arch/powerpc/platforms/ps3/mm.c

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