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 #include <linux/config.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/dma-mapping.h>
  25 #include <asm/processor.h>
  26 #include <asm/mmu.h>
  27 #include <asm/page.h>
  28 #include <asm/pgtable.h>
  29 #include <asm/machdep.h>
  30 #include <asm/abs_addr.h>
  31 #include <asm/mmu_context.h>
  32 #include <asm/ppcdebug.h>
  33 #include <asm/iommu.h>
  34 #include <asm/naca.h>
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36 #include <asm/tlb.h>
  37 #include <asm/hvcall.h>
  38 #include <asm/prom.h>
  39 #include <asm/abs_addr.h>
  40 #include <asm/cputable.h>
  41
  42 /* in pSeries_hvCall.S */
  43 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall);
  44 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_4out);
  45 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_norets);
  46 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_8arg_2ret);
  47
  48 long poll_pending(void)
  49 {
  50         unsigned long dummy;
  51         return plpar_hcall(H_POLL_PENDING, 0, 0, 0, 0,
  52                            &dummy, &dummy, &dummy);
  53 }
  54
  55 long prod_processor(void)
  56 {
  57         plpar_hcall_norets(H_PROD);
  58         return(0);
  59 }
  60
  61 long cede_processor(void)
  62 {
  63         plpar_hcall_norets(H_CEDE);
  64         return(0);
  65 }
  66
  67 long register_vpa(unsigned long flags, unsigned long proc, unsigned long vpa)
  68 {
  69         plpar_hcall_norets(H_REGISTER_VPA, flags, proc, vpa);
  70         return(0);
  71 }
  72
  73 long plpar_pte_remove(unsigned long flags,
  74                       unsigned long ptex,
  75                       unsigned long avpn,
  76                       unsigned long *old_pteh_ret, unsigned long *old_ptel_ret)
  77 {
  78         unsigned long dummy;
  79         return plpar_hcall(H_REMOVE, flags, ptex, avpn, 0,
  80                            old_pteh_ret, old_ptel_ret, &dummy);
  81 }
  82
  83 long plpar_pte_read(unsigned long flags,
  84                     unsigned long ptex,
  85                     unsigned long *old_pteh_ret, unsigned long *old_ptel_ret)
  86 {
  87         unsigned long dummy;
  88         return plpar_hcall(H_READ, flags, ptex, 0, 0,
  89                            old_pteh_ret, old_ptel_ret, &dummy);
  90 }
  91
  92 long plpar_pte_protect(unsigned long flags,
  93                        unsigned long ptex,
  94                        unsigned long avpn)
  95 {
  96         return plpar_hcall_norets(H_PROTECT, flags, ptex, avpn);
  97 }
  98
  99 long plpar_tce_get(unsigned long liobn,
 100                    unsigned long ioba,
 101                    unsigned long *tce_ret)
 102 {
 103         unsigned long dummy;
 104         return plpar_hcall(H_GET_TCE, liobn, ioba, 0, 0,
 105                            tce_ret, &dummy, &dummy);
 106 }
 107
 108 long plpar_tce_put(unsigned long liobn,
 109                    unsigned long ioba,
 110                    unsigned long tceval)
 111 {
 112         return plpar_hcall_norets(H_PUT_TCE, liobn, ioba, tceval);
 113 }
 114
 115 long plpar_get_term_char(unsigned long termno,
 116                          unsigned long *len_ret,
 117                          char *buf_ret)
 118 {
 119         unsigned long *lbuf = (unsigned long *)buf_ret;  /* ToDo: alignment? */
 120         return plpar_hcall(H_GET_TERM_CHAR, termno, 0, 0, 0,
 121                            len_ret, lbuf+0, lbuf+1);
 122 }
 123
 124 long plpar_put_term_char(unsigned long termno,
 125                          unsigned long len,
 126                          const char *buffer)
 127 {
 128         unsigned long *lbuf = (unsigned long *)buffer;  /* ToDo: alignment? */
 129         return plpar_hcall_norets(H_PUT_TERM_CHAR, termno, len, lbuf[0],
