vserver 1.9.3
[linux-2.6.git] / arch / ia64 / hp / common / sba_iommu.c
1 /*
2 **  IA64 System Bus Adapter (SBA) I/O MMU manager
3 **
4 **      (c) Copyright 2002-2004 Alex Williamson
5 **      (c) Copyright 2002-2003 Grant Grundler
6 **      (c) Copyright 2002-2004 Hewlett-Packard Company
7 **
8 **      Portions (c) 2000 Grant Grundler (from parisc I/O MMU code)
9 **      Portions (c) 1999 Dave S. Miller (from sparc64 I/O MMU code)
10 **
11 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
13 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
14 **      (at your option) any later version.
15 **
16 **
17 ** This module initializes the IOC (I/O Controller) found on HP
18 ** McKinley machines and their successors.
19 **
20 */
21
22 #include <linux/config.h>
23 #include <linux/types.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/spinlock.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/string.h>
31 #include <linux/pci.h>
32 #include <linux/proc_fs.h>
33 #include <linux/seq_file.h>
34 #include <linux/acpi.h>
35 #include <linux/efi.h>
36
37 #include <asm/delay.h>          /* ia64_get_itc() */
38 #include <asm/io.h>
39 #include <asm/page.h>           /* PAGE_OFFSET */
40 #include <asm/dma.h>
41 #include <asm/system.h>         /* wmb() */
42 #include <asm/bitops.h>         /* hweight64() */
43
44 #include <asm/acpi-ext.h>
45
46 #define PFX "IOC: "
47
48 /*
49 ** Enabling timing search of the pdir resource map.  Output in /proc.
50 ** Disabled by default to optimize performance.
51 */
52 #undef PDIR_SEARCH_TIMING
53
54 /*
55 ** This option allows cards capable of 64bit DMA to bypass the IOMMU.  If
56 ** not defined, all DMA will be 32bit and go through the TLB.
57 ** There's potentially a conflict in the bio merge code with us
58 ** advertising an iommu, but then bypassing it.  Since I/O MMU bypassing
59 ** appears to give more performance than bio-level virtual merging, we'll
60 ** do the former for now.  NOTE: BYPASS_SG also needs to be undef'd to
61 ** completely restrict DMA to the IOMMU.
62 */
63 #define ALLOW_IOV_BYPASS
64
65 /*
66 ** This option specifically allows/disallows bypassing scatterlists with
67 ** multiple entries.  Coalescing these entries can allow better DMA streaming
68 ** and in some cases shows better performance than entirely bypassing the
69 ** IOMMU.  Performance increase on the order of 1-2% sequential output/input
70 ** using bonnie++ on a RAID0 MD device (sym2 & mpt).
71 */
72 #undef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
73
74 /*
75 ** If a device prefetches beyond the end of a valid pdir entry, it will cause
76 ** a hard failure, ie. MCA.  Version 3.0 and later of the zx1 LBA should
77 ** disconnect on 4k boundaries and prevent such issues.  If the device is
78 ** particularly agressive, this option will keep the entire pdir valid such
79 ** that prefetching will hit a valid address.  This could severely impact
80 ** error containment, and is therefore off by default.  The page that is
81 ** used for spill-over is poisoned, so that should help debugging somewhat.
82 */
83 #undef FULL_VALID_PDIR
84
85 #define ENABLE_MARK_CLEAN
86
87 /*
88 ** The number of debug flags is a clue - this code is fragile.  NOTE: since
89 ** tightening the use of res_lock the resource bitmap and actual pdir are no
90 ** longer guaranteed to stay in sync.  The sanity checking code isn't going to
91 ** like that.
92 */
93 #undef DEBUG_SBA_INIT
94 #undef DEBUG_SBA_RUN
95 #undef DEBUG_SBA_RUN_SG
96 #undef DEBUG_SBA_RESOURCE
97 #undef ASSERT_PDIR_SANITY
98 #undef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
99 #undef DEBUG_BYPASS
100
101 #if defined(FULL_VALID_PDIR) && defined(ASSERT_PDIR_SANITY)
102 #error FULL_VALID_PDIR and ASSERT_PDIR_SANITY are mutually exclusive
103 #endif
104
105 #define SBA_INLINE      __inline__
106 /* #define SBA_INLINE */
107
108 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
109 #define DBG_INIT(x...)  printk(x)
110 #else
111 #define DBG_INIT(x...)
112 #endif
113
114 #ifdef DEBUG_SBA_RUN
115 #define DBG_RUN(x...)   printk(x)
116 #else
117 #define DBG_RUN(x...)
118 #endif
119
120 #ifdef DEBUG_SBA_RUN_SG
121 #define DBG_RUN_SG(x...)        printk(x)
122 #else
123 #define DBG_RUN_SG(x...)
124 #endif
125
126
127 #ifdef DEBUG_SBA_RESOURCE
128 #define DBG_RES(x...)   printk(x)
129 #else
130 #define DBG_RES(x...)
131 #endif
132
133 #ifdef DEBUG_BYPASS
134 #define DBG_BYPASS(x...)        printk(x)
135 #else
136 #define DBG_BYPASS(x...)
137 #endif
138
139 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
140 #define ASSERT(expr) \
141         if(!(expr)) { \
142                 printk( "\n" __FILE__ ":%d: Assertion " #expr " failed!\n",__LINE__); \
143                 panic(#expr); \
144         }
145 #else
146 #define ASSERT(expr)
147 #endif
148
149 /*
150 ** The number of pdir entries to "free" before issuing
151 ** a read to PCOM register to flush out PCOM writes.
152 ** Interacts with allocation granularity (ie 4 or 8 entries
153 ** allocated and free'd/purged at a time might make this
154 ** less interesting).
155 */
156 #define DELAYED_RESOURCE_CNT    64
157
158 #define ZX1_IOC_ID      ((PCI_DEVICE_ID_HP_ZX1_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
159 #define REO_IOC_ID      ((PCI_DEVICE_ID_HP_REO_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
160 #define SX1000_IOC_ID   ((PCI_DEVICE_ID_HP_SX1000_IOC << 16) | PCI_VENDOR_ID_HP)
161
162 #define ZX1_IOC_OFFSET  0x1000  /* ACPI reports SBA, we want IOC */
163
164 #define IOC_FUNC_ID     0x000
165 #define IOC_FCLASS      0x008   /* function class, bist, header, rev... */
166 #define IOC_IBASE       0x300   /* IO TLB */
167 #define IOC_IMASK       0x308
168 #define IOC_PCOM        0x310
169 #define IOC_TCNFG       0x318
170 #define IOC_PDIR_BASE   0x320
171
172 #define IOC_ROPE0_CFG   0x500
173 #define   IOC_ROPE_AO     0x10  /* Allow "Relaxed Ordering" */
174
175
176 /* AGP GART driver looks for this */
177 #define ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE    0x0000badbadc0ffeeUL
178
179 /*
180 ** The zx1 IOC supports 4/8/16/64KB page sizes (see TCNFG register)
181 **
182 ** Some IOCs (sx1000) can run at the above pages sizes, but are
183 ** really only supported using the IOC at a 4k page size.
184 **
185 ** iovp_size could only be greater than PAGE_SIZE if we are
186 ** confident the drivers really only touch the next physical
187 ** page iff that driver instance owns it.
188 */
189 static unsigned long iovp_size;
190 static unsigned long iovp_shift;
191 static unsigned long iovp_mask;
192
193 struct ioc {
194         void __iomem    *ioc_hpa;       /* I/O MMU base address */
195         char            *res_map;       /* resource map, bit == pdir entry */
196         u64             *pdir_base;     /* physical base address */
197         unsigned long   ibase;          /* pdir IOV Space base */
198         unsigned long   imask;          /* pdir IOV Space mask */
199
200         unsigned long   *res_hint;      /* next avail IOVP - circular search */
201         unsigned long   dma_mask;
202         spinlock_t      res_lock;       /* protects the resource bitmap, but must be held when */
203                                         /* clearing pdir to prevent races with allocations. */
204         unsigned int    res_bitshift;   /* from the RIGHT! */
205         unsigned int    res_size;       /* size of resource map in bytes */
206 #ifdef CONFIG_NUMA
207         unsigned int    node;           /* node where this IOC lives */
208 #endif
209 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
210         spinlock_t      saved_lock;     /* may want to try to get this on a separate cacheline */
211                                         /* than res_lock for bigger systems. */
212         int             saved_cnt;
213         struct sba_dma_pair {
214                 dma_addr_t      iova;
215                 size_t          size;
216         } saved[DELAYED_RESOURCE_CNT];
217 #endif
218
219 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
220 #define SBA_SEARCH_SAMPLE       0x100
221         unsigned long avg_search[SBA_SEARCH_SAMPLE];
222         unsigned long avg_idx;  /* current index into avg_search */
223 #endif
224
225         /* Stuff we don't need in performance path */
226         struct ioc      *next;          /* list of IOC's in system */
227         acpi_handle     handle;         /* for multiple IOC's */
228         const char      *name;
229         unsigned int    func_id;
230         unsigned int    rev;            /* HW revision of chip */
231         u32             iov_size;
232         unsigned int    pdir_size;      /* in bytes, determined by IOV Space size */
233         struct pci_dev  *sac_only_dev;
234 };
235
236 static struct ioc *ioc_list;
237 static int reserve_sba_gart = 1;
238
239 static SBA_INLINE void sba_mark_invalid(struct ioc *, dma_addr_t, size_t);
240 static SBA_INLINE void sba_free_range(struct ioc *, dma_addr_t, size_t);
241
242 #define sba_sg_address(sg)      (page_address((sg)->page) + (sg)->offset)
243
244 #ifdef FULL_VALID_PDIR
245 static u64 prefetch_spill_page;
246 #endif
247
248 #ifdef CONFIG_PCI
249 # define GET_IOC(dev)   (((dev)->bus == &pci_bus_type)                                          \
250                          ? ((struct ioc *) PCI_CONTROLLER(to_pci_dev(dev))->iommu) : NULL)
251 #else
252 # define GET_IOC(dev)   NULL
253 #endif
254
255 /*
256 ** DMA_CHUNK_SIZE is used by the SCSI mid-layer to break up
257 ** (or rather not merge) DMA's into managable chunks.
