter (aka Bus Converter).
 337  */
 338 static void
 339 sba_dump_ranges(void __iomem *hpa)
 340 {
 341         DBG_INIT("SBA at 0x%p\n", hpa);
 342         DBG_INIT("IOS_DIST_BASE   : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_BASE));
 343         DBG_INIT("IOS_DIST_MASK   : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_MASK));
 344         DBG_INIT("IOS_DIST_ROUTE  : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_ROUTE));
 345         DBG_INIT("\n");
 346         DBG_INIT("IOS_DIRECT_BASE : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_BASE));
 347         DBG_INIT("IOS_DIRECT_MASK : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_MASK));
 348         DBG_INIT("IOS_DIRECT_ROUTE: %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_ROUTE));
 349 }
 350
 351 /**
 352  * sba_dump_tlb - debugging only - print IOMMU operating parameters
 353  * @hpa: base address of the IOMMU
 354  *
 355  * Print the size/location of the IO MMU PDIR.
 356  */
 357 static void sba_dump_tlb(void __iomem *hpa)
 358 {
 359         DBG_INIT("IO TLB at 0x%p\n", hpa);
 360         DBG_INIT("IOC_IBASE    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_IBASE));
 361         DBG_INIT("IOC_IMASK    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_IMASK));
 362         DBG_INIT("IOC_TCNFG    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_TCNFG));
 363         DBG_INIT("IOC_PDIR_BASE: 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_PDIR_BASE));
 364         DBG_INIT("\n");
 365 }
 366 #else
 367 #define sba_dump_ranges(x)
 368 #define sba_dump_tlb(x)
 369 #endif  /* DEBUG_SBA_INIT */
 370
 371
 372 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
 373
 374 /**
 375  * sba_dump_pdir_entry - debugging only - print one IOMMU PDIR entry
 376  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 377  * @msg: text to print ont the output line.
 378  * @pide: pdir index.
 379  *
 380  * Print one entry of the IO MMU PDIR in human readable form.
 381  */
 382 static void
 383 sba_dump_pdir_entry(struct ioc *ioc, char *msg, uint pide)
 384 {
 385         /* start printing from lowest pde in rval */
 386         u64 *ptr = &(ioc->pdir_base[pide & (~0U * BITS_PER_LONG)]);
 387         unsigned long *rptr = (unsigned long *) &(ioc->res_map[(pide >>3) & ~(sizeof(unsigned long) - 1)]);
 388         uint rcnt;
 389
 390         printk(KERN_DEBUG "SBA: %s rp %p bit %d rval 0x%lx\n",
 391                  msg,
 392                  rptr, pide & (BITS_PER_LONG - 1), *rptr);
 393
 394         rcnt = 0;
 395         while (rcnt < BITS_PER_LONG) {
 396                 printk(KERN_DEBUG "%s %2d %p %016Lx\n",
 397                         (rcnt == (pide & (BITS_PER_LONG - 1)))
 398                                 ? "    -->" : "       ",
 399                         rcnt, ptr, *ptr );
 400                 rcnt++;
 401                 ptr++;
 402         }
 403         printk(KERN_DEBUG "%s", msg);
 404 }
 405
 406
 407 /**
 408  * sba_check_pdir - debugging only - consistency checker
 409  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 410  * @msg: text to print ont the output line.
 411  *
 412  * Verify the resource map and pdir state is consistent
 413  */
 414 static int
 415 sba_check_pdir(struct ioc *ioc, char *msg)
 416 {
 417         u32 *rptr_end = (u32 *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
 418         u32 *rptr = (u32 *) ioc->res_map;       /* resource map ptr */
 419         u64 *pptr = ioc->pdir_base;     /* pdir ptr */
 420         uint pide = 0;
 421
 422         while (rptr < rptr_end) {
 423                 u32 rval = *rptr;
 424                 int rcnt = 32;  /* number of bits we might check */
 425
 426                 while (rcnt) {
 427                         /* Get last byte and highest bit from that */
 428                         u32 pde = ((u32) (((char *)pptr)[7])) << 24;
 429                         if ((rval ^ pde) & 0x80000000)
 430                         {
 431                                 /*
 432                                 ** BUMMER!  -- res_map != pdir --
 433                                 ** Dump rval and matching pdir entries
 434                                 */
 435                                 sba_dump_pdir_entry(ioc, msg, pide);
 436                                 return(1);
 437                         }
 438                         rcnt--;
 439                         rval <<= 1;     /* try the next bit */
 440                         pptr++;
 441                         pide++;
 442                 }
 443                 rptr++; /* look at next word of res_map */
 444         }
 445         /* It'd be nice if we always got here :^) */
 446         return 0;
 447 }
 448
 449
 450 /**
 451  * sba_dump_sg - debugging only - print Scatter-Gather list
 452  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 453  * @startsg: head of the SG list
 454  * @nents: number of entries in SG list
 455  *
 456  * print the SG list so we can verify it's correct by hand.
 457  */
 458 static void
 459 sba_dump_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
 460 {
 461         while (nents-- > 0) {
 462                 printk(KERN_DEBUG " %d : %08lx/%05x %p/%05x\n",
 463                                 nents,
 464                                 (unsigned long) sg_dma_address(startsg),
 465                                 sg_dma_len(startsg),
 466                                 sg_virt_addr(startsg), startsg->length);
 467                 startsg++;
 468         }
 469 }
 470
 471 #endif /* ASSERT_PDIR_SANITY */
 472
 473
 474
 475
 476 /**************************************************************
 477 *
 478 *   I/O Pdir Resource Management
 479 *
 480 *   Bits set in the resource map are in use.
 481 *   Each bit can represent a number of pages.
 482 *   LSbs represent lower addresses (IOVA's).
 483 *
 484 ***************************************************************/
 485 #define PAGES_PER_RANGE 1       /* could increase this to 4 or 8 if needed */
 486
 487 /* Convert from IOVP to IOVA and vice versa. */
 488
 489 #ifdef ZX1_SUPPORT
 490 /* Pluto (aka ZX1) boxes need to set or clear the ibase bits appropriately */
 491 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset,hint_reg) ((ioc->ibase) | (iovp) | (offset))
 492 #define SBA_IOVP(ioc,iova) ((iova) & (ioc)->iovp_mask)
 493 #else
 494 /* only support Astro and ancestors. Saves a few cycles in key places */
 495 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset,hint_reg) ((iovp) | (offset))
 496 #define SBA_IOVP(ioc,iova) (iova)
 497 #endif
 498
 499 #define PDIR_INDEX(iovp)   ((iovp)>>IOVP_SHIFT)
 500
 501 #define RESMAP_MASK(n)    (~0UL << (BITS_PER_LONG - (n)))
 502 #define RESMAP_IDX_MASK   (sizeof(unsigned long) - 1)
 503
 504
 505 /**
 506  * sba_search_bitmap - find free space in IO PDIR resource bitmap
 507  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 508  * @bits_wanted: number of entries we need.
 509  *
 510  * Find consecutive free bits in resource bitmap.
 511  * Each bit represents one entry in the IO Pdir.
 512  * Cool perf optimization: search for log2(size) bits at a time.
 513  */
 514 static SBA_INLINE unsigned long
 515 sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, unsigned long bits_wanted)
 516 {
 517         unsigned long *res_ptr = ioc->res_hint;
 518         unsigned long *res_end = (unsigned long *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
 519         unsigned long pide = ~0UL;
 520
 521         if (bits_wanted > (BITS_PER_LONG/2)) {
 522                 /* Search word at a time - no mask needed */
 523                 for(; res_ptr < res_end; ++res_ptr) {
 524                         if (*res_ptr == 0) {
 525                                 *res_ptr = RESMAP_MASK(bits_wanted);
 526                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
 527                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
 528                                 break;
 529                         }
 530                 }
 531                 /* point to the next word on next pass */
 532                 res_ptr++;
 533                 ioc->res_bitshift = 0;
 534         } else {
 535                 /*
 536                 ** Search the resource bit map on well-aligned values.
 537                 ** "o" is the alignment.
 538                 ** We need the alignment to invalidate I/O TLB using
 539                 ** SBA HW features in the unmap path.
 540                 */
 541                 unsigned long o = 1 << get_order(bits_wanted << PAGE_SHIFT);
 542                 uint bitshiftcnt = ROUNDUP(ioc->res_bitshift, o);
 543                 unsigned long mask;
 544
 545                 if (bitshiftcnt >= BITS_PER_LONG) {
 546                         bitshiftcnt = 0;
 547                         res_ptr++;
 548                 }
 549                 mask = RESMAP_MASK(bits_wanted) >> bitshiftcnt;
 550
 551                 DBG_RES("%s() o %ld %p", __FUNCTION__, o, res_ptr);
 552                 while(res_ptr < res_end)
 553                 {
 554                         DBG_RES("    %p %lx %lx\n", res_ptr, mask, *res_ptr);
 555                         WARN_ON(mask == 0);
 556                         if(((*res_ptr) & mask) == 0) {
 557                                 *res_ptr |= mask;     /* mark resources busy! */
 558                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
 559                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
 560                                 pide += bitshiftcnt;
 561                                 break;
 562                         }
 563                         mask >>= o;
 564                         bitshiftcnt += o;
 565                         if (mask == 0) {
 566                                 mask = RESMAP_MASK(bits_wanted);
 567                                 bitshiftcnt=0;
 568                                 res_ptr++;
 569                         }
 570                 }
 571                 /* look in the same word on the next pass */
 572                 ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
 573         }
 574
 575         /* wrapped ? */
 576         if (res_end <= res_ptr) {
 577                 ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
 578                 ioc->res_bitshift = 0;
 579         } else {
 580                 ioc->res_hint = res_ptr;
 581         }
 582         return (pide);
 583 }
 584
 585
 586 /**
 587  * sba_alloc_range - find free bits and mark them in IO PDIR resource bitmap
 588  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 589  * @size: number of bytes to create a mapping for
 590  *
 591  * Given a size, find consecutive unmarked and then mark those bits in the
 592  * resource bit map.