 130                                   lbuf[1]);
 131 }
 132
 133 static void tce_build_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum,
 134                 long npages, unsigned long uaddr,
 135                 enum dma_data_direction direction)
 136 {
 137         u64 rc;
 138         union tce_entry tce;
 139
 140         tce.te_word = 0;
 141         tce.te_rpn = (virt_to_abs(uaddr)) >> PAGE_SHIFT;
 142         tce.te_rdwr = 1;
 143         if (direction != DMA_TO_DEVICE)
 144                 tce.te_pciwr = 1;
 145
 146         while (npages--) {
 147                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index,
 148                                    (u64)tcenum << 12,
 149                                    tce.te_word );
 150
 151                 if (rc && printk_ratelimit()) {
 152                         printk("tce_build_pSeriesLP: plpar_tce_put failed. rc=%ld\n", rc);
 153                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
 154                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
 155                         printk("\ttce val = 0x%lx\n", tce.te_word );
 156                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
 157                 }
 158
 159                 tcenum++;
 160                 tce.te_rpn++;
 161         }
 162 }
 163
 164 static void tce_free_pSeriesLP(struct iommu_table *tbl, long tcenum, long npages)
 165 {
 166         u64 rc;
 167         union tce_entry tce;
 168
 169         tce.te_word = 0;
 170
 171         while (npages--) {
 172                 rc = plpar_tce_put((u64)tbl->it_index,
 173                                    (u64)tcenum << 12,
 174                                    tce.te_word );
 175
 176                 if (rc && printk_ratelimit()) {
 177                         printk("tce_free_pSeriesLP: plpar_tce_put failed\n");
 178                         printk("\trc      = %ld\n", rc);
 179                         printk("\tindex   = 0x%lx\n", (u64)tbl->it_index);
 180                         printk("\ttcenum  = 0x%lx\n", (u64)tcenum);
 181                         printk("\ttce val = 0x%lx\n", tce.te_word );
 182                         show_stack(current, (unsigned long *)__get_SP());
 183                 }
 184
 185                 tcenum++;
 186         }
 187 }
 188
 189 int vtermno;    /* virtual terminal# for udbg  */
 190
 191 static void udbg_putcLP(unsigned char c)
 192 {
 193         char buf[16];
 194         unsigned long rc;
 195
 196         if (c == '\n')
 197                 udbg_putcLP('\r');
 198
 199         buf[0] = c;
 200         do {
 201                 rc = plpar_put_term_char(vtermno, 1, buf);
 202         } while(rc == H_Busy);
 203 }
 204
 205 /* Buffered chars getc */
 206 static long inbuflen;
 207 static long inbuf[2];   /* must be 2 longs */
 208
 209 static int udbg_getc_pollLP(void)
 210 {
 211         /* The interface is tricky because it may return up to 16 chars.
 212          * We save them statically for future calls to udbg_getc().
 213          */
 214         char ch, *buf = (char *)inbuf;
 215         int i;
 216         long rc;
 217         if (inbuflen == 0) {
 218                 /* get some more chars. */
 219                 inbuflen = 0;
 220                 rc = plpar_get_term_char(vtermno, &inbuflen, buf);
 221                 if (rc != H_Success)
 222                         inbuflen = 0;   /* otherwise inbuflen is garbage */
 223         }
 224         if (inbuflen <= 0 || inbuflen > 16) {
 225                 /* Catch error case as well as other oddities (corruption) */
 226                 inbuflen = 0;
 227                 return -1;
 228         }
 229         ch = buf[0];
 230         for (i = 1; i < inbuflen; i++)  /* shuffle them down. */