258 ** On parisc, this is more of the software/tuning constraint
259 ** rather than the HW. I/O MMU allocation alogorithms can be
260 ** faster with smaller size is (to some degree).
261 */
262 #define DMA_CHUNK_SIZE  (BITS_PER_LONG*iovp_size)
263
264 #define ROUNDUP(x,y) ((x + ((y)-1)) & ~((y)-1))
265
266 /************************************
267 ** SBA register read and write support
268 **
269 ** BE WARNED: register writes are posted.
270 **  (ie follow writes which must reach HW with a read)
271 **
272 */
273 #define READ_REG(addr)       __raw_readq(addr)
274 #define WRITE_REG(val, addr) __raw_writeq(val, addr)
275
276 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
277
278 /**
279  * sba_dump_tlb - debugging only - print IOMMU operating parameters
280  * @hpa: base address of the IOMMU
281  *
282  * Print the size/location of the IO MMU PDIR.
283  */
284 static void
285 sba_dump_tlb(char *hpa)
286 {
287         DBG_INIT("IO TLB at 0x%p\n", (void *)hpa);
288         DBG_INIT("IOC_IBASE    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_IBASE));
289         DBG_INIT("IOC_IMASK    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_IMASK));
290         DBG_INIT("IOC_TCNFG    : %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_TCNFG));
291         DBG_INIT("IOC_PDIR_BASE: %016lx\n", READ_REG(hpa+IOC_PDIR_BASE));
292         DBG_INIT("\n");
293 }
294 #endif
295
296
297 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
298
299 /**
300  * sba_dump_pdir_entry - debugging only - print one IOMMU PDIR entry
301  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
302  * @msg: text to print ont the output line.
303  * @pide: pdir index.
304  *
305  * Print one entry of the IO MMU PDIR in human readable form.
306  */
307 static void
308 sba_dump_pdir_entry(struct ioc *ioc, char *msg, uint pide)
309 {
310         /* start printing from lowest pde in rval */
311         u64 *ptr = &ioc->pdir_base[pide  & ~(BITS_PER_LONG - 1)];
312         unsigned long *rptr = (unsigned long *) &ioc->res_map[(pide >>3) & -sizeof(unsigned long)];
313         uint rcnt;
314
315         printk(KERN_DEBUG "SBA: %s rp %p bit %d rval 0x%lx\n",
316                  msg, rptr, pide & (BITS_PER_LONG - 1), *rptr);
317
318         rcnt = 0;
319         while (rcnt < BITS_PER_LONG) {
320                 printk(KERN_DEBUG "%s %2d %p %016Lx\n",
321                        (rcnt == (pide & (BITS_PER_LONG - 1)))
322                        ? "    -->" : "       ",
323                        rcnt, ptr, (unsigned long long) *ptr );
324                 rcnt++;
325                 ptr++;
326         }
327         printk(KERN_DEBUG "%s", msg);
328 }
329
330
331 /**
332  * sba_check_pdir - debugging only - consistency checker
333  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
334  * @msg: text to print ont the output line.
335  *
336  * Verify the resource map and pdir state is consistent
337  */
338 static int
339 sba_check_pdir(struct ioc *ioc, char *msg)
340 {
341         u64 *rptr_end = (u64 *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
342         u64 *rptr = (u64 *) ioc->res_map;       /* resource map ptr */
343         u64 *pptr = ioc->pdir_base;     /* pdir ptr */
344         uint pide = 0;
345
346         while (rptr < rptr_end) {
347                 u64 rval;
348                 int rcnt; /* number of bits we might check */
349
350                 rval = *rptr;
351                 rcnt = 64;
352
353                 while (rcnt) {
354                         /* Get last byte and highest bit from that */
355                         u32 pde = ((u32)((*pptr >> (63)) & 0x1));
356                         if ((rval & 0x1) ^ pde)
357                         {
358                                 /*
359                                 ** BUMMER!  -- res_map != pdir --
360                                 ** Dump rval and matching pdir entries
361                                 */
362                                 sba_dump_pdir_entry(ioc, msg, pide);
363                                 return(1);
364                         }
365                         rcnt--;
366                         rval >>= 1;     /* try the next bit */
367                         pptr++;
368                         pide++;
369                 }
370                 rptr++; /* look at next word of res_map */
371         }
372         /* It'd be nice if we always got here :^) */
373         return 0;
374 }
375
376
377 /**
378  * sba_dump_sg - debugging only - print Scatter-Gather list
379  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
380  * @startsg: head of the SG list
381  * @nents: number of entries in SG list
382  *
383  * print the SG list so we can verify it's correct by hand.
384  */
385 static void
386 sba_dump_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
387 {
388         while (nents-- > 0) {
389                 printk(KERN_DEBUG " %d : DMA %08lx/%05x CPU %p\n", nents,
390                        startsg->dma_address, startsg->dma_length,
391                        sba_sg_address(startsg));
392                 startsg++;
393         }
394 }
395
396 static void
397 sba_check_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
398 {
399         struct scatterlist *the_sg = startsg;
400         int the_nents = nents;
401
402         while (the_nents-- > 0) {
403                 if (sba_sg_address(the_sg) == 0x0UL)
404                         sba_dump_sg(NULL, startsg, nents);
405                 the_sg++;
406         }
407 }
408
409 #endif /* ASSERT_PDIR_SANITY */
410
411
412
413
414 /**************************************************************
415 *
416 *   I/O Pdir Resource Management
417 *
418 *   Bits set in the resource map are in use.
419 *   Each bit can represent a number of pages.
420 *   LSbs represent lower addresses (IOVA's).
421 *
422 ***************************************************************/
423 #define PAGES_PER_RANGE 1       /* could increase this to 4 or 8 if needed */
424
425 /* Convert from IOVP to IOVA and vice versa. */
426 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset) ((ioc->ibase) | (iovp) | (offset))
427 #define SBA_IOVP(ioc,iova) ((iova) & ~(ioc->ibase))
428
429 #define PDIR_ENTRY_SIZE sizeof(u64)
430
431 #define PDIR_INDEX(iovp)   ((iovp)>>iovp_shift)
432
433 #define RESMAP_MASK(n)    ~(~0UL << (n))
434 #define RESMAP_IDX_MASK   (sizeof(unsigned long) - 1)
435
436
437 /**
438  * For most cases the normal get_order is sufficient, however it limits us
439  * to PAGE_SIZE being the minimum mapping alignment and TC flush granularity.
440  * It only incurs about 1 clock cycle to use this one with the static variable
441  * and makes the code more intuitive.
442  */
443 static SBA_INLINE int
444 get_iovp_order (unsigned long size)
445 {
446         long double d = size - 1;
447         long order;
448
449         order = ia64_getf_exp(d);
450         order = order - iovp_shift - 0xffff + 1;
451         if (order < 0)
452                 order = 0;
453         return order;
454 }
455
456 /**
457  * sba_search_bitmap - find free space in IO PDIR resource bitmap
458  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
459  * @bits_wanted: number of entries we need.
460  *
461  * Find consecutive free bits in resource bitmap.
462  * Each bit represents one entry in the IO Pdir.
463  * Cool perf optimization: search for log2(size) bits at a time.
464  */
465 static SBA_INLINE unsigned long
466 sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, unsigned long bits_wanted)
467 {
468         unsigned long *res_ptr = ioc->res_hint;
469         unsigned long *res_end = (unsigned long *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
470         unsigned long pide = ~0UL;
471
472         ASSERT(((unsigned long) ioc->res_hint & (sizeof(unsigned long) - 1UL)) == 0);
473         ASSERT(res_ptr < res_end);
474
475         /*
476          * N.B.  REO/Grande defect AR2305 can cause TLB fetch timeouts
477          * if a TLB entry is purged while in use.  sba_mark_invalid()
478          * purges IOTLB entries in power-of-two sizes, so we also
479          * allocate IOVA space in power-of-two sizes.
480          */
481         bits_wanted = 1UL << get_iovp_order(bits_wanted << PAGE_SHIFT);
482
483         if (likely(bits_wanted == 1)) {
484                 unsigned int bitshiftcnt;
485                 for(; res_ptr < res_end ; res_ptr++) {
486                         if (likely(*res_ptr != ~0UL)) {
487                                 bitshiftcnt = ffz(*res_ptr);
488                                 *res_ptr |= (1UL << bitshiftcnt);
489                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
490                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
491                                 pide += bitshiftcnt;
492                                 ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
493                                 goto found_it;
494                         }
495                 }
496                 goto not_found;
497
498         }
499         
500         if (likely(bits_wanted <= BITS_PER_LONG/2)) {
501                 /*
502                 ** Search the resource bit map on well-aligned values.
503                 ** "o" is the alignment.
504                 ** We need the alignment to invalidate I/O TLB using
505                 ** SBA HW features in the unmap path.
