This commit was manufactured by cvs2svn to create branch 'vserver'.
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / sysdev / dart_iommu.c
diff --git a/arch/powerpc/sysdev/dart_iommu.c b/arch/powerpc/sysdev/dart_iommu.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..38087bd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,355 @@
+/*
+ * arch/powerpc/sysdev/dart_iommu.c
+ *
+ * Copyright (C) 2004 Olof Johansson <olof@lixom.net>, IBM Corporation
+ * Copyright (C) 2005 Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>,
+ *                    IBM Corporation
+ *
+ * Based on pSeries_iommu.c:
+ * Copyright (C) 2001 Mike Corrigan & Dave Engebretsen, IBM Corporation
+ * Copyright (C) 2004 Olof Johansson <olof@lixom.net>, IBM Corporation
+ *
+ * Dynamic DMA mapping support, Apple U3, U4 & IBM CPC925 "DART" iommu.
+ *
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
+ */
+
+#include <linux/config.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/spinlock.h>
+#include <linux/string.h>
+#include <linux/pci.h>
+#include <linux/dma-mapping.h>
+#include <linux/vmalloc.h>
+#include <asm/io.h>
+#include <asm/prom.h>
+#include <asm/iommu.h>
+#include <asm/pci-bridge.h>
+#include <asm/machdep.h>
+#include <asm/abs_addr.h>
+#include <asm/cacheflush.h>
+#include <asm/lmb.h>
+#include <asm/ppc-pci.h>
+
+#include "dart.h"
+
+extern int iommu_is_off;
+extern int iommu_force_on;
+
+/* Physical base address and size of the DART table */
+unsigned long dart_tablebase; /* exported to htab_initialize */
+static unsigned long dart_tablesize;
+
+/* Virtual base address of the DART table */
+static u32 *dart_vbase;
+
+/* Mapped base address for the dart */
+static unsigned int __iomem *dart;
+
+/* Dummy val that entries are set to when unused */
+static unsigned int dart_emptyval;
+
+static struct iommu_table iommu_table_dart;
+static int iommu_table_dart_inited;
+static int dart_dirty;
+static int dart_is_u4;
+
+#define DBG(...)
+
+static inline void dart_tlb_invalidate_all(void)
+{
+       unsigned long l = 0;
+       unsigned int reg, inv_bit;
+       unsigned long limit;
+
+       DBG("dart: flush\n");
+
+       /* To invalidate the DART, set the DARTCNTL_FLUSHTLB bit in the
+        * control register and wait for it to clear.
+        *
+        * Gotcha: Sometimes, the DART won't detect that the bit gets
+        * set. If so, clear it and set it again.
+        */
+
+       limit = 0;
+
+       inv_bit = dart_is_u4 ? DART_CNTL_U4_FLUSHTLB : DART_CNTL_U3_FLUSHTLB;
+retry:
+       l = 0;
+       reg = DART_IN(DART_CNTL);
+       reg |= inv_bit;
+       DART_OUT(DART_CNTL, reg);
+
+       while ((DART_IN(DART_CNTL) & inv_bit) && l < (1L << limit))
+               l++;
+       if (l == (1L << limit)) {
+               if (limit < 4) {
+                       limit++;
+                       reg = DART_IN(DART_CNTL);
+                       reg &= ~inv_bit;
+                       DART_OUT(DART_CNTL, reg);
+                       goto retry;
+               } else
+                       panic("DART: TLB did not flush after waiting a long "
+                             "time. Buggy U3 ?");
+       }
+}
+
+static void dart_flush(struct iommu_table *tbl)
+{
+       if (dart_dirty)
+               dart_tlb_invalidate_all();
+       dart_dirty = 0;
+}
+
+static void dart_build(struct iommu_table *tbl, long index,
+                      long npages, unsigned long uaddr,
+                      enum dma_data_direction direction)
+{
+       unsigned int *dp;
+       unsigned int rpn;
+
+       DBG("dart: build at: %lx, %lx, addr: %x\n", index, npages, uaddr);
+
+       index <<= DART_PAGE_FACTOR;
+       npages <<= DART_PAGE_FACTOR;
+
+       dp = ((unsigned int*)tbl->it_base) + index;
+
+       /* On U3, all memory is contigous, so we can move this
+        * out of the loop.