 231                 buf[i-1] = buf[i];
 232         inbuflen--;
 233         return ch;
 234 }
 235
 236 static unsigned char udbg_getcLP(void)
 237 {
 238         int ch;
 239         for (;;) {
 240                 ch = udbg_getc_pollLP();
 241                 if (ch == -1) {
 242                         /* This shouldn't be needed...but... */
 243                         volatile unsigned long delay;
 244                         for (delay=0; delay < 2000000; delay++)
 245                                 ;
 246                 } else {
 247                         return ch;
 248                 }
 249         }
 250 }
 251
 252 /* returns 0 if couldn't find or use /chosen/stdout as console */
 253 static int find_udbg_vterm(void)
 254 {
 255         struct device_node *stdout_node;
 256         u32 *termno;
 257         char *name;
 258         int found = 0;
 259
 260         /* find the boot console from /chosen/stdout */
 261         if (!of_stdout_device) {
 262                 printk(KERN_WARNING "couldn't get path from /chosen/stdout!\n");
 263                 return found;
 264         }
 265         stdout_node = of_find_node_by_path(of_stdout_device);
 266         if (!stdout_node) {
 267                 printk(KERN_WARNING "couldn't find node from /chosen/stdout\n");
 268                 return found;
 269         }
 270
 271         /* now we have the stdout node; figure out what type of device it is. */
 272         name = (char *)get_property(stdout_node, "name", 0);
 273         if (!name) {
 274                 printk(KERN_WARNING "stdout node missing 'name' property!\n");
 275                 goto out;
 276         }
 277
 278         if (strncmp(name, "vty", 3) == 0) {
 279                 if (device_is_compatible(stdout_node, "hvterm1")) {
 280                         termno = (u32 *)get_property(stdout_node, "reg", 0);
 281                         if (termno) {
 282                                 vtermno = termno[0];
 283                                 ppc_md.udbg_putc = udbg_putcLP;
 284                                 ppc_md.udbg_getc = udbg_getcLP;
 285                                 ppc_md.udbg_getc_poll = udbg_getc_pollLP;
 286                                 found = 1;
 287                         }
 288                 } else {
 289                         /* XXX implement udbg_putcLP_vtty for hvterm-protocol1 case */
 290                         printk(KERN_WARNING "%s doesn't speak hvterm1; "
 291                                         "can't print udbg messages\n", of_stdout_device);
 292                 }
 293         } else if (strncmp(name, "serial", 6)) {
 294                 /* XXX fix ISA serial console */
 295                 printk(KERN_WARNING "serial stdout on LPAR ('%s')! "
 296                                 "can't print udbg messages\n", of_stdout_device);
 297         } else {
 298                 printk(KERN_WARNING "don't know how to print to stdout '%s'\n",
 299                                 of_stdout_device);
 300         }
 301
 302 out:
 303         of_node_put(stdout_node);
 304         return found;
 305 }
 306
 307 void pSeries_lpar_mm_init(void);
 308
 309 /* This is called early in setup.c.
 310  * Use it to setup page table ppc_md stuff as well as udbg.
 311  */
 312 void pSeriesLP_init_early(void)
 313 {
 314         pSeries_lpar_mm_init();
 315
 316         tce_init_pSeries();
 317
 318         ppc_md.tce_build = tce_build_pSeriesLP;
 319         ppc_md.tce_free  = tce_free_pSeriesLP;
 320
 321         pci_iommu_init();
 322
 323 #ifdef CONFIG_SMP
 324         smp_init_pSeries();
 325 #endif
 326
 327         /* The keyboard is not useful in the LPAR environment.
 328          * Leave all the ppc_md keyboard interfaces NULL.