506                 */
507                 unsigned long o = 1 << get_iovp_order(bits_wanted << iovp_shift);
508                 uint bitshiftcnt = ROUNDUP(ioc->res_bitshift, o);
509                 unsigned long mask, base_mask;
510
511                 base_mask = RESMAP_MASK(bits_wanted);
512                 mask = base_mask << bitshiftcnt;
513
514                 DBG_RES("%s() o %ld %p", __FUNCTION__, o, res_ptr);
515                 for(; res_ptr < res_end ; res_ptr++)
516                 { 
517                         DBG_RES("    %p %lx %lx\n", res_ptr, mask, *res_ptr);
518                         ASSERT(0 != mask);
519                         for (; mask ; mask <<= o, bitshiftcnt += o) {
520                                 if(0 == ((*res_ptr) & mask)) {
521                                         *res_ptr |= mask;     /* mark resources busy! */
522                                         pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
523                                         pide <<= 3;     /* convert to bit address */
524                                         pide += bitshiftcnt;
525                                         ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
526                                         goto found_it;
527                                 }
528                         }
529
530                         bitshiftcnt = 0;
531                         mask = base_mask;
532
533                 }
534
535         } else {
536                 int qwords, bits, i;
537                 unsigned long *end;
538
539                 qwords = bits_wanted >> 6; /* /64 */
540                 bits = bits_wanted - (qwords * BITS_PER_LONG);
541
542                 end = res_end - qwords;
543
544                 for (; res_ptr < end; res_ptr++) {
545                         for (i = 0 ; i < qwords ; i++) {
546                                 if (res_ptr[i] != 0)
547                                         goto next_ptr;
548                         }
549                         if (bits && res_ptr[i] && (__ffs(res_ptr[i]) < bits))
550                                 continue;
551
552                         /* Found it, mark it */
553                         for (i = 0 ; i < qwords ; i++)
554                                 res_ptr[i] = ~0UL;
555                         res_ptr[i] |= RESMAP_MASK(bits);
556
557                         pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
558                         pide <<= 3;     /* convert to bit address */
559                         res_ptr += qwords;
560                         ioc->res_bitshift = bits;
561                         goto found_it;
562 next_ptr:
563                         ;
564                 }
565         }
566
567 not_found:
568         prefetch(ioc->res_map);
569         ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
570         ioc->res_bitshift = 0;
571         return (pide);
572
573 found_it:
574         ioc->res_hint = res_ptr;
575         return (pide);
576 }
577
578
579 /**
580  * sba_alloc_range - find free bits and mark them in IO PDIR resource bitmap
581  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
582  * @size: number of bytes to create a mapping for
583  *
584  * Given a size, find consecutive unmarked and then mark those bits in the
585  * resource bit map.
586  */
587 static int
588 sba_alloc_range(struct ioc *ioc, size_t size)
589 {
590         unsigned int pages_needed = size >> iovp_shift;
591 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
592         unsigned long itc_start;
593 #endif
594         unsigned long pide;
595         unsigned long flags;
596
597         ASSERT(pages_needed);
598         ASSERT(0 == (size & ~iovp_mask));
599
600         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
601
602 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
603         itc_start = ia64_get_itc();
604 #endif
605         /*
606         ** "seek and ye shall find"...praying never hurts either...
607         */
608         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
609         if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3))) {
610                 pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
611                 if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3))) {
612 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
613                         /*
614                         ** With delayed resource freeing, we can give this one more shot.  We're
615                         ** getting close to being in trouble here, so do what we can to make this
616                         ** one count.
617                         */
618                         spin_lock(&ioc->saved_lock);
619                         if (ioc->saved_cnt > 0) {
620                                 struct sba_dma_pair *d;
621                                 int cnt = ioc->saved_cnt;
622
623                                 d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt]);
624
625                                 while (cnt--) {
626                                         sba_mark_invalid(ioc, d->iova, d->size);
627                                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
628                                         d--;
629                                 }
630                                 ioc->saved_cnt = 0;
631                                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
632                         }
633                         spin_unlock(&ioc->saved_lock);
634
635                         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
636                         if (unlikely(pide >= (ioc->res_size << 3)))
637                                 panic(__FILE__ ": I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
638                                       ioc->ioc_hpa);
639 #else
640                         panic(__FILE__ ": I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
641                               ioc->ioc_hpa);
642 #endif
643                 }
644         }
645
646 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
647         ioc->avg_search[ioc->avg_idx++] = (ia64_get_itc() - itc_start) / pages_needed;
648         ioc->avg_idx &= SBA_SEARCH_SAMPLE - 1;
649 #endif
650
651         prefetchw(&(ioc->pdir_base[pide]));
652
653 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
654         /* verify the first enable bit is clear */
655         if(0x00 != ((u8 *) ioc->pdir_base)[pide*PDIR_ENTRY_SIZE + 7]) {
656                 sba_dump_pdir_entry(ioc, "sba_search_bitmap() botched it?", pide);
657         }
658 #endif
659
660         DBG_RES("%s(%x) %d -> %lx hint %x/%x\n",
661                 __FUNCTION__, size, pages_needed, pide,
662                 (uint) ((unsigned long) ioc->res_hint - (unsigned long) ioc->res_map),
663                 ioc->res_bitshift );
664
665         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
666
667         return (pide);
668 }
669
670
671 /**
672  * sba_free_range - unmark bits in IO PDIR resource bitmap
673  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
674  * @iova: IO virtual address which was previously allocated.
675  * @size: number of bytes to create a mapping for
676  *
677  * clear bits in the ioc's resource map
678  */
679 static SBA_INLINE void
680 sba_free_range(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t size)
681 {
682         unsigned long iovp = SBA_IOVP(ioc, iova);
683         unsigned int pide = PDIR_INDEX(iovp);
684         unsigned int ridx = pide >> 3;  /* convert bit to byte address */
685         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *) &((ioc)->res_map[ridx & ~RESMAP_IDX_MASK]);
686         int bits_not_wanted = size >> iovp_shift;
687         unsigned long m;
688
689         /* Round up to power-of-two size: see AR2305 note above */
690         bits_not_wanted = 1UL << get_iovp_order(bits_not_wanted << PAGE_SHIFT);
691         for (; bits_not_wanted > 0 ; res_ptr++) {
692                 
693                 if (unlikely(bits_not_wanted > BITS_PER_LONG)) {
694
695                         /* these mappings start 64bit aligned */
696                         *res_ptr = 0UL;
697                         bits_not_wanted -= BITS_PER_LONG;
698                         pide += BITS_PER_LONG;
699
700                 } else {
701
702                         /* 3-bits "bit" address plus 2 (or 3) bits for "byte" == bit in word */
703                         m = RESMAP_MASK(bits_not_wanted) << (pide & (BITS_PER_LONG - 1));
704                         bits_not_wanted = 0;
705
706                         DBG_RES("%s( ,%x,%x) %x/%lx %x %p %lx\n", __FUNCTION__, (uint) iova, size,
707                                 bits_not_wanted, m, pide, res_ptr, *res_ptr);
708
709                         ASSERT(m != 0);
710                         ASSERT(bits_not_wanted);
711                         ASSERT((*res_ptr & m) == m); /* verify same bits are set */
712                         *res_ptr &= ~m;
713                 }
714         }
715 }
716
717
718 /**************************************************************
719 *
720 *   "Dynamic DMA Mapping" support (aka "Coherent I/O")
721 *
722 ***************************************************************/
723
724 /**
725  * sba_io_pdir_entry - fill in one IO PDIR entry
726  * @pdir_ptr:  pointer to IO PDIR entry
727  * @vba: Virtual CPU address of buffer to map
728  *
729  * SBA Mapping Routine
730  *
731  * Given a virtual address (vba, arg1) sba_io_pdir_entry()
732  * loads the I/O PDIR entry pointed to by pdir_ptr (arg0).
733  * Each IO Pdir entry consists of 8 bytes as shown below
734  * (LSB == bit 0):
735  *
736  *  63                    40                                 11    7        0
737  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
738  * |V|        U            |            PPN[39:12]            | U  |   FF   |
739  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
740  *
741  *  V  == Valid Bit
742  *  U  == Unused
743  * PPN == Physical Page Number
744  *
745  * The physical address fields are filled with the results of virt_to_phys()
746  * on the vba.
747  */
748
749 #if 1
750 #define sba_io_pdir_entry(pdir_ptr, vba) *pdir_ptr = ((vba & ~0xE000000000000FFFULL)    \
751                                                       | 0x8000000000000000ULL)
752 #else
753 void SBA_INLINE
754 sba_io_pdir_entry(u64 *pdir_ptr, unsigned long vba)
755 {
756         *pdir_ptr = ((vba & ~0xE000000000000FFFULL) | 0x80000000000000FFULL);
757 }
758 #endif
759
760 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
761 /**
762  * Since DMA is i-cache coherent, any (complete) pages that were written via
763  * DMA can be marked as "clean" so that update_mmu_cache() doesn't have to
764  * flush them when they get mapped into an executable vm-area.
765  */
766 static void
767 mark_clean (void *addr, size_t size)
768 {
769         unsigned long pg_addr, end;
770
771         pg_addr = PAGE_ALIGN((unsigned long) addr);
772         end = (unsigned long) addr + size;
773         while (pg_addr + PAGE_SIZE <= end) {
774                 struct page *page = virt_to_page((void *)pg_addr);
775                 set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
776                 pg_addr += PAGE_SIZE;
777         }
778 }
779 #endif
780
781 /**
782  * sba_mark_invalid - invalidate one or more IO PDIR entries
783  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
784  * @iova:  IO Virtual Address mapped earlier
785  * @byte_cnt:  number of bytes this mapping covers.