 593  */
 594 static int
 595 sba_alloc_range(struct ioc *ioc, size_t size)
 596 {
 597         unsigned int pages_needed = size >> IOVP_SHIFT;
 598 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 599         unsigned long cr_start = mfctl(16);
 600 #endif
 601         unsigned long pide;
 602
 603         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
 604         if (pide >= (ioc->res_size << 3)) {
 605                 pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
 606                 if (pide >= (ioc->res_size << 3))
 607                         panic("%s: I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
 608                               __FILE__, ioc->ioc_hpa);
 609         }
 610
 611 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
 612         /* verify the first enable bit is clear */
 613         if(0x00 != ((u8 *) ioc->pdir_base)[pide*sizeof(u64) + 7]) {
 614                 sba_dump_pdir_entry(ioc, "sba_search_bitmap() botched it?", pide);
 615         }
 616 #endif
 617
 618         DBG_RES("%s(%x) %d -> %lx hint %x/%x\n",
 619                 __FUNCTION__, size, pages_needed, pide,
 620                 (uint) ((unsigned long) ioc->res_hint - (unsigned long) ioc->res_map),
 621                 ioc->res_bitshift );
 622
 623 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 624         {
 625                 unsigned long cr_end = mfctl(16);
 626                 unsigned long tmp = cr_end - cr_start;
 627                 /* check for roll over */
 628                 cr_start = (cr_end < cr_start) ?  -(tmp) : (tmp);
 629         }
 630         ioc->avg_search[ioc->avg_idx++] = cr_start;
 631         ioc->avg_idx &= SBA_SEARCH_SAMPLE - 1;
 632
 633         ioc->used_pages += pages_needed;
 634 #endif
 635
 636         return (pide);
 637 }
 638
 639
 640 /**
 641  * sba_free_range - unmark bits in IO PDIR resource bitmap
 642  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 643  * @iova: IO virtual address which was previously allocated.
 644  * @size: number of bytes to create a mapping for
 645  *
 646  * clear bits in the ioc's resource map
 647  */
 648 static SBA_INLINE void
 649 sba_free_range(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t size)
 650 {
 651         unsigned long iovp = SBA_IOVP(ioc, iova);
 652         unsigned int pide = PDIR_INDEX(iovp);
 653         unsigned int ridx = pide >> 3;  /* convert bit to byte address */
 654         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *) &((ioc)->res_map[ridx & ~RESMAP_IDX_MASK]);
 655
 656         int bits_not_wanted = size >> IOVP_SHIFT;
 657
 658         /* 3-bits "bit" address plus 2 (or 3) bits for "byte" == bit in word */
 659         unsigned long m = RESMAP_MASK(bits_not_wanted) >> (pide & (BITS_PER_LONG - 1));
 660
 661         DBG_RES("%s( ,%x,%x) %x/%lx %x %p %lx\n",
 662                 __FUNCTION__, (uint) iova, size,
 663                 bits_not_wanted, m, pide, res_ptr, *res_ptr);
 664
 665 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 666         ioc->used_pages -= bits_not_wanted;
 667 #endif
 668
 669         *res_ptr &= ~m;
 670 }
 671
 672
 673 /**************************************************************
 674 *
 675 *   "Dynamic DMA Mapping" support (aka "Coherent I/O")
 676 *
 677 ***************************************************************/
 678
 679 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
 680 #define SBA_DMA_HINT(ioc, val) ((val) << (ioc)->hint_shift_pdir)
 681 #endif
 682
 683 typedef unsigned long space_t;
 684 #define KERNEL_SPACE 0
 685
 686 /**
 687  * sba_io_pdir_entry - fill in one IO PDIR entry
 688  * @pdir_ptr:  pointer to IO PDIR entry
 689  * @sid: process Space ID - currently only support KERNEL_SPACE
 690  * @vba: Virtual CPU address of buffer to map
 691  * @hint: DMA hint set to use for this mapping
 692  *
 693  * SBA Mapping Routine
 694  *
 695  * Given a virtual address (vba, arg2) and space id, (sid, arg1)
 696  * sba_io_pdir_entry() loads the I/O PDIR entry pointed to by
 697  * pdir_ptr (arg0).
 698  * Using the bass-ackwards HP bit numbering, Each IO Pdir entry
 699  * for Astro/Ike looks like:
 700  *
 701  *
 702  *  0                    19                                 51   55       63
 703  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
 704  * |V|        U            |            PPN[43:12]            | U  |   VI   |
 705  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
 706  *
 707  * Pluto is basically identical, supports fewer physical address bits:
 708  *
 709  *  0                       23                              51   55       63
 710  * +-+------------------------+-------------------------------+----+--------+
 711  * |V|        U               |         PPN[39:12]            | U  |   VI   |
 712  * +-+------------------------+-------------------------------+----+--------+
 713  *
 714  *  V  == Valid Bit  (Most Significant Bit is bit 0)
 715  *  U  == Unused
 716  * PPN == Physical Page Number
 717  * VI  == Virtual Index (aka Coherent Index)
 718  *
 719  * LPA instruction output is put into PPN field.
 720  * LCI (Load Coherence Index) instruction provides the "VI" bits.
 721  *
 722  * We pre-swap the bytes since PCX-W is Big Endian and the
 723  * IOMMU uses little endian for the pdir.
 724  */
 725
 726 void SBA_INLINE
 727 sba_io_pdir_entry(u64 *pdir_ptr, space_t sid, unsigned long vba,
 728                   unsigned long hint)
 729 {
 730         u64 pa; /* physical address */
 731         register unsigned ci; /* coherent index */
 732
 733         pa = virt_to_phys(vba);
 734         pa &= IOVP_MASK;
 735
 736         mtsp(sid,1);
 737         asm("lci 0(%%sr1, %1), %0" : "=r" (ci) : "r" (vba));
 738         pa |= (ci >> 12) & 0xff;  /* move CI (8 bits) into lowest byte */
 739
 740         pa |= 0x8000000000000000ULL;    /* set "valid" bit */
 741         *pdir_ptr = cpu_to_le64(pa);    /* swap and store into I/O Pdir */
 742
 743         /*
 744          * If the PDC_MODEL capabilities has Non-coherent IO-PDIR bit set
 745          * (bit #61, big endian), we have to flush and sync every time
 746          * IO-PDIR is changed in Ike/Astro.
 747          */
 748         if (ioc_needs_fdc)
 749                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
 750 }
 751
 752
 753 /**
 754  * sba_mark_invalid - invalidate one or more IO PDIR entries
 755  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
 756  * @iova:  IO Virtual Address mapped earlier
 757  * @byte_cnt:  number of bytes this mapping covers.
 758  *
 759  * Marking the IO PDIR entry(ies) as Invalid and invalidate
 760  * corresponding IO TLB entry. The Ike PCOM (Purge Command Register)
 761  * is to purge stale entries in the IO TLB when unmapping entries.
 762  *
 763  * The PCOM register supports purging of multiple pages, with a minium
 764  * of 1 page and a maximum of 2GB. Hardware requires the address be
 765  * aligned to the size of the range being purged. The size of the range
 766  * must be a power of 2. The "Cool perf optimization" in the
 767  * allocation routine helps keep that true.
 768  */
 769 static SBA_INLINE void
 770 sba_mark_invalid(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t byte_cnt)
 771 {
 772         u32 iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
 773         u64 *pdir_ptr = &ioc->pdir_base[PDIR_INDEX(iovp)];
 774
 775 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
 776         /* Assert first pdir entry is set.
 777         **
 778         ** Even though this is a big-endian machine, the entries
 779         ** in the iopdir are little endian. That's why we look at
 780         ** the byte at +7 instead of at +0.
 781         */
 782         if (0x80 != (((u8 *) pdir_ptr)[7])) {
 783                 sba_dump_pdir_entry(ioc,"sba_mark_invalid()", PDIR_INDEX(iovp));
 784         }
 785 #endif
 786
 787         if (byte_cnt > IOVP_SIZE)
 788         {
 789 #if 0
 790                 unsigned long entries_per_cacheline = ioc_needs_fdc ?