 329          */
 330
 331         if (0 == find_udbg_vterm()) {
 332                 printk(KERN_WARNING
 333                         "can't use stdout; can't print early debug messages.\n");
 334         }
 335 }
 336
 337 long pSeries_lpar_hpte_insert(unsigned long hpte_group,
 338                               unsigned long va, unsigned long prpn,
 339                               int secondary, unsigned long hpteflags,
 340                               int bolted, int large)
 341 {
 342         unsigned long arpn = physRpn_to_absRpn(prpn);
 343         unsigned long lpar_rc;
 344         unsigned long flags;
 345         unsigned long slot;
 346         HPTE lhpte;
 347         unsigned long dummy0, dummy1;
 348
 349         /* Fill in the local HPTE with absolute rpn, avpn and flags */
 350         lhpte.dw1.dword1      = 0;
 351         lhpte.dw1.dw1.rpn     = arpn;
 352         lhpte.dw1.flags.flags = hpteflags;
 353
 354         lhpte.dw0.dword0      = 0;
 355         lhpte.dw0.dw0.avpn    = va >> 23;
 356         lhpte.dw0.dw0.h       = secondary;
 357         lhpte.dw0.dw0.bolted  = bolted;
 358         lhpte.dw0.dw0.v       = 1;
 359
 360         if (large) {
 361                 lhpte.dw0.dw0.l = 1;
 362                 lhpte.dw0.dw0.avpn &= ~0x1UL;
 363         }
 364
 365         /* Now fill in the actual HPTE */
 366         /* Set CEC cookie to 0         */
 367         /* Zero page = 0               */
 368         /* I-cache Invalidate = 0      */
 369         /* I-cache synchronize = 0     */
 370         /* Exact = 0                   */
 371         flags = 0;
 372
 373         /* XXX why is this here? - Anton */
 374         if (hpteflags & (_PAGE_GUARDED|_PAGE_NO_CACHE))
 375                 lhpte.dw1.flags.flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 376
 377         lpar_rc = plpar_hcall(H_ENTER, flags, hpte_group, lhpte.dw0.dword0,
 378                               lhpte.dw1.dword1, &slot, &dummy0, &dummy1);
 379
 380         if (lpar_rc == H_PTEG_Full)
 381                 return -1;
 382
 383         /*
 384          * Since we try and ioremap PHBs we don't own, the pte insert
 385          * will fail. However we must catch the failure in hash_page
 386          * or we will loop forever, so return -2 in this case.
 387          */
 388         if (lpar_rc != H_Success)
 389                 return -2;
 390
 391         /* Because of iSeries, we have to pass down the secondary
 392          * bucket bit here as well
 393          */
 394         return (slot & 7) | (secondary << 3);
 395 }
 396
 397 static spinlock_t pSeries_lpar_tlbie_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 398
 399 static long pSeries_lpar_hpte_remove(unsigned long hpte_group)
 400 {
 401         unsigned long slot_offset;
 402         unsigned long lpar_rc;
 403         int i;
 404         unsigned long dummy1, dummy2;
 405
 406         /* pick a random slot to start at */
 407         slot_offset = mftb() & 0x7;
 408
 409         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 410
 411                 /* don't remove a bolted entry */
 412                 lpar_rc = plpar_pte_remove(H_ANDCOND, hpte_group + slot_offset,
 413                                            (0x1UL << 4), &dummy1, &dummy2);
 414
 415                 if (lpar_rc == H_Success)
 416                         return i;
 417
 418                 if (lpar_rc != H_Not_Found)
 419                         panic("Bad return code from pte remove rc = %lx\n",
 420                               lpar_rc);
 421
 422                 slot_offset++;
 423                 slot_offset &= 0x7;
 424         }
 425
 426         return -1;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * NOTE: for updatepp ops we are fortunate that the linux "newpp" bits and
 431  * the low 3 bits of flags happen to line up.  So no transform is needed.
 432  * We can probably optimize here and assume the high bits of newpp are
 433  * already zero.  For now I am paranoid.