786  *
787  * Marking the IO PDIR entry(ies) as Invalid and invalidate
788  * corresponding IO TLB entry. The PCOM (Purge Command Register)
789  * is to purge stale entries in the IO TLB when unmapping entries.
790  *
791  * The PCOM register supports purging of multiple pages, with a minium
792  * of 1 page and a maximum of 2GB. Hardware requires the address be
793  * aligned to the size of the range being purged. The size of the range
794  * must be a power of 2. The "Cool perf optimization" in the
795  * allocation routine helps keep that true.
796  */
797 static SBA_INLINE void
798 sba_mark_invalid(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t byte_cnt)
799 {
800         u32 iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
801
802         int off = PDIR_INDEX(iovp);
803
804         /* Must be non-zero and rounded up */
805         ASSERT(byte_cnt > 0);
806         ASSERT(0 == (byte_cnt & ~iovp_mask));
807
808 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
809         /* Assert first pdir entry is set */
810         if (!(ioc->pdir_base[off] >> 60)) {
811                 sba_dump_pdir_entry(ioc,"sba_mark_invalid()", PDIR_INDEX(iovp));
812         }
813 #endif
814
815         if (byte_cnt <= iovp_size)
816         {
817                 ASSERT(off < ioc->pdir_size);
818
819                 iovp |= iovp_shift;     /* set "size" field for PCOM */
820
821 #ifndef FULL_VALID_PDIR
822                 /*
823                 ** clear I/O PDIR entry "valid" bit
824                 ** Do NOT clear the rest - save it for debugging.
825                 ** We should only clear bits that have previously
826                 ** been enabled.
827                 */
828                 ioc->pdir_base[off] &= ~(0x80000000000000FFULL);
829 #else
830                 /*
831                 ** If we want to maintain the PDIR as valid, put in
832                 ** the spill page so devices prefetching won't
833                 ** cause a hard fail.
834                 */
835                 ioc->pdir_base[off] = (0x80000000000000FFULL | prefetch_spill_page);
836 #endif
837         } else {
838                 u32 t = get_iovp_order(byte_cnt) + iovp_shift;
839
840                 iovp |= t;
841                 ASSERT(t <= 31);   /* 2GB! Max value of "size" field */
842
843                 do {
844                         /* verify this pdir entry is enabled */
845                         ASSERT(ioc->pdir_base[off]  >> 63);
846 #ifndef FULL_VALID_PDIR
847                         /* clear I/O Pdir entry "valid" bit first */
848                         ioc->pdir_base[off] &= ~(0x80000000000000FFULL);
849 #else
850                         ioc->pdir_base[off] = (0x80000000000000FFULL | prefetch_spill_page);
851 #endif
852                         off++;
853                         byte_cnt -= iovp_size;
854                 } while (byte_cnt > 0);
855         }
856
857         WRITE_REG(iovp | ioc->ibase, ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
858 }
859
860 /**
861  * sba_map_single - map one buffer and return IOVA for DMA
862  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
863  * @addr:  driver buffer to map.
864  * @size:  number of bytes to map in driver buffer.
865  * @dir:  R/W or both.
866  *
867  * See Documentation/DMA-mapping.txt
868  */
869 dma_addr_t
870 sba_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size, int dir)
871 {
872         struct ioc *ioc;
873         dma_addr_t iovp;
874         dma_addr_t offset;
875         u64 *pdir_start;
876         int pide;
877 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
878         unsigned long flags;
879 #endif
880 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
881         unsigned long pci_addr = virt_to_phys(addr);
882 #endif
883
884 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
885         ASSERT(to_pci_dev(dev)->dma_mask);
886         /*
887         ** Check if the PCI device can DMA to ptr... if so, just return ptr
888         */
889         if (likely((pci_addr & ~to_pci_dev(dev)->dma_mask) == 0)) {
890                 /*
891                 ** Device is bit capable of DMA'ing to the buffer...
892                 ** just return the PCI address of ptr
893                 */
894                 DBG_BYPASS("sba_map_single() bypass mask/addr: 0x%lx/0x%lx\n",
895                            to_pci_dev(dev)->dma_mask, pci_addr);
896                 return pci_addr;
897         }
898 #endif
899         ioc = GET_IOC(dev);
900         ASSERT(ioc);
901
902         prefetch(ioc->res_hint);
903
904         ASSERT(size > 0);
905         ASSERT(size <= DMA_CHUNK_SIZE);
906
907         /* save offset bits */
908         offset = ((dma_addr_t) (long) addr) & ~iovp_mask;
909
910         /* round up to nearest iovp_size */
911         size = (size + offset + ~iovp_mask) & iovp_mask;
912
913 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
914         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
915         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_single()"))
916                 panic("Sanity check failed");
917         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
918 #endif
919
920         pide = sba_alloc_range(ioc, size);
921
922         iovp = (dma_addr_t) pide << iovp_shift;
923
924         DBG_RUN("%s() 0x%p -> 0x%lx\n",
925                 __FUNCTION__, addr, (long) iovp | offset);
926
927         pdir_start = &(ioc->pdir_base[pide]);
928
929         while (size > 0) {
930                 ASSERT(((u8 *)pdir_start)[7] == 0); /* verify availability */
931                 sba_io_pdir_entry(pdir_start, (unsigned long) addr);
932
933                 DBG_RUN("     pdir 0x%p %lx\n", pdir_start, *pdir_start);
934
935                 addr += iovp_size;
936                 size -= iovp_size;
937                 pdir_start++;
938         }
939         /* force pdir update */
940         wmb();
941
942         /* form complete address */
943 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
944         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
945         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_single()");
946         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
947 #endif
948         return SBA_IOVA(ioc, iovp, offset);
949 }
950
951 /**
952  * sba_unmap_single - unmap one IOVA and free resources
953  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
954  * @iova:  IOVA of driver buffer previously mapped.
955  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
956  * @dir:  R/W or both.
957  *
958  * See Documentation/DMA-mapping.txt
959  */
960 void sba_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size, int dir)
961 {
962         struct ioc *ioc;
963 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
964         struct sba_dma_pair *d;
965 #endif
966         unsigned long flags;
967         dma_addr_t offset;
968
969         ioc = GET_IOC(dev);
970         ASSERT(ioc);
971
972 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
973         if (likely((iova & ioc->imask) != ioc->ibase)) {
974                 /*
975                 ** Address does not fall w/in IOVA, must be bypassing
976                 */
977                 DBG_BYPASS("sba_unmap_single() bypass addr: 0x%lx\n", iova);
978
979 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
980                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
981                         mark_clean(phys_to_virt(iova), size);
982                 }
983 #endif
984                 return;
985         }
986 #endif
987         offset = iova & ~iovp_mask;
988
989         DBG_RUN("%s() iovp 0x%lx/%x\n",
990                 __FUNCTION__, (long) iova, size);
991
992         iova ^= offset;        /* clear offset bits */
993         size += offset;
994         size = ROUNDUP(size, iovp_size);
995
996
997 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
998         spin_lock_irqsave(&ioc->saved_lock, flags);
999         d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt]);
1000         d->iova = iova;
1001         d->size = size;
1002         if (unlikely(++(ioc->saved_cnt) >= DELAYED_RESOURCE_CNT)) {
1003                 int cnt = ioc->saved_cnt;
1004                 spin_lock(&ioc->res_lock);
1005                 while (cnt--) {
1006                         sba_mark_invalid(ioc, d->iova, d->size);
1007                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
1008                         d--;
1009                 }
1010                 ioc->saved_cnt = 0;
1011                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1012                 spin_unlock(&ioc->res_lock);
1013         }
1014         spin_unlock_irqrestore(&ioc->saved_lock, flags);
1015 #else /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1016         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1017         sba_mark_invalid(ioc, iova, size);
1018         sba_free_range(ioc, iova, size);
1019         READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1020         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1021 #endif /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1022 #ifdef ENABLE_MARK_CLEAN
1023         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
1024                 u32 iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
1025                 int off = PDIR_INDEX(iovp);
1026                 void *addr;
1027
1028                 if (size <= iovp_size) {
1029                         addr = phys_to_virt(ioc->pdir_base[off] &
1030                                             ~0xE000000000000FFFULL);
1031                         mark_clean(addr, size);
1032                 } else {
1033                         size_t byte_cnt = size;
1034
1035                         do {
1036                                 addr = phys_to_virt(ioc->pdir_base[off] &
1037                                                     ~0xE000000000000FFFULL);
1038                                 mark_clean(addr, min(byte_cnt, iovp_size));
1039                                 off++;
1040                                 byte_cnt -= iovp_size;
1041
1042                            } while (byte_cnt > 0);
1043                 }
1044         }
1045 #endif
1046 }
1047
1048
1049 /**
1050  * sba_alloc_coherent - allocate/map shared mem for DMA
1051  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1052  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1053  * @dma_handle:  IOVA of new buffer.
1054  *
1055  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1056  */
1057 void *
1058 sba_alloc_coherent (struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, int flags)
1059 {
1060         struct ioc *ioc;
1061         void *addr;
1062
1063         ioc = GET_IOC(dev);
1064         ASSERT(ioc);
1065
1066 #ifdef CONFIG_NUMA
1067         {
1068                 struct page *page;
1069                 page = alloc_pages_node(ioc->node == MAX_NUMNODES ?