 791                                 L1_CACHE_ALIGN(((unsigned long) pdir_ptr))
 792                                         - (unsigned long) pdir_ptr;
 793                                 : 262144;
 794 #endif
 795
 796                 /* set "size" field for PCOM */
 797                 iovp |= get_order(byte_cnt) + PAGE_SHIFT;
 798
 799                 do {
 800                         /* clear I/O Pdir entry "valid" bit first */
 801                         ((u8 *) pdir_ptr)[7] = 0;
 802                         if (ioc_needs_fdc) {
 803                                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
 804 #if 0
 805                                 entries_per_cacheline = L1_CACHE_SHIFT - 3;
 806 #endif
 807                         }
 808                         pdir_ptr++;
 809                         byte_cnt -= IOVP_SIZE;
 810                 } while (byte_cnt > IOVP_SIZE);
 811         } else
 812                 iovp |= IOVP_SHIFT;     /* set "size" field for PCOM */
 813
 814         /*
 815         ** clear I/O PDIR entry "valid" bit.
 816         ** We have to R/M/W the cacheline regardless how much of the
 817         ** pdir entry that we clobber.
 818         ** The rest of the entry would be useful for debugging if we
 819         ** could dump core on HPMC.
 820         */
 821         ((u8 *) pdir_ptr)[7] = 0;
 822         if (ioc_needs_fdc)
 823                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
 824
 825         WRITE_REG( SBA_IOVA(ioc, iovp, 0, 0), ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
 826 }
 827
 828 /**
 829  * sba_dma_supported - PCI driver can query DMA support
 830  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking
 831  * @mask:  number of address bits this PCI device can handle
 832  *
 833  * See Documentation/DMA-mapping.txt
 834  */
 835 static int sba_dma_supported( struct device *dev, u64 mask)
 836 {
 837         struct ioc *ioc;
 838
 839         if (dev == NULL) {
 840                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME ": EISA/ISA/et al not supported\n");
 841                 BUG();
 842                 return(0);
 843         }
 844
 845         /* Documentation/DMA-mapping.txt tells drivers to try 64-bit first,
 846          * then fall back to 32-bit if that fails.
 847          * We are just "encouraging" 32-bit DMA masks here since we can
 848          * never allow IOMMU bypass unless we add special support for ZX1.
 849          */
 850         if (mask > ~0U)
 851                 return 0;
 852
 853         ioc = GET_IOC(dev);
 854
 855         /*
 856          * check if mask is >= than the current max IO Virt Address
 857          * The max IO Virt address will *always* < 30 bits.
 858          */
 859         return((int)(mask >= (ioc->ibase - 1 +
 860                         (ioc->pdir_size / sizeof(u64) * IOVP_SIZE) )));
 861 }
 862
 863
 864 /**
 865  * sba_map_single - map one buffer and return IOVA for DMA
 866  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
 867  * @addr:  driver buffer to map.
 868  * @size:  number of bytes to map in driver buffer.
 869  * @direction:  R/W or both.
 870  *
 871  * See Documentation/DMA-mapping.txt
 872  */
 873 static dma_addr_t
 874 sba_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size,
 875                enum dma_data_direction direction)
 876 {
 877         struct ioc *ioc;
 878         unsigned long flags;
 879         dma_addr_t iovp;
 880         dma_addr_t offset;
 881         u64 *pdir_start;
 882         int pide;
 883
 884         ioc = GET_IOC(dev);
 885
 886         /* save offset bits */
 887         offset = ((dma_addr_t) (long) addr) & ~IOVP_MASK;
 888
 889         /* round up to nearest IOVP_SIZE */
 890         size = (size + offset + ~IOVP_MASK) & IOVP_MASK;
 891
 892         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
 893 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
 894         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_single()");
 895 #endif
 896
 897 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 898         ioc->msingle_calls++;
 899         ioc->msingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
 900 #endif
 901         pide = sba_alloc_range(ioc, size);
 902         iovp = (dma_addr_t) pide << IOVP_SHIFT;
 903
 904         DBG_RUN("%s() 0x%p -> 0x%lx\n",
 905                 __FUNCTION__, addr, (long) iovp | offset);
 906
 907         pdir_start = &(ioc->pdir_base[pide]);
 908
 909         while (size > 0) {
 910                 sba_io_pdir_entry(pdir_start, KERNEL_SPACE, (unsigned long) addr, 0);
 911
 912                 DBG_RUN("       pdir 0x%p %02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",
 913                         pdir_start,
 914                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[7]),
 915                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[6]),
 916                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[5]),
 917                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[4]),
 918                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[3]),
 919                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[2]),
 920                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[1]),
 921                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[0])
 922                         );
 923
 924                 addr += IOVP_SIZE;
 925                 size -= IOVP_SIZE;
 926                 pdir_start++;
 927         }
 928
 929         /* force FDC ops in io_pdir_entry() to be visible to IOMMU */
 930         if (ioc_needs_fdc)
 931                 asm volatile("sync" : : );
 932
 933 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
 934         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_single()");
 935 #endif
 936         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
 937
 938         /* form complete address */
 939         return SBA_IOVA(ioc, iovp, offset, DEFAULT_DMA_HINT_REG);
 940 }
 941
 942
 943 /**
 944  * sba_unmap_single - unmap one IOVA and free resources
 945  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
 946  * @iova:  IOVA of driver buffer previously mapped.
 947  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
 948  * @direction:  R/W or both.
 949  *
 950  * See Documentation/DMA-mapping.txt
 951  */
 952 static void
 953 sba_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size,
 954                  enum dma_data_direction direction)
 955 {
 956         struct ioc *ioc;
 957 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
 958         struct sba_dma_pair *d;
 959 #endif
 960         unsigned long flags;
 961         dma_addr_t offset;
 962
 963         DBG_RUN("%s() iovp 0x%lx/%x\n", __FUNCTION__, (long) iova, size);
 964
 965         ioc = GET_IOC(dev);
 966         offset = iova & ~IOVP_MASK;
 967         iova ^= offset;        /* clear offset bits */
 968         size += offset;
 969         size = ROUNDUP(size, IOVP_SIZE);
 970
 971         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
 972
 973 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
 974         ioc->usingle_calls++;
 975         ioc->usingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
 976 #endif
 977
 978         sba_mark_invalid(ioc, iova, size);
 979
 980 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
 981         /* Delaying when we re-use a IO Pdir entry reduces the number
 982          * of MMIO reads needed to flush writes to the PCOM register.
 983          */
 984         d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt]);
 985         d->iova = iova;
 986         d->size = size;
 987         if (++(ioc->saved_cnt) >= DELAYED_RESOURCE_CNT) {
 988                 int cnt = ioc->saved_cnt;
 989                 while (cnt--) {
 990                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
 991                         d--;
 992                 }
 993                 ioc->saved_cnt = 0;
 994
 995                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
 996         }
 997 #else /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
 998         sba_free_range(ioc, iova, size);
 999
1000         /* If fdc's were issued, force fdc's to be visible now */
1001         if (ioc_needs_fdc)
1002                 asm volatile("sync" : : );
1003
1004         READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1005 #endif /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1006
1007         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1008
1009         /* XXX REVISIT for 2.5 Linux - need syncdma for zero-copy support.
1010         ** For Astro based systems this isn't a big deal WRT performance.
1011         ** As long as 2.4 kernels copyin/copyout data from/to userspace,
1012         ** we don't need the syncdma. The issue here is I/O MMU cachelines
1013         ** are *not* coherent in all cases.  May be hwrev dependent.
1014         ** Need to investigate more.
1015         asm volatile("syncdma");
1016         */
1017 }
1018
1019
1020 /**
1021  * sba_alloc_consistent - allocate/map shared mem for DMA
1022  * @hwdev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1023  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1024  * @dma_handle:  IOVA of new buffer.
1025  *
1026  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1027  */
1028 static void *sba_alloc_consistent(struct device *hwdev, size_t size,
1029                                         dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp)
1030 {
1031         void *ret;
1032
1033         if (!hwdev) {
1034                 /* only support PCI */
1035                 *dma_handle = 0;
1036                 return 0;
1037         }
1038
1039         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
1040
1041         if (ret) {
1042                 memset(ret, 0, size);
1043                 *dma_handle = sba_map_single(hwdev, ret, size, 0);
1044         }
1045
1046         return ret;
1047 }
1048
1049
1050 /**
1051  * sba_free_consistent - free/unmap shared mem for DMA
1052  * @hwdev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1053  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1054  * @vaddr:  virtual address IOVA of "consistent" buffer.
1055  * @dma_handler:  IO virtual address of "consistent" buffer.
1056  *
1057  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1058  */
1059 static void
1060 sba_free_consistent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
1061                     dma_addr_t dma_handle)
1062 {
1063         sba_unmap_single(hwdev, dma_handle, size, 0);
1064         free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
1065 }
1066
1067
1068 /*
1069 ** Since 0 is a valid pdir_base index value, can't use that
1070 ** to determine if a value is valid or not. Use a flag to indicate
1071 ** the SG list entry contains a valid pdir index.
1072 */
1073 #define PIDE_FLAG 0x80000000UL
1074
1075 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1076 #define IOMMU_MAP_STATS
1077 #endif
1078 #include "iommu-helpers.h"
1079
1080 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1081 int dump_run_sg = 0;
1082 #endif
1083
1084
1085 /**
1086  * sba_map_sg - map Scatter/Gather list
1087  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1088  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1089  * @nents:  number of entries in list
1090  * @direction:  R/W or both.