+        */
+       while (npages--) {
+               rpn = virt_to_abs(uaddr) >> DART_PAGE_SHIFT;
+
+               *(dp++) = DARTMAP_VALID | (rpn & DARTMAP_RPNMASK);
+
+               uaddr += DART_PAGE_SIZE;
+       }
+
+       dart_dirty = 1;
+}
+
+
+static void dart_free(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
+{
+       unsigned int *dp;
+
+       /* We don't worry about flushing the TLB cache. The only drawback of
+        * not doing it is that we won't catch buggy device drivers doing
+        * bad DMAs, but then no 32-bit architecture ever does either.
+        */
+
+       DBG("dart: free at: %lx, %lx\n", index, npages);
+
+       index <<= DART_PAGE_FACTOR;
+       npages <<= DART_PAGE_FACTOR;
+
+       dp  = ((unsigned int *)tbl->it_base) + index;
+
+       while (npages--)
+               *(dp++) = dart_emptyval;
+}
+
+
+static int dart_init(struct device_node *dart_node)
+{
+       unsigned int i;
+       unsigned long tmp, base, size;
+       struct resource r;
+
+       if (dart_tablebase == 0 || dart_tablesize == 0) {
+               printk(KERN_INFO "DART: table not allocated, using "
+                      "direct DMA\n");
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       if (of_address_to_resource(dart_node, 0, &r))
+               panic("DART: can't get register base ! ");
+
+       /* Make sure nothing from the DART range remains in the CPU cache
+        * from a previous mapping that existed before the kernel took
+        * over
+        */
+       flush_dcache_phys_range(dart_tablebase,
+                               dart_tablebase + dart_tablesize);
+
+       /* Allocate a spare page to map all invalid DART pages. We need to do
+        * that to work around what looks like a problem with the HT bridge
+        * prefetching into invalid pages and corrupting data
+        */
+       tmp = lmb_alloc(DART_PAGE_SIZE, DART_PAGE_SIZE);
+       dart_emptyval = DARTMAP_VALID | ((tmp >> DART_PAGE_SHIFT) &
+                                        DARTMAP_RPNMASK);
+
+       /* Map in DART registers */
+       dart = ioremap(r.start, r.end - r.start + 1);
+       if (dart == NULL)
+               panic("DART: Cannot map registers!");
+
+       /* Map in DART table */
+       dart_vbase = ioremap(virt_to_abs(dart_tablebase), dart_tablesize);
+
+       /* Fill initial table */
+       for (i = 0; i < dart_tablesize/4; i++)
+               dart_vbase[i] = dart_emptyval;
+
+       /* Initialize DART with table base and enable it. */
+       base = dart_tablebase >> DART_PAGE_SHIFT;
+       size = dart_tablesize >> DART_PAGE_SHIFT;
+       if (dart_is_u4) {
+               size &= DART_SIZE_U4_SIZE_MASK;
+               DART_OUT(DART_BASE_U4, base);
+               DART_OUT(DART_SIZE_U4, size);
+               DART_OUT(DART_CNTL, DART_CNTL_U4_ENABLE);
+       } else {
+               size &= DART_CNTL_U3_SIZE_MASK;
+               DART_OUT(DART_CNTL,
+                        DART_CNTL_U3_ENABLE |
+                        (base << DART_CNTL_U3_BASE_SHIFT) |
+                        (size << DART_CNTL_U3_SIZE_SHIFT));
+       }
+
+       /* Invalidate DART to get rid of possible stale TLBs */
+       dart_tlb_invalidate_all();
+
+       printk(KERN_INFO "DART IOMMU initialized for %s type chipset\n",
+              dart_is_u4 ? "U4" : "U3");
+
+       return 0;
+}
+
+static void iommu_table_dart_setup(void)
+{
+       iommu_table_dart.it_busno = 0;
+       iommu_table_dart.it_offset = 0;
+       /* it_size is in number of entries */
+       iommu_table_dart.it_size = (dart_tablesize / sizeof(u32)) >> DART_PAGE_FACTOR;