1070                                         numa_node_id() : ioc->node, flags,
1071                                         get_order(size));
1072
1073                 if (unlikely(!page))
1074                         return NULL;
1075
1076                 addr = page_address(page);
1077         }
1078 #else
1079         addr = (void *) __get_free_pages(flags, get_order(size));
1080 #endif
1081         if (unlikely(!addr))
1082                 return NULL;
1083
1084         memset(addr, 0, size);
1085         *dma_handle = virt_to_phys(addr);
1086
1087 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS
1088         ASSERT(dev->coherent_dma_mask);
1089         /*
1090         ** Check if the PCI device can DMA to ptr... if so, just return ptr
1091         */
1092         if (likely((*dma_handle & ~dev->coherent_dma_mask) == 0)) {
1093                 DBG_BYPASS("sba_alloc_coherent() bypass mask/addr: 0x%lx/0x%lx\n",
1094                            dev->coherent_dma_mask, *dma_handle);
1095
1096                 return addr;
1097         }
1098 #endif
1099
1100         /*
1101          * If device can't bypass or bypass is disabled, pass the 32bit fake
1102          * device to map single to get an iova mapping.
1103          */
1104         *dma_handle = sba_map_single(&ioc->sac_only_dev->dev, addr, size, 0);
1105
1106         return addr;
1107 }
1108
1109
1110 /**
1111  * sba_free_coherent - free/unmap shared mem for DMA
1112  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1113  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1114  * @vaddr:  virtual address IOVA of "consistent" buffer.
1115  * @dma_handler:  IO virtual address of "consistent" buffer.
1116  *
1117  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1118  */
1119 void sba_free_coherent (struct device *dev, size_t size, void *vaddr, dma_addr_t dma_handle)
1120 {
1121         sba_unmap_single(dev, dma_handle, size, 0);
1122         free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
1123 }
1124
1125
1126 /*
1127 ** Since 0 is a valid pdir_base index value, can't use that
1128 ** to determine if a value is valid or not. Use a flag to indicate
1129 ** the SG list entry contains a valid pdir index.
1130 */
1131 #define PIDE_FLAG 0x1UL
1132
1133 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1134 int dump_run_sg = 0;
1135 #endif
1136
1137
1138 /**
1139  * sba_fill_pdir - write allocated SG entries into IO PDIR
1140  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
1141  * @startsg:  list of IOVA/size pairs
1142  * @nents: number of entries in startsg list
1143  *
1144  * Take preprocessed SG list and write corresponding entries
1145  * in the IO PDIR.
1146  */
1147
1148 static SBA_INLINE int
1149 sba_fill_pdir(
1150         struct ioc *ioc,
1151         struct scatterlist *startsg,
1152         int nents)
1153 {
1154         struct scatterlist *dma_sg = startsg;   /* pointer to current DMA */
1155         int n_mappings = 0;
1156         u64 *pdirp = NULL;
1157         unsigned long dma_offset = 0;
1158
1159         dma_sg--;
1160         while (nents-- > 0) {
1161                 int     cnt = startsg->dma_length;
1162                 startsg->dma_length = 0;
1163
1164 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1165                 if (dump_run_sg)
1166                         printk(" %2d : %08lx/%05x %p\n",
1167                                 nents, startsg->dma_address, cnt,
1168                                 sba_sg_address(startsg));
1169 #else
1170                 DBG_RUN_SG(" %d : %08lx/%05x %p\n",
1171                                 nents, startsg->dma_address, cnt,
1172                                 sba_sg_address(startsg));
1173 #endif
1174                 /*
1175                 ** Look for the start of a new DMA stream
1176                 */
1177                 if (startsg->dma_address & PIDE_FLAG) {
1178                         u32 pide = startsg->dma_address & ~PIDE_FLAG;
1179                         dma_offset = (unsigned long) pide & ~iovp_mask;
1180                         startsg->dma_address = 0;
1181                         dma_sg++;
1182                         dma_sg->dma_address = pide | ioc->ibase;
1183                         pdirp = &(ioc->pdir_base[pide >> iovp_shift]);
1184                         n_mappings++;
1185                 }
1186
1187                 /*
1188                 ** Look for a VCONTIG chunk
1189                 */
1190                 if (cnt) {
1191                         unsigned long vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1192                         ASSERT(pdirp);
1193
1194                         /* Since multiple Vcontig blocks could make up
1195                         ** one DMA stream, *add* cnt to dma_len.
1196                         */
1197                         dma_sg->dma_length += cnt;
1198                         cnt += dma_offset;
1199                         dma_offset=0;   /* only want offset on first chunk */
1200                         cnt = ROUNDUP(cnt, iovp_size);
1201                         do {
1202                                 sba_io_pdir_entry(pdirp, vaddr);
1203                                 vaddr += iovp_size;
1204                                 cnt -= iovp_size;
1205                                 pdirp++;
1206                         } while (cnt > 0);
1207                 }
1208                 startsg++;
1209         }
1210         /* force pdir update */
1211         wmb();
1212
1213 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1214         dump_run_sg = 0;
1215 #endif
1216         return(n_mappings);
1217 }
1218
1219
1220 /*
1221 ** Two address ranges are DMA contiguous *iff* "end of prev" and
1222 ** "start of next" are both on an IOV page boundary.
1223 **
1224 ** (shift left is a quick trick to mask off upper bits)
1225 */
1226 #define DMA_CONTIG(__X, __Y) \
1227         (((((unsigned long) __X) | ((unsigned long) __Y)) << (BITS_PER_LONG - iovp_shift)) == 0UL)
1228
1229
1230 /**
1231  * sba_coalesce_chunks - preprocess the SG list
1232  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
1233  * @startsg:  list of IOVA/size pairs
1234  * @nents: number of entries in startsg list
1235  *
1236  * First pass is to walk the SG list and determine where the breaks are
1237  * in the DMA stream. Allocates PDIR entries but does not fill them.
1238  * Returns the number of DMA chunks.
1239  *
1240  * Doing the fill separate from the coalescing/allocation keeps the
1241  * code simpler. Future enhancement could make one pass through
1242  * the sglist do both.
1243  */
1244 static SBA_INLINE int
1245 sba_coalesce_chunks( struct ioc *ioc,
1246         struct scatterlist *startsg,
1247         int nents)
1248 {
1249         struct scatterlist *vcontig_sg;    /* VCONTIG chunk head */
1250         unsigned long vcontig_len;         /* len of VCONTIG chunk */
1251         unsigned long vcontig_end;
1252         struct scatterlist *dma_sg;        /* next DMA stream head */
1253         unsigned long dma_offset, dma_len; /* start/len of DMA stream */
1254         int n_mappings = 0;
1255
1256         while (nents > 0) {
1257                 unsigned long vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1258
1259                 /*
1260                 ** Prepare for first/next DMA stream
1261                 */
1262                 dma_sg = vcontig_sg = startsg;
1263                 dma_len = vcontig_len = vcontig_end = startsg->length;
1264                 vcontig_end +=  vaddr;
1265                 dma_offset = vaddr & ~iovp_mask;
1266
1267                 /* PARANOID: clear entries */
1268                 startsg->dma_address = startsg->dma_length = 0;
1269
1270                 /*
1271                 ** This loop terminates one iteration "early" since
1272                 ** it's always looking one "ahead".
1273                 */
1274                 while (--nents > 0) {
1275                         unsigned long vaddr;    /* tmp */
1276
1277                         startsg++;
1278
1279                         /* PARANOID */
1280                         startsg->dma_address = startsg->dma_length = 0;
1281
1282                         /* catch brokenness in SCSI layer */
1283                         ASSERT(startsg->length <= DMA_CHUNK_SIZE);
1284
1285                         /*
1286                         ** First make sure current dma stream won't
1287                         ** exceed DMA_CHUNK_SIZE if we coalesce the
1288                         ** next entry.
1289                         */
1290                         if (((dma_len + dma_offset + startsg->length + ~iovp_mask) & iovp_mask)
1291                             > DMA_CHUNK_SIZE)
1292                                 break;
1293
1294                         /*
1295                         ** Then look for virtually contiguous blocks.
1296                         **
1297                         ** append the next transaction?
1298                         */
1299                         vaddr = (unsigned long) sba_sg_address(startsg);
1300                         if  (vcontig_end == vaddr)
1301                         {
1302                                 vcontig_len += startsg->length;
1303                                 vcontig_end += startsg->length;
1304                                 dma_len     += startsg->length;
1305                                 continue;
1306                         }
1307
1308 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1309                         dump_run_sg = (vcontig_len > iovp_size);
1310 #endif
1311
1312                         /*
1313                         ** Not virtually contigous.
1314                         ** Terminate prev chunk.
1315                         ** Start a new chunk.
1316                         **
1317                         ** Once we start a new VCONTIG chunk, dma_offset
1318                         ** can't change. And we need the offset from the first
1319                         ** chunk - not the last one. Ergo Successive chunks
1320                         ** must start on page boundaries and dove tail
1321                         ** with it's predecessor.
1322                         */
1323                         vcontig_sg->dma_length = vcontig_len;
1324
1325                         vcontig_sg = startsg;
1326                         vcontig_len = startsg->length;
1327
1328                         /*
1329                         ** 3) do the entries end/start on page boundaries?
1330                         **    Don't update vcontig_end until we've checked.
