arch/ppc64/kernel/pSeries_lpar.c

   1 /*
   2  * pSeries_lpar.c
   3  * Copyright (C) 2001 Todd Inglett, IBM Corporation
   4  *
   5  * pSeries LPAR support.
   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; either version 2 of the License, or
  10  * (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  20  */
  21
  22 #define DEBUG
  23
  24 #include <linux/config.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/dma-mapping.h>
  27 #include <asm/processor.h>
  28 #include <asm/mmu.h>
  29 #include <asm/page.h>
  30 #include <asm/pgtable.h>
  31 #include <asm/machdep.h>
  32 #include <asm/abs_addr.h>
  33 #include <asm/mmu_context.h>
  34 #include <asm/ppcdebug.h>
  35 #include <asm/iommu.h>
  36 #include <asm/naca.h>
  37 #include <asm/tlbflush.h>
  38 #include <asm/tlb.h>
  39 #include <asm/prom.h>
  40 #include <asm/abs_addr.h>
  41 #include <asm/cputable.h>
  42 #include <asm/plpar_wrappers.h>
  43
  44 #ifdef DEBUG
  45 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  46 #else
  47 #define DBG(fmt...)
  48 #endif
  49
  50 /* in pSeries_hvCall.S */
  51 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall);
  52 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_4out);
  53 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_norets);
  54 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_8arg_2ret);
  55
  56 extern void fw_feature_init(void);
  57 extern void pSeries_find_serial_port(void);
  58
  59
  60 int vtermno;    /* virtual terminal# for udbg  */
  61
  62 #define __ALIGNED__ __attribute__((__aligned__(sizeof(long))))
  63 static void udbg_hvsi_putc(unsigned char c)
  64 {
  65         /* packet's seqno isn't used anyways */
  66         uint8_t packet[] __ALIGNED__ = { 0xff, 5, 0, 0, c };
  67         int rc;
  68
  69         if (c == '\n')
  70                 udbg_hvsi_putc('\r');
  71
  72         do {
  73                 rc = plpar_put_term_char(vtermno, sizeof(packet), packet);
  74         } while (rc == H_Busy);
  75 }
  76
  77 static long hvsi_udbg_buf_len;
  78 static uint8_t hvsi_udbg_buf[256];
  79
  80 static int udbg_hvsi_getc_poll(void)
  81 {
  82         unsigned char ch;
  83         int rc, i;
  84
  85         if (hvsi_udbg_buf_len == 0) {
  86                 rc = plpar_get_term_char(vtermno, &hvsi_udbg_buf_len, hvsi_udbg_buf);
  87                 if (rc != H_Success || hvsi_udbg_buf[0] != 0xff) {
  88                         /* bad read or non-data packet */
  89                         hvsi_udbg_buf_len = 0;
  90                 } else {
  91                         /* remove the packet header */
  92                         for (i = 4; i < hvsi_udbg_buf_len; i++)
  93                                 hvsi_udbg_buf[i-4] = hvsi_udbg_buf[i];
  94                         hvsi_udbg_buf_len -= 4;
  95                 }
  96         }
  97
  98         if (hvsi_udbg_buf_len <= 0 || hvsi_udbg_buf_len > 256) {
  99                 /* no data ready */
 100                 hvsi_udbg_buf_len = 0;
 101                 return -1;
 102         }
 103
 104         ch = hvsi_udbg_buf[0];
 105         /* shift remaining data down */
 106         for (i = 1; i < hvsi_udbg_buf_len; i++) {
 107                 hvsi_udbg_buf[i-1] = hvsi_udbg_buf[i];
 108         }
 109         hvsi_udbg_buf_len--;
 110
 111         return ch;
 112 }
 113
 114 static unsigned char udbg_hvsi_getc(void)
 115 {
 116         int ch;
 117         for (;;) {
 118                 ch = udbg_hvsi_getc_poll();
 119                 if (ch == -1) {
 120                         /* This shouldn't be needed...but... */
 121                         volatile unsigned long delay;
 122                         for (delay=0; delay < 2000000; delay++)
 123                                 ;
 124                 } else {
 125                         return ch;
 126                 }
 127         }
 128 }
 129
 130 static void udbg_putcLP(unsigned char c)
 131 {
 132         char buf[16];
 133         unsigned long rc;
 134
 135         if (c == '\n')
 136                 udbg_putcLP('\r');
 137
 138         buf[0] = c;
 139         do {
 140                 rc = plpar_put_term_char(vtermno, 1, buf);
 141         } while(rc == H_Busy);
 142 }
 143
 144 /* Buffered chars getc */
 145 static long inbuflen;
 146 static long inbuf[2];   /* must be 2 longs */
 147
 148 static int udbg_getc_pollLP(void)
 149 {
 150         /* The interface is tricky because it may return up to 16 chars.