1091  *
1092  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1093  */
1094 static int
1095 sba_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents,
1096            enum dma_data_direction direction)
1097 {
1098         struct ioc *ioc;
1099         int coalesced, filled = 0;
1100         unsigned long flags;
1101
1102         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries\n", __FUNCTION__, nents);
1103
1104         ioc = GET_IOC(dev);
1105
1106         /* Fast path single entry scatterlists. */
1107         if (nents == 1) {
1108                 sg_dma_address(sglist) = sba_map_single(dev,
1109                                                 (void *)sg_virt_addr(sglist),
1110                                                 sglist->length, direction);
1111                 sg_dma_len(sglist)     = sglist->length;
1112                 return 1;
1113         }
1114
1115         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1116
1117 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1118         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_sg()"))
1119         {
1120                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1121                 panic("Check before sba_map_sg()");
1122         }
1123 #endif
1124
1125 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1126         ioc->msg_calls++;
1127 #endif
1128
1129         /*
1130         ** First coalesce the chunks and allocate I/O pdir space
1131         **
1132         ** If this is one DMA stream, we can properly map using the
1133         ** correct virtual address associated with each DMA page.
1134         ** w/o this association, we wouldn't have coherent DMA!
1135         ** Access to the virtual address is what forces a two pass algorithm.
1136         */
1137         coalesced = iommu_coalesce_chunks(ioc, sglist, nents, sba_alloc_range);
1138
1139         /*
1140         ** Program the I/O Pdir
1141         **
1142         ** map the virtual addresses to the I/O Pdir
1143         ** o dma_address will contain the pdir index
1144         ** o dma_len will contain the number of bytes to map
1145         ** o address contains the virtual address.
1146         */
1147         filled = iommu_fill_pdir(ioc, sglist, nents, 0, sba_io_pdir_entry);
1148
1149         /* force FDC ops in io_pdir_entry() to be visible to IOMMU */
1150         if (ioc_needs_fdc)
1151                 asm volatile("sync" : : );
1152
1153 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1154         if (sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_sg()"))
1155         {
1156                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1157                 panic("Check after sba_map_sg()\n");
1158         }
1159 #endif
1160
1161         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1162
1163         DBG_RUN_SG("%s() DONE %d mappings\n", __FUNCTION__, filled);
1164
1165         return filled;
1166 }
1167
1168
1169 /**
1170  * sba_unmap_sg - unmap Scatter/Gather list
1171  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1172  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1173  * @nents:  number of entries in list
1174  * @direction:  R/W or both.
1175  *
1176  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1177  */
1178 static void
1179 sba_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents,
1180              enum dma_data_direction direction)
1181 {
1182         struct ioc *ioc;
1183 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1184         unsigned long flags;
1185 #endif
1186
1187         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries,  %p,%x\n",
1188                 __FUNCTION__, nents, sg_virt_addr(sglist), sglist->length);
1189
1190         ioc = GET_IOC(dev);
1191
1192 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1193         ioc->usg_calls++;
1194 #endif
1195
1196 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1197         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1198         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_unmap_sg()");
1199         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1200 #endif
1201
1202         while (sg_dma_len(sglist) && nents--) {
1203
1204                 sba_unmap_single(dev, sg_dma_address(sglist), sg_dma_len(sglist), direction);
1205 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1206                 ioc->usg_pages += ((sg_dma_address(sglist) & ~IOVP_MASK) + sg_dma_len(sglist) + IOVP_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1207                 ioc->usingle_calls--;   /* kluge since call is unmap_sg() */
1208 #endif
1209                 ++sglist;
1210         }
1211
1212         DBG_RUN_SG("%s() DONE (nents %d)\n", __FUNCTION__,  nents);
1213
1214 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1215         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1216         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_unmap_sg()");
1217         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1218 #endif
1219
1220 }
1221
1222 static struct hppa_dma_ops sba_ops = {
1223         .dma_supported =        sba_dma_supported,
1224         .alloc_consistent =     sba_alloc_consistent,
1225         .alloc_noncoherent =    sba_alloc_consistent,
1226         .free_consistent =      sba_free_consistent,
1227         .map_single =           sba_map_single,
1228         .unmap_single =         sba_unmap_single,
1229         .map_sg =               sba_map_sg,
1230         .unmap_sg =             sba_unmap_sg,
1231         .dma_sync_single_for_cpu =      NULL,
1232         .dma_sync_single_for_device =   NULL,
1233         .dma_sync_sg_for_cpu =          NULL,
1234         .dma_sync_sg_for_device =       NULL,
1235 };
1236
1237
1238 /**************************************************************************
1239 **
1240 **   SBA PAT PDC support
1241 **
1242 **   o call pdc_pat_cell_module()
1243 **   o store ranges in PCI "resource" structures
1244 **
1245 **************************************************************************/
1246
1247 static void
1248 sba_get_pat_resources(struct sba_device *sba_dev)
1249 {
1250 #if 0
1251 /*
1252 ** TODO/REVISIT/FIXME: support for directed ranges requires calls to
1253 **      PAT PDC to program the SBA/LBA directed range registers...this
1254 **      burden may fall on the LBA code since it directly supports the
1255 **      PCI subsystem. It's not clear yet. - ggg
1256 */
1257 PAT_MOD(mod)->mod_info.mod_pages   = PAT_GET_MOD_PAGES(temp);
1258         FIXME : ???
1259 PAT_MOD(mod)->mod_info.dvi         = PAT_GET_DVI(temp);
1260         Tells where the dvi bits are located in the address.
1261 PAT_MOD(mod)->mod_info.ioc         = PAT_GET_IOC(temp);
1262         FIXME : ???
1263 #endif
1264 }
1265
1266
1267 /**************************************************************
1268 *
1269 *   Initialization and claim
1270 *
1271 ***************************************************************/
1272 #define PIRANHA_ADDR_MASK       0x00160000UL /* bit 17,18,20 */
1273 #define PIRANHA_ADDR_VAL        0x00060000UL /* bit 17,18 on */
1274 static void *
1275 sba_alloc_pdir(unsigned int pdir_size)
1276 {
1277         unsigned long pdir_base;
1278         unsigned long pdir_order = get_order(pdir_size);
1279
1280         pdir_base = __get_free_pages(GFP_KERNEL, pdir_order);
1281         if (NULL == (void *) pdir_base) {
1282                 panic("%s() could not allocate I/O Page Table\n",
1283                         __FUNCTION__);
1284         }
1285
1286         /* If this is not PA8700 (PCX-W2)
1287         **      OR newer than ver 2.2
1288         **      OR in a system that doesn't need VINDEX bits from SBA,
1289         **
1290         ** then we aren't exposed to the HW bug.
1291         */
1292         if ( ((boot_cpu_data.pdc.cpuid >> 5) & 0x7f) != 0x13
1293                         || (boot_cpu_data.pdc.versions > 0x202)
1294                         || (boot_cpu_data.pdc.capabilities & 0x08L) )
1295                 return (void *) pdir_base;
1296
1297         /*
1298          * PA8700 (PCX-W2, aka piranha) silent data corruption fix
1299          *
1300          * An interaction between PA8700 CPU (Ver 2.2 or older) and
1301          * Ike/Astro can cause silent data corruption. This is only
1302          * a problem if the I/O PDIR is located in memory such that
1303          * (little-endian)  bits 17 and 18 are on and bit 20 is off.
1304          *
1305          * Since the max IO Pdir size is 2MB, by cleverly allocating the
1306          * right physical address, we can either avoid (IOPDIR <= 1MB)
1307          * or minimize (2MB IO Pdir) the problem if we restrict the
1308          * IO Pdir to a maximum size of 2MB-128K (1902K).
1309          *
1310          * Because we always allocate 2^N sized IO pdirs, either of the
1311          * "bad" regions will be the last 128K if at all. That's easy
1312          * to test for.
1313          *
1314          */
1315         if (pdir_order <= (19-12)) {
1316                 if (((virt_to_phys(pdir_base)+pdir_size-1) & PIRANHA_ADDR_MASK) == PIRANHA_ADDR_VAL) {
1317                         /* allocate a new one on 512k alignment */
1318                         unsigned long new_pdir = __get_free_pages(GFP_KERNEL, (19-12));
1319                         /* release original */
1320                         free_pages(pdir_base, pdir_order);
1321
1322                         pdir_base = new_pdir;
1323
1324                         /* release excess */
1325                         while (pdir_order < (19-12)) {
1326                                 new_pdir += pdir_size;
1327                                 free_pages(new_pdir, pdir_order);
1328                                 pdir_order +=1;
1329                                 pdir_size <<=1;
1330                         }
1331                 }
1332         } else {
1333                 /*
1334                 ** 1MB or 2MB Pdir
1335                 ** Needs to be aligned on an "odd" 1MB boundary.
1336                 */
1337                 unsigned long new_pdir = __get_free_pages(GFP_KERNEL, pdir_order+1); /* 2 or 4MB */
1338
1339                 /* release original */
1340                 free_pages( pdir_base, pdir_order);
1341
1342                 /* release first 1MB */
1343                 free_pages(new_pdir, 20-12);
1344
1345                 pdir_base = new_pdir + 1024*1024;
1346
1347                 if (pdir_order > (20-12)) {
1348                         /*
1349                         ** 2MB Pdir.
1350                         **
1351                         ** Flag tells init_bitmap() to mark bad 128k as used
1352                         ** and to reduce the size by 128k.