 434  */
 435 static long pSeries_lpar_hpte_updatepp(unsigned long slot, unsigned long newpp,
 436                                        unsigned long va, int large, int local)
 437 {
 438         unsigned long lpar_rc;
 439         unsigned long flags = (newpp & 7) | H_AVPN;
 440         unsigned long avpn = va >> 23;
 441
 442         if (large)
 443                 avpn &= ~0x1UL;
 444
 445         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, (avpn << 7));
 446
 447         if (lpar_rc == H_Not_Found)
 448                 return -1;
 449
 450         if (lpar_rc != H_Success)
 451                 panic("bad return code from pte protect rc = %lx\n", lpar_rc);
 452
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 static unsigned long pSeries_lpar_hpte_getword0(unsigned long slot)
 457 {
 458         unsigned long dword0;
 459         unsigned long lpar_rc;
 460         unsigned long dummy_word1;
 461         unsigned long flags;
 462
 463         /* Read 1 pte at a time                        */
 464         /* Do not need RPN to logical page translation */
 465         /* No cross CEC PFT access                     */
 466         flags = 0;
 467
 468         lpar_rc = plpar_pte_read(flags, slot, &dword0, &dummy_word1);
 469
 470         if (lpar_rc != H_Success)
 471                 panic("Error on pte read in get_hpte0 rc = %lx\n", lpar_rc);
 472
 473         return dword0;
 474 }
 475
 476 static long pSeries_lpar_hpte_find(unsigned long vpn)
 477 {
 478         unsigned long hash;
 479         unsigned long i, j;
 480         long slot;
 481         union {
 482                 unsigned long dword0;
 483                 Hpte_dword0 dw0;
 484         } hpte_dw0;
 485         Hpte_dword0 dw0;
 486
 487         hash = hpt_hash(vpn, 0);
 488
 489         for (j = 0; j < 2; j++) {
 490                 slot = (hash & htab_data.htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 491                 for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 492                         hpte_dw0.dword0 = pSeries_lpar_hpte_getword0(slot);
 493                         dw0 = hpte_dw0.dw0;
 494
 495                         if ((dw0.avpn == (vpn >> 11)) && dw0.v &&
 496                             (dw0.h == j)) {
 497                                 /* HPTE matches */
 498                                 if (j)
 499                                         slot = -slot;
 500                                 return slot;
 501                         }
 502                         ++slot;
 503                 }
 504                 hash = ~hash;
 505         }
 506
 507         return -1;
 508 }
 509
 510 static void pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp(unsigned long newpp,
 511                                              unsigned long ea)
 512 {
 513         unsigned long lpar_rc;
 514         unsigned long vsid, va, vpn, flags;
 515         long slot;
 516
 517         vsid = get_kernel_vsid(ea);
 518         va = (vsid << 28) | (ea & 0x0fffffff);
 519         vpn = va >> PAGE_SHIFT;
 520
 521         slot = pSeries_lpar_hpte_find(vpn);
 522         if (slot == -1)
 523                 panic("updateboltedpp: Could not find page to bolt\n");
 524
 525         flags = newpp & 3;
 526         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, 0);
 527
 528         if (lpar_rc != H_Success)
 529                 panic("Bad return code from pte bolted protect rc = %lx\n",
 530                       lpar_rc);
 531 }
 532
 533 static void pSeries_lpar_hpte_invalidate(unsigned long slot, unsigned long va,
 534                                          int large, int local)
 535 {
 536         unsigned long avpn = va >> 23;
 537         unsigned long lpar_rc;
 538         unsigned long dummy1, dummy2;
 539
 540         if (large)
 541                 avpn &= ~0x1UL;
 542
 543         lpar_rc = plpar_pte_remove(H_AVPN, slot, (avpn << 7), &dummy1,
 544                                    &dummy2);
 545
 546         if (lpar_rc == H_Not_Found)
 547                 return;
 548
 549         if (lpar_rc != H_Success)
 550                 panic("Bad return code from invalidate rc = %lx\n", lpar_rc);
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Take a spinlock around flushes to avoid bouncing the hypervisor tlbie
 555  * lock.
 556  */
 557 void pSeries_lpar_flush_hash_range(unsigned long context, unsigned long number,
 558                                    int local)
 559 {
 560         int i;
 561         unsigned long flags;
 562         struct ppc64_tlb_batch *batch = &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 563
 564         if (!(cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_LOCKLESS_TLBIE))
 565                 spin_lock_irqsave(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
 566
 567         for (i = 0; i < number; i++)
 568                 flush_hash_page(context, batch->addr[i], batch->pte[i], local);
 569
 570         if (!(cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_LOCKLESS_TLBIE))
 571                 spin_unlock_irqrestore(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
 572 }
 573
 574 void pSeries_lpar_mm_init(void)
 575 {
 576         ppc_md.hpte_invalidate  = pSeries_lpar_hpte_invalidate;
 577         ppc_md.hpte_updatepp    = pSeries_lpar_hpte_updatepp;
 578         ppc_md.hpte_updateboltedpp = pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp;
 579         ppc_md.hpte_insert      = pSeries_lpar_hpte_insert;
 580         ppc_md.hpte_remove      = pSeries_lpar_hpte_remove;
 581         ppc_md.flush_hash_range = pSeries_lpar_flush_hash_range;
 582 }