 151          * We save them statically for future calls to udbg_getc().
 152          */
 153         char ch, *buf = (char *)inbuf;
 154         int i;
 155         long rc;
 156         if (inbuflen == 0) {
 157                 /* get some more chars. */
 158                 inbuflen = 0;
 159                 rc = plpar_get_term_char(vtermno, &inbuflen, buf);
 160                 if (rc != H_Success)
 161                         inbuflen = 0;   /* otherwise inbuflen is garbage */
 162         }
 163         if (inbuflen <= 0 || inbuflen > 16) {
 164                 /* Catch error case as well as other oddities (corruption) */
 165                 inbuflen = 0;
 166                 return -1;
 167         }
 168         ch = buf[0];
 169         for (i = 1; i < inbuflen; i++)  /* shuffle them down. */
 170                 buf[i-1] = buf[i];
 171         inbuflen--;
 172         return ch;
 173 }
 174
 175 static unsigned char udbg_getcLP(void)
 176 {
 177         int ch;
 178         for (;;) {
 179                 ch = udbg_getc_pollLP();
 180                 if (ch == -1) {
 181                         /* This shouldn't be needed...but... */
 182                         volatile unsigned long delay;
 183                         for (delay=0; delay < 2000000; delay++)
 184                                 ;
 185                 } else {
 186                         return ch;
 187                 }
 188         }
 189 }
 190
 191 /* call this from early_init() for a working debug console on
 192  * vterm capable LPAR machines
 193  */
 194 void udbg_init_debug_lpar(void)
 195 {
 196         vtermno = 0;
 197         ppc_md.udbg_putc = udbg_putcLP;
 198         ppc_md.udbg_getc = udbg_getcLP;
 199         ppc_md.udbg_getc_poll = udbg_getc_pollLP;
 200 }
 201
 202 /* returns 0 if couldn't find or use /chosen/stdout as console */
 203 int find_udbg_vterm(void)
 204 {
 205         struct device_node *stdout_node;
 206         u32 *termno;
 207         char *name;
 208         int found = 0;
 209
 210         /* find the boot console from /chosen/stdout */
 211         if (!of_chosen)
 212                 return 0;
 213         name = (char *)get_property(of_chosen, "linux,stdout-path", NULL);
 214         if (name == NULL)
 215                 return 0;
 216         stdout_node = of_find_node_by_path(name);
 217         if (!stdout_node)
 218                 return 0;
 219
 220         /* now we have the stdout node; figure out what type of device it is. */
 221         name = (char *)get_property(stdout_node, "name", NULL);
 222         if (!name) {
 223                 printk(KERN_WARNING "stdout node missing 'name' property!\n");
 224                 goto out;
 225         }
 226
 227         if (strncmp(name, "vty", 3) == 0) {
 228                 if (device_is_compatible(stdout_node, "hvterm1")) {
 229                         termno = (u32 *)get_property(stdout_node, "reg", NULL);
 230                         if (termno) {
 231                                 vtermno = termno[0];
 232                                 ppc_md.udbg_putc = udbg_putcLP;
 233                                 ppc_md.udbg_getc = udbg_getcLP;
 234                                 ppc_md.udbg_getc_poll = udbg_getc_pollLP;
 235                                 found = 1;
 236                         }
 237                 } else if (device_is_compatible(stdout_node, "hvterm-protocol")) {
 238                         termno = (u32 *)get_property(stdout_node, "reg", NULL);
 239                         if (termno) {
 240                                 vtermno = termno[0];
 241                                 ppc_md.udbg_putc = udbg_hvsi_putc;
 242                                 ppc_md.udbg_getc = udbg_hvsi_getc;
 243                                 ppc_md.udbg_getc_poll = udbg_hvsi_getc_poll;
 244                                 found = 1;
 245                         }
 246                 }
 247         } else if (strncmp(name, "serial", 6)) {
 248                 /* XXX fix ISA serial console */
 249                 printk(KERN_WARNING "serial stdout on LPAR ('%s')! "
 250                                 "can't print udbg messages\n",
 251                        stdout_node->full_name);
 252         } else {
 253                 printk(KERN_WARNING "don't know how to print to stdout '%s'\n",
 254                        stdout_node->full_name);
 255         }
 256
 257 out:
 258         of_node_put(stdout_node);
 259         return found;
 260 }
 261
 262 void vpa_init(int cpu)
 263 {
 264         int hwcpu = get_hard_smp_processor_id(cpu);