1353                         */
1354                         piranha_bad_128k = 1;
1355
1356                         new_pdir += 3*1024*1024;
1357                         /* release last 1MB */
1358                         free_pages(new_pdir, 20-12);
1359
1360                         /* release unusable 128KB */
1361                         free_pages(new_pdir - 128*1024 , 17-12);
1362
1363                         pdir_size -= 128*1024;
1364                 }
1365         }
1366
1367         memset((void *) pdir_base, 0, pdir_size);
1368         return (void *) pdir_base;
1369 }
1370
1371 static struct device *next_device(struct klist_iter *i)
1372 {
1373         struct klist_node * n = klist_next(i);
1374         return n ? container_of(n, struct device, knode_parent) : NULL;
1375 }
1376
1377 /* setup Mercury or Elroy IBASE/IMASK registers. */
1378 static void
1379 setup_ibase_imask(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1380 {
1381         /* lba_set_iregs() is in drivers/parisc/lba_pci.c */
1382         extern void lba_set_iregs(struct parisc_device *, u32, u32);
1383         struct device *dev;
1384         struct klist_iter i;
1385
1386         klist_iter_init(&sba->dev.klist_children, &i);
1387         while ((dev = next_device(&i))) {
1388                 struct parisc_device *lba = to_parisc_device(dev);
1389                 int rope_num = (lba->hpa.start >> 13) & 0xf;
1390                 if (rope_num >> 3 == ioc_num)
1391                         lba_set_iregs(lba, ioc->ibase, ioc->imask);
1392         }
1393         klist_iter_exit(&i);
1394 }
1395
1396 static void
1397 sba_ioc_init_pluto(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1398 {
1399         u32 iova_space_mask;
1400         u32 iova_space_size;
1401         int iov_order, tcnfg;
1402 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
1403         int agp_found = 0;
1404 #endif
1405         /*
1406         ** Firmware programs the base and size of a "safe IOVA space"
1407         ** (one that doesn't overlap memory or LMMIO space) in the
1408         ** IBASE and IMASK registers.
1409         */
1410         ioc->ibase = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1411         iova_space_size = ~(READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK) & 0xFFFFFFFFUL) + 1;
1412
1413         if ((ioc->ibase < 0xfed00000UL) && ((ioc->ibase + iova_space_size) > 0xfee00000UL)) {
1414                 printk("WARNING: IOV space overlaps local config and interrupt message, truncating\n");
1415                 iova_space_size /= 2;
1416         }
1417
1418         /*
1419         ** iov_order is always based on a 1GB IOVA space since we want to
1420         ** turn on the other half for AGP GART.
1421         */
1422         iov_order = get_order(iova_space_size >> (IOVP_SHIFT - PAGE_SHIFT));
1423         ioc->pdir_size = (iova_space_size / IOVP_SIZE) * sizeof(u64);
1424
1425         DBG_INIT("%s() hpa 0x%lx IOV %dMB (%d bits)\n",
1426                 __FUNCTION__, ioc->ioc_hpa, iova_space_size >> 20,
1427                 iov_order + PAGE_SHIFT);
1428
1429         ioc->pdir_base = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1430                                                    get_order(ioc->pdir_size));
1431         if (!ioc->pdir_base)
1432                 panic("Couldn't allocate I/O Page Table\n");
1433
1434         memset(ioc->pdir_base, 0, ioc->pdir_size);
1435
1436         DBG_INIT("%s() pdir %p size %x\n",
1437                         __FUNCTION__, ioc->pdir_base, ioc->pdir_size);
1438
1439 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
1440         ioc->hint_shift_pdir = iov_order + PAGE_SHIFT;
1441         ioc->hint_mask_pdir = ~(0x3 << (iov_order + PAGE_SHIFT));
1442
1443         DBG_INIT("      hint_shift_pdir %x hint_mask_pdir %lx\n",
1444                 ioc->hint_shift_pdir, ioc->hint_mask_pdir);
1445 #endif
1446
1447         WARN_ON((((unsigned long) ioc->pdir_base) & PAGE_MASK) != (unsigned long) ioc->pdir_base);
1448         WRITE_REG(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1449
1450         /* build IMASK for IOC and Elroy */
1451         iova_space_mask =  0xffffffff;
1452         iova_space_mask <<= (iov_order + PAGE_SHIFT);
1453         ioc->imask = iova_space_mask;
1454 #ifdef ZX1_SUPPORT
1455         ioc->iovp_mask = ~(iova_space_mask + PAGE_SIZE - 1);
1456 #endif
1457         sba_dump_tlb(ioc->ioc_hpa);
1458
1459         setup_ibase_imask(sba, ioc, ioc_num);
1460
1461         WRITE_REG(ioc->imask, ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK);
1462
1463 #ifdef CONFIG_64BIT
1464         /*
1465         ** Setting the upper bits makes checking for bypass addresses
1466         ** a little faster later on.
1467         */
1468         ioc->imask |= 0xFFFFFFFF00000000UL;
1469 #endif
1470
1471         /* Set I/O PDIR Page size to system page size */
1472         switch (PAGE_SHIFT) {
1473                 case 12: tcnfg = 0; break;      /*  4K */
1474                 case 13: tcnfg = 1; break;      /*  8K */
1475                 case 14: tcnfg = 2; break;      /* 16K */
1476                 case 16: tcnfg = 3; break;      /* 64K */
1477                 default:
1478                         panic(__FILE__ "Unsupported system page size %d",
1479                                 1 << PAGE_SHIFT);
1480                         break;
1481         }
1482         WRITE_REG(tcnfg, ioc->ioc_hpa + IOC_TCNFG);
1483
1484         /*
1485         ** Program the IOC's ibase and enable IOVA translation
1486         ** Bit zero == enable bit.
1487         */
1488         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1489
1490         /*
1491         ** Clear I/O TLB of any possible entries.
1492         ** (Yes. This is a bit paranoid...but so what)
1493         */
1494         WRITE_REG(ioc->ibase | 31, ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1495
1496 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
1497         /*
1498         ** If an AGP device is present, only use half of the IOV space
1499         ** for PCI DMA.  Unfortunately we can't know ahead of time
1500         ** whether GART support will actually be used, for now we
1501         ** can just key on any AGP device found in the system.
1502         ** We program the next pdir index after we stop w/ a key for
1503         ** the GART code to handshake on.
1504         */
1505         device=NULL;
1506         for (lba = sba->child; lba; lba = lba->sibling) {
1507                 if (IS_QUICKSILVER(lba))
1508                         break;
1509         }
1510
1511         if (lba) {
1512                 DBG_INIT("%s: Reserving half of IOVA space for AGP GART support\n", __FUNCTION__);
1513                 ioc->pdir_size /= 2;
1514                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[PDIR_INDEX(iova_space_size/2)] = SBA_IOMMU_COOKIE;
1515         } else {
1516                 DBG_INIT("%s: No GART needed - no AGP controller found\n", __FUNCTION__);
1517         }
1518 #endif /* 0 */
1519
1520 }
1521
1522 static void
1523 sba_ioc_init(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1524 {
1525         u32 iova_space_size, iova_space_mask;
1526         unsigned int pdir_size, iov_order;
1527
1528         /*
1529         ** Determine IOVA Space size from memory size.
1530         **
1531         ** Ideally, PCI drivers would register the maximum number
1532         ** of DMA they can have outstanding for each device they
1533         ** own.  Next best thing would be to guess how much DMA
1534         ** can be outstanding based on PCI Class/sub-class. Both
1535         ** methods still require some "extra" to support PCI
1536         ** Hot-Plug/Removal of PCI cards. (aka PCI OLARD).
1537         **
1538         ** While we have 32-bits "IOVA" space, top two 2 bits are used
1539         ** for DMA hints - ergo only 30 bits max.
1540         */
1541
1542         iova_space_size = (u32) (num_physpages/global_ioc_cnt);
1543
1544         /* limit IOVA space size to 1MB-1GB */
1545         if (iova_space_size < (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
1546                 iova_space_size = 1 << (20 - PAGE_SHIFT);
1547         }
1548         else if (iova_space_size > (1 << (30 - PAGE_SHIFT))) {
1549                 iova_space_size = 1 << (30 - PAGE_SHIFT);
1550         }
1551
1552         /*
1553         ** iova space must be log2() in size.
1554         ** thus, pdir/res_map will also be log2().