1331                         */
1332                         if (DMA_CONTIG(vcontig_end, vaddr))
1333                         {
1334                                 vcontig_end = vcontig_len + vaddr;
1335                                 dma_len += vcontig_len;
1336                                 continue;
1337                         } else {
1338                                 break;
1339                         }
1340                 }
1341
1342                 /*
1343                 ** End of DMA Stream
1344                 ** Terminate last VCONTIG block.
1345                 ** Allocate space for DMA stream.
1346                 */
1347                 vcontig_sg->dma_length = vcontig_len;
1348                 dma_len = (dma_len + dma_offset + ~iovp_mask) & iovp_mask;
1349                 ASSERT(dma_len <= DMA_CHUNK_SIZE);
1350                 dma_sg->dma_address = (dma_addr_t) (PIDE_FLAG
1351                         | (sba_alloc_range(ioc, dma_len) << iovp_shift)
1352                         | dma_offset);
1353                 n_mappings++;
1354         }
1355
1356         return n_mappings;
1357 }
1358
1359
1360 /**
1361  * sba_map_sg - map Scatter/Gather list
1362  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1363  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1364  * @nents:  number of entries in list
1365  * @dir:  R/W or both.
1366  *
1367  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1368  */
1369 int sba_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, int dir)
1370 {
1371         struct ioc *ioc;
1372         int coalesced, filled = 0;
1373 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1374         unsigned long flags;
1375 #endif
1376 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
1377         struct scatterlist *sg;
1378 #endif
1379
1380         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries\n", __FUNCTION__, nents);
1381         ioc = GET_IOC(dev);
1382         ASSERT(ioc);
1383
1384 #ifdef ALLOW_IOV_BYPASS_SG
1385         ASSERT(to_pci_dev(dev)->dma_mask);
1386         if (likely((ioc->dma_mask & ~to_pci_dev(dev)->dma_mask) == 0)) {
1387                 for (sg = sglist ; filled < nents ; filled++, sg++){
1388                         sg->dma_length = sg->length;
1389                         sg->dma_address = virt_to_phys(sba_sg_address(sg));
1390                 }
1391                 return filled;
1392         }
1393 #endif
1394         /* Fast path single entry scatterlists. */
1395         if (nents == 1) {
1396                 sglist->dma_length = sglist->length;
1397                 sglist->dma_address = sba_map_single(dev, sba_sg_address(sglist), sglist->length, dir);
1398                 return 1;
1399         }
1400
1401 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1402         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1403         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_sg()"))
1404         {
1405                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1406                 panic("Check before sba_map_sg()");
1407         }
1408         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1409 #endif
1410
1411         prefetch(ioc->res_hint);
1412
1413         /*
1414         ** First coalesce the chunks and allocate I/O pdir space
1415         **
1416         ** If this is one DMA stream, we can properly map using the
1417         ** correct virtual address associated with each DMA page.
1418         ** w/o this association, we wouldn't have coherent DMA!
1419         ** Access to the virtual address is what forces a two pass algorithm.
1420         */
1421         coalesced = sba_coalesce_chunks(ioc, sglist, nents);
1422
1423         /*
1424         ** Program the I/O Pdir
1425         **
1426         ** map the virtual addresses to the I/O Pdir
1427         ** o dma_address will contain the pdir index
1428         ** o dma_len will contain the number of bytes to map
1429         ** o address contains the virtual address.
1430         */
1431         filled = sba_fill_pdir(ioc, sglist, nents);
1432
1433 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1434         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1435         if (sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_sg()"))
1436         {
1437                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1438                 panic("Check after sba_map_sg()\n");
1439         }
1440         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1441 #endif
1442
1443         ASSERT(coalesced == filled);
1444         DBG_RUN_SG("%s() DONE %d mappings\n", __FUNCTION__, filled);
1445
1446         return filled;
1447 }
1448
1449
1450 /**
1451  * sba_unmap_sg - unmap Scatter/Gather list
1452  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1453  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1454  * @nents:  number of entries in list
1455  * @dir:  R/W or both.
1456  *
1457  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1458  */
1459 void sba_unmap_sg (struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, int dir)
1460 {
1461 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1462         struct ioc *ioc;
1463         unsigned long flags;
1464 #endif
1465
1466         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries,  %p,%x\n",
1467                 __FUNCTION__, nents, sba_sg_address(sglist), sglist->length);
1468
1469 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1470         ioc = GET_IOC(dev);
1471         ASSERT(ioc);
1472
1473         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1474         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_unmap_sg()");
1475         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1476 #endif
1477
1478         while (nents && sglist->dma_length) {
1479
1480                 sba_unmap_single(dev, sglist->dma_address, sglist->dma_length, dir);
1481                 sglist++;
1482                 nents--;
1483         }
1484
1485         DBG_RUN_SG("%s() DONE (nents %d)\n", __FUNCTION__,  nents);
1486
1487 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1488         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1489         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_unmap_sg()");
1490         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1491 #endif
1492
1493 }
1494
1495 /**************************************************************
1496 *
1497 *   Initialization and claim
1498 *
1499 ***************************************************************/
1500
1501 static void __init
1502 ioc_iova_init(struct ioc *ioc)
1503 {
1504         int tcnfg;
1505         int agp_found = 0;
1506         struct pci_dev *device = NULL;
1507 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1508         unsigned long index;
1509 #endif
1510
1511         /*
1512         ** Firmware programs the base and size of a "safe IOVA space"
1513         ** (one that doesn't overlap memory or LMMIO space) in the
1514         ** IBASE and IMASK registers.
1515         */
1516         ioc->ibase = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE) & ~0x1UL;
1517         ioc->imask = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK) | 0xFFFFFFFF00000000UL;
1518
1519         ioc->iov_size = ~ioc->imask + 1;
1520
1521         DBG_INIT("%s() hpa %p IOV base 0x%lx mask 0x%lx (%dMB)\n",
1522                 __FUNCTION__, ioc->ioc_hpa, ioc->ibase, ioc->imask,
1523                 ioc->iov_size >> 20);
1524
1525         switch (iovp_size) {
1526                 case  4*1024: tcnfg = 0; break;
1527                 case  8*1024: tcnfg = 1; break;
1528                 case 16*1024: tcnfg = 2; break;
1529                 case 64*1024: tcnfg = 3; break;
1530                 default:
1531                         panic(PFX "Unsupported IOTLB page size %ldK",
1532                                 iovp_size >> 10);
1533                         break;
1534         }
1535         WRITE_REG(tcnfg, ioc->ioc_hpa + IOC_TCNFG);
1536
1537         ioc->pdir_size = (ioc->iov_size / iovp_size) * PDIR_ENTRY_SIZE;
1538         ioc->pdir_base = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1539                                                    get_order(ioc->pdir_size));
1540         if (!ioc->pdir_base)
1541                 panic(PFX "Couldn't allocate I/O Page Table\n");
1542
1543         memset(ioc->pdir_base, 0, ioc->pdir_size);
1544
1545         DBG_INIT("%s() IOV page size %ldK pdir %p size %x\n", __FUNCTION__,
1546                 iovp_size >> 10, ioc->pdir_base, ioc->pdir_size);
1547
1548         ASSERT(ALIGN((unsigned long) ioc->pdir_base, 4*1024) == (unsigned long) ioc->pdir_base);
1549         WRITE_REG(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1550
1551         /*
1552         ** If an AGP device is present, only use half of the IOV space
1553         ** for PCI DMA.  Unfortunately we can't know ahead of time
1554         ** whether GART support will actually be used, for now we
1555         ** can just key on an AGP device found in the system.
1556         ** We program the next pdir index after we stop w/ a key for
1557         ** the GART code to handshake on.
1558         */
1559         while ((device = pci_find_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, device)) != NULL)
1560                 agp_found |= pci_find_capability(device, PCI_CAP_ID_AGP);
1561
1562         if (agp_found && reserve_sba_gart) {
1563                 printk(KERN_INFO PFX "reserving %dMb of IOVA space at 0x%lx for agpgart\n",
1564                       ioc->iov_size/2 >> 20, ioc->ibase + ioc->iov_size/2);
1565                 ioc->pdir_size /= 2;
1566                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[PDIR_INDEX(ioc->iov_size/2)] = ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE;
1567         }
1568 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1569         /*
1570         ** Check to see if the spill page has been allocated, we don't need more than
1571         ** one across multiple SBAs.