 265         unsigned long vpa = (unsigned long)&(paca[cpu].lppaca);
 266         long ret;
 267         unsigned long flags;
 268
 269         /* Register the Virtual Processor Area (VPA) */
 270         flags = 1UL << (63 - 18);
 271         ret = register_vpa(flags, hwcpu, __pa(vpa));
 272
 273         if (ret)
 274                 printk(KERN_ERR "WARNING: vpa_init: VPA registration for "
 275                                 "cpu %d (hw %d) of area %lx returns %ld\n",
 276                                 cpu, hwcpu, __pa(vpa), ret);
 277 }
 278
 279 long pSeries_lpar_hpte_insert(unsigned long hpte_group,
 280                               unsigned long va, unsigned long prpn,
 281                               int secondary, unsigned long hpteflags,
 282                               int bolted, int large)
 283 {
 284         unsigned long arpn = physRpn_to_absRpn(prpn);
 285         unsigned long lpar_rc;
 286         unsigned long flags;
 287         unsigned long slot;
 288         HPTE lhpte;
 289         unsigned long dummy0, dummy1;
 290
 291         /* Fill in the local HPTE with absolute rpn, avpn and flags */
 292         lhpte.dw1.dword1      = 0;
 293         lhpte.dw1.dw1.rpn     = arpn;
 294         lhpte.dw1.flags.flags = hpteflags;
 295
 296         lhpte.dw0.dword0      = 0;
 297         lhpte.dw0.dw0.avpn    = va >> 23;
 298         lhpte.dw0.dw0.h       = secondary;
 299         lhpte.dw0.dw0.bolted  = bolted;
 300         lhpte.dw0.dw0.v       = 1;
 301
 302         if (large) {
 303                 lhpte.dw0.dw0.l = 1;
 304                 lhpte.dw0.dw0.avpn &= ~0x1UL;
 305         }
 306
 307         /* Now fill in the actual HPTE */
 308         /* Set CEC cookie to 0         */
 309         /* Zero page = 0               */
 310         /* I-cache Invalidate = 0      */
 311         /* I-cache synchronize = 0     */
 312         /* Exact = 0                   */
 313         flags = 0;
 314
 315         /* XXX why is this here? - Anton */
 316         if (hpteflags & (_PAGE_GUARDED|_PAGE_NO_CACHE))
 317                 lhpte.dw1.flags.flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 318
 319         lpar_rc = plpar_hcall(H_ENTER, flags, hpte_group, lhpte.dw0.dword0,
 320                               lhpte.dw1.dword1, &slot, &dummy0, &dummy1);
 321
 322         if (unlikely(lpar_rc == H_PTEG_Full))
 323                 return -1;
 324
 325         /*
 326          * Since we try and ioremap PHBs we don't own, the pte insert
 327          * will fail. However we must catch the failure in hash_page
 328          * or we will loop forever, so return -2 in this case.
 329          */
 330         if (unlikely(lpar_rc != H_Success))
 331                 return -2;
 332
 333         /* Because of iSeries, we have to pass down the secondary
 334          * bucket bit here as well
 335          */
 336         return (slot & 7) | (secondary << 3);
 337 }
 338
 339 static spinlock_t pSeries_lpar_tlbie_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 340
 341 static long pSeries_lpar_hpte_remove(unsigned long hpte_group)
 342 {
 343         unsigned long slot_offset;
 344         unsigned long lpar_rc;
 345         int i;
 346         unsigned long dummy1, dummy2;
 347
 348         /* pick a random slot to start at */
 349         slot_offset = mftb() & 0x7;
 350
 351         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 352
 353                 /* don't remove a bolted entry */
 354                 lpar_rc = plpar_pte_remove(H_ANDCOND, hpte_group + slot_offset,
 355                                            (0x1UL << 4), &dummy1, &dummy2);
 356
 357                 if (lpar_rc == H_Success)
 358                         return i;
 359
 360                 BUG_ON(lpar_rc != H_Not_Found);
 361
 362                 slot_offset++;
 363                 slot_offset &= 0x7;
 364         }
 365
 366         return -1;
 367 }
 368
 369 static void pSeries_lpar_hptab_clear(void)
 370 {
 371         unsigned long size_bytes = 1UL << naca->pftSize;
 372         unsigned long hpte_count = size_bytes >> 4;
 373         unsigned long dummy1, dummy2;
 374         int i;
 375
 376         /* TODO: Use bulk call */
 377         for (i = 0; i < hpte_count; i++)
 378                 plpar_pte_remove(0, i, 0, &dummy1, &dummy2);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * NOTE: for updatepp ops we are fortunate that the linux "newpp" bits and
 383  * the low 3 bits of flags happen to line up.  So no transform is needed.
 384  * We can probably optimize here and assume the high bits of newpp are
 385  * already zero.  For now I am paranoid.