1555         ** PIRANHA BUG: Exception is when IO Pdir is 2MB (gets reduced)
1556         */
1557         iov_order = get_order(iova_space_size << PAGE_SHIFT);
1558
1559         /* iova_space_size is now bytes, not pages */
1560         iova_space_size = 1 << (iov_order + PAGE_SHIFT);
1561
1562         ioc->pdir_size = pdir_size = (iova_space_size/IOVP_SIZE) * sizeof(u64);
1563
1564         DBG_INIT("%s() hpa 0x%lx mem %ldMB IOV %dMB (%d bits)\n",
1565                         __FUNCTION__,
1566                         ioc->ioc_hpa,
1567                         (unsigned long) num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT),
1568                         iova_space_size>>20,
1569                         iov_order + PAGE_SHIFT);
1570
1571         ioc->pdir_base = sba_alloc_pdir(pdir_size);
1572
1573         DBG_INIT("%s() pdir %p size %x\n",
1574                         __FUNCTION__, ioc->pdir_base, pdir_size);
1575
1576 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
1577         /* FIXME : DMA HINTs not used */
1578         ioc->hint_shift_pdir = iov_order + PAGE_SHIFT;
1579         ioc->hint_mask_pdir = ~(0x3 << (iov_order + PAGE_SHIFT));
1580
1581         DBG_INIT("      hint_shift_pdir %x hint_mask_pdir %lx\n",
1582                         ioc->hint_shift_pdir, ioc->hint_mask_pdir);
1583 #endif
1584
1585         WRITE_REG64(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1586
1587         /* build IMASK for IOC and Elroy */
1588         iova_space_mask =  0xffffffff;
1589         iova_space_mask <<= (iov_order + PAGE_SHIFT);
1590
1591         /*
1592         ** On C3000 w/512MB mem, HP-UX 10.20 reports:
1593         **     ibase=0, imask=0xFE000000, size=0x2000000.
1594         */
1595         ioc->ibase = 0;
1596         ioc->imask = iova_space_mask;   /* save it */
1597 #ifdef ZX1_SUPPORT
1598         ioc->iovp_mask = ~(iova_space_mask + PAGE_SIZE - 1);
1599 #endif
1600
1601         DBG_INIT("%s() IOV base 0x%lx mask 0x%0lx\n",
1602                 __FUNCTION__, ioc->ibase, ioc->imask);
1603
1604         /*
1605         ** FIXME: Hint registers are programmed with default hint
1606         ** values during boot, so hints should be sane even if we
1607         ** can't reprogram them the way drivers want.
1608         */
1609
1610         setup_ibase_imask(sba, ioc, ioc_num);
1611
1612         /*
1613         ** Program the IOC's ibase and enable IOVA translation
1614         */
1615         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa+IOC_IBASE);
1616         WRITE_REG(ioc->imask, ioc->ioc_hpa+IOC_IMASK);
1617
1618         /* Set I/O PDIR Page size to 4K */
1619         WRITE_REG(0, ioc->ioc_hpa+IOC_TCNFG);
1620
1621         /*
1622         ** Clear I/O TLB of any possible entries.
1623         ** (Yes. This is a bit paranoid...but so what)
1624         */
1625         WRITE_REG(0 | 31, ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
1626
1627         ioc->ibase = 0; /* used by SBA_IOVA and related macros */
1628
1629         DBG_INIT("%s() DONE\n", __FUNCTION__);
1630 }
1631
1632
1633
1634 /**************************************************************************
1635 **
1636 **   SBA initialization code (HW and SW)
1637 **
1638 **   o identify SBA chip itself
1639 **   o initialize SBA chip modes (HardFail)
1640 **   o initialize SBA chip modes (HardFail)
1641 **   o FIXME: initialize DMA hints for reasonable defaults
1642 **
1643 **************************************************************************/
1644
1645 static void __iomem *ioc_remap(struct sba_device *sba_dev, unsigned int offset)
1646 {
1647         return ioremap_nocache(sba_dev->dev->hpa.start + offset, SBA_FUNC_SIZE);
1648 }
1649
1650 static void sba_hw_init(struct sba_device *sba_dev)
1651 {
1652         int i;
1653         int num_ioc;
1654         u64 ioc_ctl;
1655
1656         if (!is_pdc_pat()) {
1657                 /* Shutdown the USB controller on Astro-based workstations.
1658                 ** Once we reprogram the IOMMU, the next DMA performed by
1659                 ** USB will HPMC the box. USB is only enabled if a
1660                 ** keyboard is present and found.
1661                 **
1662                 ** With serial console, j6k v5.0 firmware says:
1663                 **   mem_kbd hpa 0xfee003f8 sba 0x0 pad 0x0 cl_class 0x7
1664                 **
1665                 ** FIXME: Using GFX+USB console at power up but direct
1666                 **      linux to serial console is still broken.
1667                 **      USB could generate DMA so we must reset USB.
1668                 **      The proper sequence would be:
1669                 **      o block console output
1670                 **      o reset USB device
1671                 **      o reprogram serial port
1672                 **      o unblock console output
1673                 */
1674                 if (PAGE0->mem_kbd.cl_class == CL_KEYBD) {
1675                         pdc_io_reset_devices();
1676                 }
1677
1678         }
1679
1680
1681 #if 0
1682 printk("sba_hw_init(): mem_boot 0x%x 0x%x 0x%x 0x%x\n", PAGE0->mem_boot.hpa,
1683         PAGE0->mem_boot.spa, PAGE0->mem_boot.pad, PAGE0->mem_boot.cl_class);
1684
1685         /*
1686         ** Need to deal with DMA from LAN.
1687         **      Maybe use page zero boot device as a handle to talk
1688         **      to PDC about which device to shutdown.
1689         **
1690         ** Netbooting, j6k v5.0 firmware says:
1691         **      mem_boot hpa 0xf4008000 sba 0x0 pad 0x0 cl_class 0x1002
1692         ** ARGH! invalid class.
1693         */
1694         if ((PAGE0->mem_boot.cl_class != CL_RANDOM)
1695                 && (PAGE0->mem_boot.cl_class != CL_SEQU)) {
1696                         pdc_io_reset();
1697         }
1698 #endif
1699
1700         if (!IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1701                 ioc_ctl = READ_REG(sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1702                 DBG_INIT("%s() hpa 0x%lx ioc_ctl 0x%Lx ->",
1703                         __FUNCTION__, sba_dev->sba_hpa, ioc_ctl);
1704                 ioc_ctl &= ~(IOC_CTRL_RM | IOC_CTRL_NC | IOC_CTRL_CE);
1705                 ioc_ctl |= IOC_CTRL_DD | IOC_CTRL_D4 | IOC_CTRL_TC;
1706                         /* j6700 v1.6 firmware sets 0x294f */
1707                         /* A500 firmware sets 0x4d */
1708
1709                 WRITE_REG(ioc_ctl, sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1710
1711 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
1712                 ioc_ctl = READ_REG64(sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1713                 DBG_INIT(" 0x%Lx\n", ioc_ctl);
1714 #endif
1715         } /* if !PLUTO */
1716
1717         if (IS_ASTRO(sba_dev->iodc)) {
1718                 int err;
1719                 /* PAT_PDC (L-class) also reports the same goofy base */
1720                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, ASTRO_IOC_OFFSET);
1721                 num_ioc = 1;
1722
1723                 sba_dev->chip_resv.name = "Astro Intr Ack";
1724                 sba_dev->chip_resv.start = PCI_F_EXTEND | 0xfef00000UL;
1725                 sba_dev->chip_resv.end   = PCI_F_EXTEND | (0xff000000UL - 1) ;
1726                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->chip_resv));
1727                 BUG_ON(err < 0);
1728
1729         } else if (IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1730                 int err;
1731
1732                 /* We use a negative value for IOC HPA so it gets
1733                  * corrected when we add it with IKE's IOC offset.
1734                  * Doesnt look clean, but fewer code.
1735                  */
1736                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, PLUTO_IOC_OFFSET);
1737                 num_ioc = 1;
1738
1739                 sba_dev->chip_resv.name = "Pluto Intr/PIOP/VGA";
1740                 sba_dev->chip_resv.start = PCI_F_EXTEND | 0xfee00000UL;
1741                 sba_dev->chip_resv.end   = PCI_F_EXTEND | (0xff200000UL - 1);
1742                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->chip_resv));
1743                 WARN_ON(err < 0);
1744
1745                 sba_dev->iommu_resv.name = "IOVA Space";
1746                 sba_dev->iommu_resv.start = 0x40000000UL;
1747                 sba_dev->iommu_resv.end   = 0x50000000UL - 1;
1748                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->iommu_resv));
1749                 WARN_ON(err < 0);
1750         } else {
1751                 /* IS_IKE (ie N-class, L3000, L1500) */
1752                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, IKE_IOC_OFFSET(0));
1753                 sba_dev->ioc[1].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, IKE_IOC_OFFSET(1));
1754                 num_ioc = 2;
1755
1756                 /* TODO - LOOKUP Ike/Stretch chipset mem map */
1757         }
1758         /* XXX: What about Reo? */
1759
1760         sba_dev->num_ioc = num_ioc;
1761         for (i = 0; i < num_ioc; i++) {
1762                 /*
1763                 ** Make sure the box crashes if we get any errors on a rope.