1572         */
1573         if (!prefetch_spill_page) {
1574                 char *spill_poison = "SBAIOMMU POISON";
1575                 int poison_size = 16;
1576                 void *poison_addr, *addr;
1577
1578                 addr = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, get_order(iovp_size));
1579                 if (!addr)
1580                         panic(PFX "Couldn't allocate PDIR spill page\n");
1581
1582                 poison_addr = addr;
1583                 for ( ; (u64) poison_addr < addr + iovp_size; poison_addr += poison_size)
1584                         memcpy(poison_addr, spill_poison, poison_size);
1585
1586                 prefetch_spill_page = virt_to_phys(addr);
1587
1588                 DBG_INIT("%s() prefetch spill addr: 0x%lx\n", __FUNCTION__, prefetch_spill_page);
1589         }
1590         /*
1591         ** Set all the PDIR entries valid w/ the spill page as the target
1592         */
1593         for (index = 0 ; index < (ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE) ; index++)
1594                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[index] = (0x80000000000000FF | prefetch_spill_page);
1595 #endif
1596
1597         /* Clear I/O TLB of any possible entries */
1598         WRITE_REG(ioc->ibase | (get_iovp_order(ioc->iov_size) + iovp_shift), ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1599         READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1600
1601         /* Enable IOVA translation */
1602         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1603         READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1604 }
1605
1606 static void __init
1607 ioc_resource_init(struct ioc *ioc)
1608 {
1609         spin_lock_init(&ioc->res_lock);
1610 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
1611         spin_lock_init(&ioc->saved_lock);
1612 #endif
1613
1614         /* resource map size dictated by pdir_size */
1615         ioc->res_size = ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE; /* entries */
1616         ioc->res_size >>= 3;  /* convert bit count to byte count */
1617         DBG_INIT("%s() res_size 0x%x\n", __FUNCTION__, ioc->res_size);
1618
1619         ioc->res_map = (char *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1620                                                  get_order(ioc->res_size));
1621         if (!ioc->res_map)
1622                 panic(PFX "Couldn't allocate resource map\n");
1623
1624         memset(ioc->res_map, 0, ioc->res_size);
1625         /* next available IOVP - circular search */
1626         ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
1627
1628 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1629         /* Mark first bit busy - ie no IOVA 0 */
1630         ioc->res_map[0] = 0x1;
1631         ioc->pdir_base[0] = 0x8000000000000000ULL | ZX1_SBA_IOMMU_COOKIE;
1632 #endif
1633 #ifdef FULL_VALID_PDIR
1634         /* Mark the last resource used so we don't prefetch beyond IOVA space */
1635         ioc->res_map[ioc->res_size - 1] |= 0x80UL; /* res_map is chars */
1636         ioc->pdir_base[(ioc->pdir_size / PDIR_ENTRY_SIZE) - 1] = (0x80000000000000FF
1637                                                               | prefetch_spill_page);
1638 #endif
1639
1640         DBG_INIT("%s() res_map %x %p\n", __FUNCTION__,
1641                  ioc->res_size, (void *) ioc->res_map);
1642 }
1643
1644 static void __init
1645 ioc_sac_init(struct ioc *ioc)
1646 {
1647         struct pci_dev *sac = NULL;
1648         struct pci_controller *controller = NULL;
1649
1650         /*
1651          * pci_alloc_coherent() must return a DMA address which is
1652          * SAC (single address cycle) addressable, so allocate a
1653          * pseudo-device to enforce that.
1654          */
1655         sac = kmalloc(sizeof(*sac), GFP_KERNEL);
1656         if (!sac)
1657                 panic(PFX "Couldn't allocate struct pci_dev");
1658         memset(sac, 0, sizeof(*sac));
1659
1660         controller = kmalloc(sizeof(*controller), GFP_KERNEL);
1661         if (!controller)
1662                 panic(PFX "Couldn't allocate struct pci_controller");
1663         memset(controller, 0, sizeof(*controller));
1664
1665         controller->iommu = ioc;
1666         sac->sysdata = controller;
1667         sac->dma_mask = 0xFFFFFFFFUL;
1668 #ifdef CONFIG_PCI
1669         sac->dev.bus = &pci_bus_type;
1670 #endif
1671         ioc->sac_only_dev = sac;
1672 }
1673
1674 static void __init
1675 ioc_zx1_init(struct ioc *ioc)
1676 {
1677         unsigned long rope_config;
1678         unsigned int i;
1679
1680         if (ioc->rev < 0x20)
1681                 panic(PFX "IOC 2.0 or later required for IOMMU support\n");
1682
1683         /* 38 bit memory controller + extra bit for range displaced by MMIO */
1684         ioc->dma_mask = (0x1UL << 39) - 1;
1685
1686         /*
1687         ** Clear ROPE(N)_CONFIG AO bit.
1688         ** Disables "NT Ordering" (~= !"Relaxed Ordering")
1689         ** Overrides bit 1 in DMA Hint Sets.
1690         ** Improves netperf UDP_STREAM by ~10% for tg3 on bcm5701.
1691         */
1692         for (i=0; i<(8*8); i+=8) {
1693                 rope_config = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_ROPE0_CFG + i);
1694                 rope_config &= ~IOC_ROPE_AO;
1695                 WRITE_REG(rope_config, ioc->ioc_hpa + IOC_ROPE0_CFG + i);
1696         }
1697 }
1698
1699 typedef void (initfunc)(struct ioc *);
1700
1701 struct ioc_iommu {
1702         u32 func_id;
1703         char *name;
1704         initfunc *init;
1705 };
1706
1707 static struct ioc_iommu ioc_iommu_info[] __initdata = {
1708         { ZX1_IOC_ID, "zx1", ioc_zx1_init },
1709         { SX1000_IOC_ID, "sx1000", NULL },
1710 };
1711
1712 static struct ioc * __init
1713 ioc_init(u64 hpa, void *handle)
1714 {
1715         struct ioc *ioc;
1716         struct ioc_iommu *info;
1717
1718         ioc = kmalloc(sizeof(*ioc), GFP_KERNEL);
1719         if (!ioc)
1720                 return NULL;
1721
1722         memset(ioc, 0, sizeof(*ioc));
1723
1724         ioc->next = ioc_list;
1725         ioc_list = ioc;
1726
1727         ioc->handle = handle;
1728         ioc->ioc_hpa = ioremap(hpa, 0x1000);
1729
1730         ioc->func_id = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_FUNC_ID);
1731         ioc->rev = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_FCLASS) & 0xFFUL;
1732         ioc->dma_mask = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;   /* conservative */
1733
1734         for (info = ioc_iommu_info; info < ioc_iommu_info + ARRAY_SIZE(ioc_iommu_info); info++) {
1735                 if (ioc->func_id == info->func_id) {
1736                         ioc->name = info->name;
1737                         if (info->init)
1738                                 (info->init)(ioc);
1739                 }
1740         }
1741
1742         iovp_size = (1 << iovp_shift);
1743         iovp_mask = ~(iovp_size - 1);
1744
1745         DBG_INIT("%s: PAGE_SIZE %ldK, iovp_size %ldK\n", __FUNCTION__,
1746                 PAGE_SIZE >> 10, iovp_size >> 10);
1747
1748         if (!ioc->name) {
1749                 ioc->name = kmalloc(24, GFP_KERNEL);
1750                 if (ioc->name)
1751                         sprintf((char *) ioc->name, "Unknown (%04x:%04x)",
1752                                 ioc->func_id & 0xFFFF, (ioc->func_id >> 16) & 0xFFFF);
1753                 else
1754                         ioc->name = "Unknown";
1755         }
1756
1757         ioc_iova_init(ioc);
1758         ioc_resource_init(ioc);
1759         ioc_sac_init(ioc);
1760
1761         if ((long) ~iovp_mask > (long) ia64_max_iommu_merge_mask)
1762                 ia64_max_iommu_merge_mask = ~iovp_mask;
1763
1764         printk(KERN_INFO PFX
1765                 "%s %d.%d HPA 0x%lx IOVA space %dMb at 0x%lx\n",
1766                 ioc->name, (ioc->rev >> 4) & 0xF, ioc->rev & 0xF,
1767                 hpa, ioc->iov_size >> 20, ioc->ibase);
1768
1769         return ioc;
1770 }
1771
1772
1773
1774 /**************************************************************************
1775 **
1776 **   SBA initialization code (HW and SW)
1777 **
1778 **   o identify SBA chip itself
1779 **   o FIXME: initialize DMA hints for reasonable defaults
1780 **
1781 **************************************************************************/
1782
1783 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1784 static void *
1785 ioc_start(struct seq_file *s, loff_t *pos)
1786 {
1787         struct ioc *ioc;
1788         loff_t n = *pos;
1789
1790         for (ioc = ioc_list; ioc; ioc = ioc->next)
1791                 if (!n--)
1792                         return ioc;
1793
1794         return NULL;
1795 }
1796
1797 static void *
1798 ioc_next(struct seq_file *s, void *v, loff_t *pos)
1799 {
1800         struct ioc *ioc = v;
1801
1802         ++*pos;
1803         return ioc->next;
1804 }
1805
1806 static void
1807 ioc_stop(struct seq_file *s, void *v)
1808 {
1809 }
1810
1811 static int
1812 ioc_show(struct seq_file *s, void *v)
1813 {
1814         struct ioc *ioc = v;
1815         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *)ioc->res_map;
1816         int i, used = 0;
1817
1818         seq_printf(s, "Hewlett Packard %s IOC rev %d.%d\n",
1819                 ioc->name, ((ioc->rev >> 4) & 0xF), (ioc->rev & 0xF));
1820 #ifdef CONFIG_NUMA
1821         if (ioc->node != MAX_NUMNODES)
1822                 seq_printf(s, "NUMA node       : %d\n", ioc->node);
1823 #endif
1824         seq_printf(s, "IOVA size       : %ld MB\n", ((ioc->pdir_size >> 3) * iovp_size)/(1024*1024));
1825         seq_printf(s, "IOVA page size  : %ld kb\n", iovp_size/1024);
1826
1827         for (i = 0; i < (ioc->res_size / sizeof(unsigned long)); ++i, ++res_ptr)
1828                 used += hweight64(*res_ptr);
1829
1830         seq_printf(s, "PDIR size       : %d entries\n", ioc->pdir_size >> 3);
1831         seq_printf(s, "PDIR used       : %d entries\n", used);
1832
1833 #ifdef PDIR_SEARCH_TIMING
1834         {
1835                 unsigned long i = 0, avg = 0, min, max;
1836                 min = max = ioc->avg_search[0];
1837                 for (i = 0; i < SBA_SEARCH_SAMPLE; i++) {
1838                         avg += ioc->avg_search[i];
1839                         if (ioc->avg_search[i] > max) max = ioc->avg_search[i];
1840                         if (ioc->avg_search[i] < min) min = ioc->avg_search[i];
1841                 }
1842                 avg /= SBA_SEARCH_SAMPLE;
1843                 seq_printf(s, "Bitmap search   : %ld/%ld/%ld (min/avg/max CPU Cycles/IOVA page)\n",
1844                            min, avg, max);
1845         }
1846 #endif
1847 #ifndef ALLOW_IOV_BYPASS
1848          seq_printf(s, "IOVA bypass disabled\n");
1849 #endif
1850         return 0;
1851 }
1852
1853 static struct seq_operations ioc_seq_ops = {
1854         .start = ioc_start,
1855         .next  = ioc_next,
1856         .stop  = ioc_stop,
1857         .show  = ioc_show
1858 };
1859
1860 static int
1861 ioc_open(struct inode *inode, struct file *file)
1862 {
1863         return seq_open(file, &ioc_seq_ops);
1864 }
1865
1866 static struct file_operations ioc_fops = {
1867         .open    = ioc_open,
1868         .read    = seq_read,
1869         .llseek  = seq_lseek,
1870         .release = seq_release
1871 };
1872
1873 static void __init
1874 ioc_proc_init(void)
1875 {
1876         struct proc_dir_entry *dir, *entry;
1877
1878         dir = proc_mkdir("bus/mckinley", NULL);
1879         if (!dir)
1880                 return;
1881
1882         entry = create_proc_entry(ioc_list->name, 0, dir);
1883         if (entry)
1884                 entry->proc_fops = &ioc_fops;
1885 }
1886 #endif
1887
1888 static void
1889 sba_connect_bus(struct pci_bus *bus)
1890 {
1891         acpi_handle handle, parent;
1892         acpi_status status;
1893         struct ioc *ioc;
1894
1895         if (!PCI_CONTROLLER(bus))
1896                 panic(PFX "no sysdata on bus %d!\n", bus->number);
1897
1898         if (PCI_CONTROLLER(bus)->iommu)
1899                 return;
1900
1901         handle = PCI_CONTROLLER(bus)->acpi_handle;
1902         if (!handle)
1903                 return;
1904
1905         /*
1906          * The IOC scope encloses PCI root bridges in the ACPI
1907          * namespace, so work our way out until we find an IOC we
1908          * claimed previously.