 386  */
 387 static long pSeries_lpar_hpte_updatepp(unsigned long slot, unsigned long newpp,
 388                                        unsigned long va, int large, int local)
 389 {
 390         unsigned long lpar_rc;
 391         unsigned long flags = (newpp & 7) | H_AVPN;
 392         unsigned long avpn = va >> 23;
 393
 394         if (large)
 395                 avpn &= ~0x1UL;
 396
 397         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, (avpn << 7));
 398
 399         if (lpar_rc == H_Not_Found)
 400                 return -1;
 401
 402         BUG_ON(lpar_rc != H_Success);
 403
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 static unsigned long pSeries_lpar_hpte_getword0(unsigned long slot)
 408 {
 409         unsigned long dword0;
 410         unsigned long lpar_rc;
 411         unsigned long dummy_word1;
 412         unsigned long flags;
 413
 414         /* Read 1 pte at a time                        */
 415         /* Do not need RPN to logical page translation */
 416         /* No cross CEC PFT access                     */
 417         flags = 0;
 418
 419         lpar_rc = plpar_pte_read(flags, slot, &dword0, &dummy_word1);
 420
 421         BUG_ON(lpar_rc != H_Success);
 422
 423         return dword0;
 424 }
 425
 426 static long pSeries_lpar_hpte_find(unsigned long vpn)
 427 {
 428         unsigned long hash;
 429         unsigned long i, j;
 430         long slot;
 431         union {
 432                 unsigned long dword0;
 433                 Hpte_dword0 dw0;
 434         } hpte_dw0;
 435         Hpte_dword0 dw0;
 436
 437         hash = hpt_hash(vpn, 0);
 438
 439         for (j = 0; j < 2; j++) {
 440                 slot = (hash & htab_data.htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 441                 for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 442                         hpte_dw0.dword0 = pSeries_lpar_hpte_getword0(slot);
 443                         dw0 = hpte_dw0.dw0;
 444
 445                         if ((dw0.avpn == (vpn >> 11)) && dw0.v &&
 446                             (dw0.h == j)) {
 447                                 /* HPTE matches */
 448                                 if (j)
 449                                         slot = -slot;
 450                                 return slot;
 451                         }
 452                         ++slot;
 453                 }
 454                 hash = ~hash;
 455         }
 456
 457         return -1;
 458 }
 459
 460 static void pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp(unsigned long newpp,
 461                                              unsigned long ea)
 462 {
 463         unsigned long lpar_rc;
 464         unsigned long vsid, va, vpn, flags;
 465         long slot;
 466
 467         vsid = get_kernel_vsid(ea);
 468         va = (vsid << 28) | (ea & 0x0fffffff);
 469         vpn = va >> PAGE_SHIFT;
 470
 471         slot = pSeries_lpar_hpte_find(vpn);
 472         BUG_ON(slot == -1);
 473
 474         flags = newpp & 3;
 475         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, 0);
 476
 477         BUG_ON(lpar_rc != H_Success);
 478 }
 479
 480 static void pSeries_lpar_hpte_invalidate(unsigned long slot, unsigned long va,
 481                                          int large, int local)
 482 {
 483         unsigned long avpn = va >> 23;
 484         unsigned long lpar_rc;
 485         unsigned long dummy1, dummy2;
 486
 487         if (large)
 488                 avpn &= ~0x1UL;
 489
 490         lpar_rc = plpar_pte_remove(H_AVPN, slot, (avpn << 7), &dummy1,
 491                                    &dummy2);
 492
 493         if (lpar_rc == H_Not_Found)
 494                 return;
 495
 496         BUG_ON(lpar_rc != H_Success);
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Take a spinlock around flushes to avoid bouncing the hypervisor tlbie
 501  * lock.
 502  */
 503 void pSeries_lpar_flush_hash_range(unsigned long context, unsigned long number,
 504                                    int local)
 505 {
 506         int i;
 507         unsigned long flags;
 508         struct ppc64_tlb_batch *batch = &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 509         int lock_tlbie = !(cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_LOCKLESS_TLBIE);
 510
 511         if (lock_tlbie)
 512                 spin_lock_irqsave(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
 513
 514         for (i = 0; i < number; i++)
 515                 flush_hash_page(context, batch->addr[i], batch->pte[i], local);
 516
 517         if (lock_tlbie)
 518                 spin_unlock_irqrestore(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
 519 }
 520
 521 void hpte_init_lpar(void)
 522 {
 523         ppc_md.hpte_invalidate  = pSeries_lpar_hpte_invalidate;
 524         ppc_md.hpte_updatepp    = pSeries_lpar_hpte_updatepp;
 525         ppc_md.hpte_updateboltedpp = pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp;
 526         ppc_md.hpte_insert      = pSeries_lpar_hpte_insert;
 527         ppc_md.hpte_remove      = pSeries_lpar_hpte_remove;
 528         ppc_md.flush_hash_range = pSeries_lpar_flush_hash_range;
 529         ppc_md.hpte_clear_all   = pSeries_lpar_hptab_clear;
 530
 531         htab_finish_init();
 532 }