1764                 */
1765                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE0_CTL);
1766                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE1_CTL);
1767                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE2_CTL);
1768                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE3_CTL);
1769                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE4_CTL);
1770                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE5_CTL);
1771                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE6_CTL);
1772                 WRITE_REG(HF_ENABLE, sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE7_CTL);
1773
1774                 /* flush out the writes */
1775                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE7_CTL);
1776
1777                 DBG_INIT("      ioc[%d] ROPE_CFG 0x%Lx  ROPE_DBG 0x%Lx\n",
1778                                 i,
1779                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x40),
1780                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x50)
1781                         );
1782                 DBG_INIT("      STATUS_CONTROL 0x%Lx  FLUSH_CTRL 0x%Lx\n",
1783                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x108),
1784                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x400)
1785                         );
1786
1787                 if (IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1788                         sba_ioc_init_pluto(sba_dev->dev, &(sba_dev->ioc[i]), i);
1789                 } else {
1790                         sba_ioc_init(sba_dev->dev, &(sba_dev->ioc[i]), i);
1791                 }
1792         }
1793 }
1794
1795 static void
1796 sba_common_init(struct sba_device *sba_dev)
1797 {
1798         int i;
1799
1800         /* add this one to the head of the list (order doesn't matter)
1801         ** This will be useful for debugging - especially if we get coredumps
1802         */
1803         sba_dev->next = sba_list;
1804         sba_list = sba_dev;
1805
1806         for(i=0; i< sba_dev->num_ioc; i++) {
1807                 int res_size;
1808 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1809                 extern void iterate_pages(unsigned long , unsigned long ,
1810                                           void (*)(pte_t * , unsigned long),
1811                                           unsigned long );
1812                 void set_data_memory_break(pte_t * , unsigned long);
1813 #endif
1814                 /* resource map size dictated by pdir_size */
1815                 res_size = sba_dev->ioc[i].pdir_size/sizeof(u64); /* entries */
1816
1817                 /* Second part of PIRANHA BUG */
1818                 if (piranha_bad_128k) {
1819                         res_size -= (128*1024)/sizeof(u64);
1820                 }
1821
1822                 res_size >>= 3;  /* convert bit count to byte count */
1823                 DBG_INIT("%s() res_size 0x%x\n",
1824                         __FUNCTION__, res_size);
1825
1826                 sba_dev->ioc[i].res_size = res_size;
1827                 sba_dev->ioc[i].res_map = (char *) __get_free_pages(GFP_KERNEL, get_order(res_size));
1828
1829 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1830                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].res_map, res_size,
1831                                 set_data_memory_break, 0);
1832 #endif
1833
1834                 if (NULL == sba_dev->ioc[i].res_map)
1835                 {
1836                         panic("%s:%s() could not allocate resource map\n",
1837                               __FILE__, __FUNCTION__ );
1838                 }
1839
1840                 memset(sba_dev->ioc[i].res_map, 0, res_size);
1841                 /* next available IOVP - circular search */
1842                 sba_dev->ioc[i].res_hint = (unsigned long *)
1843                                 &(sba_dev->ioc[i].res_map[L1_CACHE_BYTES]);
1844
1845 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1846                 /* Mark first bit busy - ie no IOVA 0 */
1847                 sba_dev->ioc[i].res_map[0] = 0x80;
1848                 sba_dev->ioc[i].pdir_base[0] = 0xeeffc0addbba0080ULL;
1849 #endif
1850
1851                 /* Third (and last) part of PIRANHA BUG */
1852                 if (piranha_bad_128k) {
1853                         /* region from +1408K to +1536 is un-usable. */
1854
1855                         int idx_start = (1408*1024/sizeof(u64)) >> 3;
1856                         int idx_end   = (1536*1024/sizeof(u64)) >> 3;
1857                         long *p_start = (long *) &(sba_dev->ioc[i].res_map[idx_start]);
1858                         long *p_end   = (long *) &(sba_dev->ioc[i].res_map[idx_end]);
1859
1860                         /* mark that part of the io pdir busy */
1861                         while (p_start < p_end)
1862                                 *p_start++ = -1;
1863
1864                 }
1865
1866 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1867                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].res_map, res_size,
1868                                 set_data_memory_break, 0);
1869                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].pdir_base, sba_dev->ioc[i].pdir_size,
1870                                 set_data_memory_break, 0);
1871 #endif
1872
1873                 DBG_INIT("%s() %d res_map %x %p\n",
1874                         __FUNCTION__, i, res_size, sba_dev->ioc[i].res_map);
1875         }
1876
1877         spin_lock_init(&sba_dev->sba_lock);
1878         ioc_needs_fdc = boot_cpu_data.pdc.capabilities & PDC_MODEL_IOPDIR_FDC;
1879
1880 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
1881         /*
1882          * If the PDC_MODEL capabilities has Non-coherent IO-PDIR bit set
1883          * (bit #61, big endian), we have to flush and sync every time
1884          * IO-PDIR is changed in Ike/Astro.
1885          */
1886         if (boot_cpu_data.pdc.capabilities & PDC_MODEL_IOPDIR_FDC) {
1887                 printk(KERN_INFO MODULE_NAME " FDC/SYNC required.\n");
1888         } else {
1889                 printk(KERN_INFO MODULE_NAME " IOC has cache coherent PDIR.\n");
1890         }
1891 #endif
1892 }
1893
1894 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1895 static int sba_proc_info(struct seq_file *m, void *p)
1896 {
1897         struct sba_device *sba_dev = sba_list;
1898         struct ioc *ioc = &sba_dev->ioc[0];     /* FIXME: Multi-IOC support! */
1899         int total_pages = (int) (ioc->res_size << 3); /* 8 bits per byte */
1900 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1901         unsigned long avg = 0, min, max;
1902 #endif
1903         int i, len = 0;
1904
1905         len += seq_printf(m, "%s rev %d.%d\n",
1906                 sba_dev->name,
1907                 (sba_dev->hw_rev & 0x7) + 1,
1908                 (sba_dev->hw_rev & 0x18) >> 3
1909                 );
1910         len += seq_printf(m, "IO PDIR size    : %d bytes (%d entries)\n",
1911                 (int) ((ioc->res_size << 3) * sizeof(u64)), /* 8 bits/byte */
1912                 total_pages);
1913
1914         len += seq_printf(m, "Resource bitmap : %d bytes (%d pages)\n",
1915                 ioc->res_size, ioc->res_size << 3);   /* 8 bits per byte */
1916
1917         len += seq_printf(m, "LMMIO_BASE/MASK/ROUTE %08x %08x %08x\n",
1918                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_BASE),
1919                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_MASK),
1920                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_ROUTE)
1921                 );
1922
1923         for (i=0; i<4; i++)
1924                 len += seq_printf(m, "DIR%d_BASE/MASK/ROUTE %08x %08x %08x\n", i,
1925                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_BASE  + i*0x18),
1926                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_MASK  + i*0x18),
1927                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_ROUTE + i*0x18)
1928                 );
1929
1930 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1931         len += seq_printf(m, "IO PDIR entries : %ld free  %ld used (%d%%)\n",
1932                 total_pages - ioc->used_pages, ioc->used_pages,
1933                 (int) (ioc->used_pages * 100 / total_pages));
1934
1935         min = max = ioc->avg_search[0];
1936         for (i = 0; i < SBA_SEARCH_SAMPLE; i++) {
1937                 avg += ioc->avg_search[i];
1938                 if (ioc->avg_search[i] > max) max = ioc->avg_search[i];
1939                 if (ioc->avg_search[i] < min) min = ioc->avg_search[i];
1940         }
1941         avg /= SBA_SEARCH_SAMPLE;
1942         len += seq_printf(m, "  Bitmap search : %ld/%ld/%ld (min/avg/max CPU Cycles)\n",
1943                 min, avg, max);
1944
1945         len += seq_printf(m, "pci_map_single(): %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1946                 ioc->msingle_calls, ioc->msingle_pages,
1947                 (int) ((ioc->msingle_pages * 1000)/ioc->msingle_calls));
1948
1949         /* KLUGE - unmap_sg calls unmap_single for each mapped page */
1950         min = ioc->usingle_calls;
1951         max = ioc->usingle_pages - ioc->usg_pages;
1952         len += seq_printf(m, "pci_unmap_single: %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1953                 min, max, (int) ((max * 1000)/min));
1954
1955         len += seq_printf(m, "pci_map_sg()    : %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1956                 ioc->msg_calls, ioc->msg_pages,
1957                 (int) ((ioc->msg_pages * 1000)/ioc->msg_calls));
1958
1959         len += seq_printf(m, "pci_unmap_sg()  : %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1960                 ioc->usg_calls, ioc->usg_pages,
1961                 (int) ((ioc->usg_pages * 1000)/ioc->usg_calls));
1962 #endif
1963
1964         return 0;
1965 }
1966
1967 static int
1968 sba_proc_open(struct inode *i, struct file *f)
1969 {
1970         return single_open(f, &sba_proc_info, NULL);
1971 }
1972
1973 static struct file_operations sba_proc_fops = {
1974         .owner = THIS_MODULE,
1975         .open = sba_proc_open,
1976         .read = seq_read,
1977         .llseek = seq_lseek,
1978         .release = single_release,
1979 };
1980
1981 static int
1982 sba_proc_bitmap_info(struct seq_file *m, void *p)
1983 {
1984         struct sba_device *sba_dev = sba_list;
1985         struct ioc *ioc = &sba_dev->ioc[0];     /* FIXME: Multi-IOC support! */
1986         unsigned int *res_ptr = (unsigned int *)ioc->res_map;
1987         int i, len = 0;
1988
1989         for (i = 0; i < (ioc->res_size/sizeof(unsigned int)); ++i, ++res_ptr) {
1990                 if ((i & 7) == 0)
1991                         len += seq_printf(m, "\n   ");
1992                 len += seq_printf(m, " %08x", *res_ptr);
1993         }
1994         len += seq_printf(m, "\n");
1995
1996         return 0;
1997 }
1998
1999 static int
2000 sba_proc_bitmap_open(struct inode *i, struct file *f)
2001 {
2002         return single_open(f, &sba_proc_bitmap_info, NULL);
2003 }
2004
2005 static struct file_operations sba_proc_bitmap_fops = {
2006         .owner = THIS_MODULE,
2007         .open = sba_proc_bitmap_open,
2008         .read = seq_read,
2009         .llseek = seq_lseek,
2010         .release = single_release,
2011 };
2012 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2013
2014 static struct parisc_device_id sba_tbl[] = {
2015         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, ASTRO_RUNWAY_PORT, 0xb },
2016         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, IKE_MERCED_PORT, 0xc },
2017         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, REO_MERCED_PORT, 0xc },
2018         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, REOG_MERCED_PORT, 0xc },
2019         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, PLUTO_MCKINLEY_PORT, 0xc },
2020         { 0, }
2021 };
2022
2023 int sba_driver_callback(struct parisc_device *);
2024
2025 static struct parisc_driver sba_driver = {
2026         .name =         MODULE_NAME,
2027         .id_table =     sba_tbl,
2028         .probe =        sba_driver_callback,
2029 };
2030
2031 /*
2032 ** Determine if sba should claim this chip (return 0) or not (return 1).