+
+       /* Initialize the common IOMMU code */
+       iommu_table_dart.it_base = (unsigned long)dart_vbase;
+       iommu_table_dart.it_index = 0;
+       iommu_table_dart.it_blocksize = 1;
+       iommu_init_table(&iommu_table_dart);
+
+       /* Reserve the last page of the DART to avoid possible prefetch
+        * past the DART mapped area
+        */
+       set_bit(iommu_table_dart.it_size - 1, iommu_table_dart.it_map);
+}
+
+static void iommu_dev_setup_dart(struct pci_dev *dev)
+{
+       struct device_node *dn;
+
+       /* We only have one iommu table on the mac for now, which makes
+        * things simple. Setup all PCI devices to point to this table
+        *
+        * We must use pci_device_to_OF_node() to make sure that
+        * we get the real "final" pointer to the device in the
+        * pci_dev sysdata and not the temporary PHB one
+        */
+       dn = pci_device_to_OF_node(dev);
+
+       if (dn)
+               PCI_DN(dn)->iommu_table = &iommu_table_dart;
+}
+
+static void iommu_bus_setup_dart(struct pci_bus *bus)
+{
+       struct device_node *dn;
+
+       if (!iommu_table_dart_inited) {
+               iommu_table_dart_inited = 1;
+               iommu_table_dart_setup();
+       }
+
+       dn = pci_bus_to_OF_node(bus);
+
+       if (dn)
+               PCI_DN(dn)->iommu_table = &iommu_table_dart;
+}
+
+static void iommu_dev_setup_null(struct pci_dev *dev) { }
+static void iommu_bus_setup_null(struct pci_bus *bus) { }
+
+void iommu_init_early_dart(void)
+{
+       struct device_node *dn;
+
+       /* Find the DART in the device-tree */
+       dn = of_find_compatible_node(NULL, "dart", "u3-dart");
+       if (dn == NULL) {
+               dn = of_find_compatible_node(NULL, "dart", "u4-dart");
+               if (dn == NULL)
+                       goto bail;
+               dart_is_u4 = 1;
+       }
+
+       /* Setup low level TCE operations for the core IOMMU code */
+       ppc_md.tce_build = dart_build;
+       ppc_md.tce_free  = dart_free;
+       ppc_md.tce_flush = dart_flush;
+
+       /* Initialize the DART HW */
+       if (dart_init(dn) == 0) {
+               ppc_md.iommu_dev_setup = iommu_dev_setup_dart;
+               ppc_md.iommu_bus_setup = iommu_bus_setup_dart;
+
+               /* Setup pci_dma ops */
+               pci_iommu_init();
+
+               return;
+       }
+
+ bail:
+       /* If init failed, use direct iommu and null setup functions */
+       ppc_md.iommu_dev_setup = iommu_dev_setup_null;
+       ppc_md.iommu_bus_setup = iommu_bus_setup_null;
+
+       /* Setup pci_dma ops */
+       pci_direct_iommu_init();
+}
+
+
+void __init alloc_dart_table(void)
+{
+       /* Only reserve DART space if machine has more than 1GB of RAM
+        * or if requested with iommu=on on cmdline.
+        *
+        * 1GB of RAM is picked as limit because some default devices
+        * (i.e. Airport Extreme) have 30 bit address range limits.
+        */
+
+       if (iommu_is_off)
+               return;
+
+       if (!iommu_force_on && lmb_end_of_DRAM() <= 0x40000000ull)
+               return;
+
+       /* 512 pages (2MB) is max DART tablesize. */
+       dart_tablesize = 1UL << 21;
+       /* 16MB (1 << 24) alignment. We allocate a full 16Mb chuck since we
+        * will blow up an entire large page anyway in the kernel mapping
+        */
+       dart_tablebase = (unsigned long)
+               abs_to_virt(lmb_alloc_base(1UL<<24, 1UL<<24, 0x80000000L));
+
+       printk(KERN_INFO "DART table allocated at: %lx\n", dart_tablebase);
+}