1909          */
1910         do {
1911                 for (ioc = ioc_list; ioc; ioc = ioc->next)
1912                         if (ioc->handle == handle) {
1913                                 PCI_CONTROLLER(bus)->iommu = ioc;
1914                                 return;
1915                         }
1916
1917                 status = acpi_get_parent(handle, &parent);
1918                 handle = parent;
1919         } while (ACPI_SUCCESS(status));
1920
1921         printk(KERN_WARNING "No IOC for PCI Bus %04x:%02x in ACPI\n", pci_domain_nr(bus), bus->number);
1922 }
1923
1924 #ifdef CONFIG_NUMA
1925 static void __init
1926 sba_map_ioc_to_node(struct ioc *ioc, acpi_handle handle)
1927 {
1928         struct acpi_buffer buffer = {ACPI_ALLOCATE_BUFFER, NULL};
1929         union acpi_object *obj;
1930         acpi_handle phandle;
1931         unsigned int node;
1932
1933         ioc->node = MAX_NUMNODES;
1934
1935         /*
1936          * Check for a _PXM on this node first.  We don't typically see
1937          * one here, so we'll end up getting it from the parent.
1938          */
1939         if (ACPI_FAILURE(acpi_evaluate_object(handle, "_PXM", NULL, &buffer))) {
1940                 if (ACPI_FAILURE(acpi_get_parent(handle, &phandle)))
1941                         return;
1942
1943                 /* Reset the acpi buffer */
1944                 buffer.length = ACPI_ALLOCATE_BUFFER;
1945                 buffer.pointer = NULL;
1946
1947                 if (ACPI_FAILURE(acpi_evaluate_object(phandle, "_PXM", NULL,
1948                                                       &buffer)))
1949                         return;
1950         }
1951
1952         if (!buffer.length || !buffer.pointer)
1953                 return;
1954
1955         obj = buffer.pointer;
1956
1957         if (obj->type != ACPI_TYPE_INTEGER ||
1958             obj->integer.value >= MAX_PXM_DOMAINS) {
1959                 acpi_os_free(buffer.pointer);
1960                 return;
1961         }
1962
1963         node = pxm_to_nid_map[obj->integer.value];
1964         acpi_os_free(buffer.pointer);
1965
1966         if (node >= MAX_NUMNODES || !node_online(node))
1967                 return;
1968
1969         ioc->node = node;
1970         return;
1971 }
1972 #else
1973 #define sba_map_ioc_to_node(ioc, handle)
1974 #endif
1975
1976 static int __init
1977 acpi_sba_ioc_add(struct acpi_device *device)
1978 {
1979         struct ioc *ioc;
1980         acpi_status status;
1981         u64 hpa, length;
1982         struct acpi_buffer buffer;
1983         struct acpi_device_info *dev_info;
1984
1985         status = hp_acpi_csr_space(device->handle, &hpa, &length);
1986         if (ACPI_FAILURE(status))
1987                 return 1;
1988
1989         buffer.length = ACPI_ALLOCATE_LOCAL_BUFFER;
1990         status = acpi_get_object_info(device->handle, &buffer);
1991         if (ACPI_FAILURE(status))
1992                 return 1;
1993         dev_info = buffer.pointer;
1994
1995         /*
1996          * For HWP0001, only SBA appears in ACPI namespace.  It encloses the PCI
1997          * root bridges, and its CSR space includes the IOC function.
1998          */
1999         if (strncmp("HWP0001", dev_info->hardware_id.value, 7) == 0) {
2000                 hpa += ZX1_IOC_OFFSET;
2001                 /* zx1 based systems default to kernel page size iommu pages */
2002                 if (!iovp_shift)
2003                         iovp_shift = min(PAGE_SHIFT, 16);
2004         }
2005         ACPI_MEM_FREE(dev_info);
2006
2007         /*
2008          * default anything not caught above or specified on cmdline to 4k
2009          * iommu page size
2010          */
2011         if (!iovp_shift)
2012                 iovp_shift = 12;
2013
2014         ioc = ioc_init(hpa, device->handle);
2015         if (!ioc)
2016                 return 1;
2017
2018         /* setup NUMA node association */
2019         sba_map_ioc_to_node(ioc, device->handle);
2020         return 0;
2021 }
2022
2023 static struct acpi_driver acpi_sba_ioc_driver = {
2024         .name           = "IOC IOMMU Driver",
2025         .ids            = "HWP0001,HWP0004",
2026         .ops            = {
2027                 .add    = acpi_sba_ioc_add,
2028         },
2029 };
2030
2031 static int __init
2032 sba_init(void)
2033 {
2034         acpi_bus_register_driver(&acpi_sba_ioc_driver);
2035         if (!ioc_list)
2036                 return 0;
2037
2038 #ifdef CONFIG_PCI
2039         {
2040                 struct pci_bus *b = NULL;
2041                 while ((b = pci_find_next_bus(b)) != NULL)
2042                         sba_connect_bus(b);
2043         }
2044 #endif
2045
2046 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2047         ioc_proc_init();
2048 #endif
2049         return 0;
2050 }
2051
2052 subsys_initcall(sba_init); /* must be initialized after ACPI etc., but before any drivers... */
2053
2054 extern void dig_setup(char**);
2055 /*
2056  * MAX_DMA_ADDRESS needs to be setup prior to paging_init to do any good,
2057  * so we use the platform_setup hook to fix it up.
2058  */
2059 void __init
2060 sba_setup(char **cmdline_p)
2061 {
2062         MAX_DMA_ADDRESS = ~0UL;
2063         dig_setup(cmdline_p);
2064 }
2065
2066 static int __init
2067 nosbagart(char *str)
2068 {
2069         reserve_sba_gart = 0;
2070         return 1;
2071 }
2072
2073 int
2074 sba_dma_supported (struct device *dev, u64 mask)
2075 {
2076         /* make sure it's at least 32bit capable */
2077         return ((mask & 0xFFFFFFFFUL) == 0xFFFFFFFFUL);
2078 }
2079
2080 int
2081 sba_dma_mapping_error (dma_addr_t dma_addr)
2082 {
2083         return 0;
2084 }
2085
2086 __setup("nosbagart", nosbagart);
2087
2088 static int __init
2089 sba_page_override(char *str)
2090 {
2091         unsigned long page_size;
2092
2093         page_size = memparse(str, &str);
2094         switch (page_size) {
2095                 case 4096:
2096                 case 8192:
2097                 case 16384:
2098                 case 65536:
2099                         iovp_shift = ffs(page_size) - 1;
2100                         break;
2101                 default:
2102                         printk("%s: unknown/unsupported iommu page size %ld\n",
2103                                __FUNCTION__, page_size);
2104         }
2105
2106         return 1;
2107 }
2108
2109 __setup("sbapagesize=",sba_page_override);
2110
2111 EXPORT_SYMBOL(sba_dma_mapping_error);
2112 EXPORT_SYMBOL(sba_map_single);
2113 EXPORT_SYMBOL(sba_unmap_single);
2114 EXPORT_SYMBOL(sba_map_sg);
2115 EXPORT_SYMBOL(sba_unmap_sg);
2116 EXPORT_SYMBOL(sba_dma_supported);
2117 EXPORT_SYMBOL(sba_alloc_coherent);
2118 EXPORT_SYMBOL(sba_free_coherent);