2033 ** If so, initialize the chip and tell other partners in crime they
2034 ** have work to do.
2035 */
2036 int
2037 sba_driver_callback(struct parisc_device *dev)
2038 {
2039         struct sba_device *sba_dev;
2040         u32 func_class;
2041         int i;
2042         char *version;
2043         void __iomem *sba_addr = ioremap_nocache(dev->hpa.start, SBA_FUNC_SIZE);
2044         struct proc_dir_entry *info_entry, *bitmap_entry, *root;
2045
2046         sba_dump_ranges(sba_addr);
2047
2048         /* Read HW Rev First */
2049         func_class = READ_REG(sba_addr + SBA_FCLASS);
2050
2051         if (IS_ASTRO(&dev->id)) {
2052                 unsigned long fclass;
2053                 static char astro_rev[]="Astro ?.?";
2054
2055                 /* Astro is broken...Read HW Rev First */
2056                 fclass = READ_REG(sba_addr);
2057
2058                 astro_rev[6] = '1' + (char) (fclass & 0x7);
2059                 astro_rev[8] = '0' + (char) ((fclass & 0x18) >> 3);
2060                 version = astro_rev;
2061
2062         } else if (IS_IKE(&dev->id)) {
2063                 static char ike_rev[] = "Ike rev ?";
2064                 ike_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0xff);
2065                 version = ike_rev;
2066         } else if (IS_PLUTO(&dev->id)) {
2067                 static char pluto_rev[]="Pluto ?.?";
2068                 pluto_rev[6] = '0' + (char) ((func_class & 0xf0) >> 4);
2069                 pluto_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0x0f);
2070                 version = pluto_rev;
2071         } else {
2072                 static char reo_rev[] = "REO rev ?";
2073                 reo_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0xff);
2074                 version = reo_rev;
2075         }
2076
2077         if (!global_ioc_cnt) {
2078                 global_ioc_cnt = count_parisc_driver(&sba_driver);
2079
2080                 /* Astro and Pluto have one IOC per SBA */
2081                 if ((!IS_ASTRO(&dev->id)) || (!IS_PLUTO(&dev->id)))
2082                         global_ioc_cnt *= 2;
2083         }
2084
2085         printk(KERN_INFO "%s found %s at 0x%lx\n",
2086                 MODULE_NAME, version, dev->hpa.start);
2087
2088         sba_dev = kzalloc(sizeof(struct sba_device), GFP_KERNEL);
2089         if (!sba_dev) {
2090                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME " - couldn't alloc sba_device\n");
2091                 return -ENOMEM;
2092         }
2093
2094         parisc_set_drvdata(dev, sba_dev);
2095
2096         for(i=0; i<MAX_IOC; i++)
2097                 spin_lock_init(&(sba_dev->ioc[i].res_lock));
2098
2099         sba_dev->dev = dev;
2100         sba_dev->hw_rev = func_class;
2101         sba_dev->iodc = &dev->id;
2102         sba_dev->name = dev->name;
2103         sba_dev->sba_hpa = sba_addr;
2104
2105         sba_get_pat_resources(sba_dev);
2106         sba_hw_init(sba_dev);
2107         sba_common_init(sba_dev);
2108
2109         hppa_dma_ops = &sba_ops;
2110
2111 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2112         switch (dev->id.hversion) {
2113         case PLUTO_MCKINLEY_PORT:
2114                 root = proc_mckinley_root;
2115                 break;
2116         case ASTRO_RUNWAY_PORT:
2117         case IKE_MERCED_PORT:
2118         default:
2119                 root = proc_runway_root;
2120                 break;
2121         }
2122
2123         info_entry = create_proc_entry("sba_iommu", 0, root);
2124         bitmap_entry = create_proc_entry("sba_iommu-bitmap", 0, root);
2125
2126         if (info_entry)
2127                 info_entry->proc_fops = &sba_proc_fops;
2128
2129         if (bitmap_entry)
2130                 bitmap_entry->proc_fops = &sba_proc_bitmap_fops;
2131 #endif
2132
2133         parisc_vmerge_boundary = IOVP_SIZE;
2134         parisc_vmerge_max_size = IOVP_SIZE * BITS_PER_LONG;
2135         parisc_has_iommu();
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 /*
2140 ** One time initialization to let the world know the SBA was found.
2141 ** This is the only routine which is NOT static.
2142 ** Must be called exactly once before pci_init().
2143 */
2144 void __init sba_init(void)
2145 {
2146         register_parisc_driver(&sba_driver);
2147 }
2148
2149
2150 /**
2151  * sba_get_iommu - Assign the iommu pointer for the pci bus controller.
2152  * @dev: The parisc device.
2153  *
2154  * Returns the appropriate IOMMU data for the given parisc PCI controller.
2155  * This is cached and used later for PCI DMA Mapping.
2156  */
2157 void * sba_get_iommu(struct parisc_device *pci_hba)
2158 {
2159         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2160         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2161         char t = sba_dev->id.hw_type;
2162         int iocnum = (pci_hba->hw_path >> 3);   /* rope # */
2163
2164         WARN_ON((t != HPHW_IOA) && (t != HPHW_BCPORT));
2165
2166         return &(sba->ioc[iocnum]);
2167 }
2168
2169
2170 /**
2171  * sba_directed_lmmio - return first directed LMMIO range routed to rope
2172  * @pa_dev: The parisc device.
2173  * @r: resource PCI host controller wants start/end fields assigned.
2174  *
2175  * For the given parisc PCI controller, determine if any direct ranges
2176  * are routed down the corresponding rope.
2177  */
2178 void sba_directed_lmmio(struct parisc_device *pci_hba, struct resource *r)
2179 {
2180         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2181         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2182         char t = sba_dev->id.hw_type;
2183         int i;
2184         int rope = (pci_hba->hw_path & (ROPES_PER_IOC-1));  /* rope # */
2185
2186         BUG_ON((t!=HPHW_IOA) && (t!=HPHW_BCPORT));
2187
2188         r->start = r->end = 0;
2189
2190         /* Astro has 4 directed ranges. Not sure about Ike/Pluto/et al */
2191         for (i=0; i<4; i++) {
2192                 int base, size;
2193                 void __iomem *reg = sba->sba_hpa + i*0x18;
2194
2195                 base = READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_BASE);
2196                 if ((base & 1) == 0)
2197                         continue;       /* not enabled */
2198
2199                 size = READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_ROUTE);
2200
2201                 if ((size & (ROPES_PER_IOC-1)) != rope)
2202                         continue;       /* directed down different rope */
2203
2204                 r->start = (base & ~1UL) | PCI_F_EXTEND;
2205                 size = ~ READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_MASK);
2206                 r->end = r->start + size;
2207         }
2208 }
2209
2210
2211 /**
2212  * sba_distributed_lmmio - return portion of distributed LMMIO range
2213  * @pa_dev: The parisc device.
2214  * @r: resource PCI host controller wants start/end fields assigned.
2215  *
2216  * For the given parisc PCI controller, return portion of distributed LMMIO
2217  * range. The distributed LMMIO is always present and it's just a question
2218  * of the base address and size of the range.
2219  */
2220 void sba_distributed_lmmio(struct parisc_device *pci_hba, struct resource *r )
2221 {
2222         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2223         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2224         char t = sba_dev->id.hw_type;
2225         int base, size;
2226         int rope = (pci_hba->hw_path & (ROPES_PER_IOC-1));  /* rope # */
2227
2228         BUG_ON((t!=HPHW_IOA) && (t!=HPHW_BCPORT));
2229
2230         r->start = r->end = 0;
2231
2232         base = READ_REG32(sba->sba_hpa + LMMIO_DIST_BASE);
2233         if ((base & 1) == 0) {
2234                 BUG();  /* Gah! Distr Range wasn't enabled! */
2235                 return;
2236         }
2237
2238         r->start = (base & ~1UL) | PCI_F_EXTEND;
2239
2240         size = (~READ_REG32(sba->sba_hpa + LMMIO_DIST_MASK)) / ROPES_PER_IOC;
2241         r->start += rope * (size + 1);  /* adjust base for this rope */
2242         r->end = r->start + size;
2243 }