arch/sparc/mm/io-unit.c

   1 /* $Id: io-unit.c,v 1.24 2001/12/17 07:05:09 davem Exp $
   2  * io-unit.c:  IO-UNIT specific routines for memory management.
   3  *
   4  * Copyright (C) 1997,1998 Jakub Jelinek    (jj@sunsite.mff.cuni.cz)
   5  */
   6
   7 #include <linux/config.h>
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11 #include <linux/spinlock.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/highmem.h>      /* pte_offset_map => kmap_atomic */
  14
  15 #include <asm/scatterlist.h>
  16 #include <asm/pgalloc.h>
  17 #include <asm/pgtable.h>
  18 #include <asm/sbus.h>
  19 #include <asm/io.h>
  20 #include <asm/io-unit.h>
  21 #include <asm/mxcc.h>
  22 #include <asm/bitops.h>
  23 #include <asm/cacheflush.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25
  26 /* #define IOUNIT_DEBUG */
  27 #ifdef IOUNIT_DEBUG
  28 #define IOD(x) printk(x)
  29 #else
  30 #define IOD(x) do { } while (0)
  31 #endif
  32
  33 #define IOPERM        (IOUPTE_CACHE | IOUPTE_WRITE | IOUPTE_VALID)
  34 #define MKIOPTE(phys) __iopte((((phys)>>4) & IOUPTE_PAGE) | IOPERM)
  35
  36 void __init
  37 iounit_init(int sbi_node, int io_node, struct sbus_bus *sbus)
  38 {
  39         iopte_t *xpt, *xptend;
  40         struct iounit_struct *iounit;
  41         struct linux_prom_registers iommu_promregs[PROMREG_MAX];
  42         struct resource r;
  43
  44         iounit = kmalloc(sizeof(struct iounit_struct), GFP_ATOMIC);
  45
  46         memset(iounit, 0, sizeof(*iounit));
  47         iounit->limit[0] = IOUNIT_BMAP1_START;
  48         iounit->limit[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  49         iounit->limit[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  50         iounit->limit[3] = IOUNIT_BMAPM_END;
  51         iounit->rotor[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  52         iounit->rotor[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  53
  54         prom_getproperty(sbi_node, "reg", (void *) iommu_promregs,
  55                          sizeof(iommu_promregs));
  56         prom_apply_generic_ranges(io_node, 0, iommu_promregs, 3);
  57         memset(&r, 0, sizeof(r));
  58         r.flags = iommu_promregs[2].which_io;
  59         r.start = iommu_promregs[2].phys_addr;
  60         xpt = (iopte_t *) sbus_ioremap(&r, 0, PAGE_SIZE * 16, "XPT");
  61         if(!xpt) panic("Cannot map External Page Table.");
  62
  63         sbus->iommu = (struct iommu_struct *)iounit;
  64         iounit->page_table = xpt;
  65
  66         for (xptend = iounit->page_table + (16 * PAGE_SIZE) / sizeof(iopte_t);
  67              xpt < xptend;)
  68                 iopte_val(*xpt++) = 0;
  69 }
  70
  71 /* One has to hold iounit->lock to call this */
  72 static unsigned long iounit_get_area(struct iounit_struct *iounit, unsigned long vaddr, int size)
  73 {
  74         int i, j, k, npages;
  75         unsigned long rotor, scan, limit;
  76         iopte_t iopte;
  77
  78         npages = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
  79
  80         /* A tiny bit of magic ingredience :) */
  81         switch (npages) {
  82         case 1: i = 0x0231; break;
  83         case 2: i = 0x0132; break;
  84         default: i = 0x0213; break;
  85         }
  86
  87         IOD(("iounit_get_area(%08lx,%d[%d])=", vaddr, size, npages));
  88
  89 next:   j = (i & 15);
  90         rotor = iounit->rotor[j - 1];
  91         limit = iounit->limit[j];
  92         scan = rotor;
  93 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
  94         if (scan + npages > limit) {
  95                 if (limit != rotor) {
  96                         limit = rotor;
  97                         scan = iounit->limit[j - 1];
  98                         goto nexti;
  99                 }
 100                 i >>= 4;
 101                 if (!(i & 15))
 102                         panic("iounit_get_area: Couldn't find free iopte slots for (%08lx,%d)\n", vaddr, size);
 103                 goto next;
 104         }
 105         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 106                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 107                         goto nexti;
 108         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 109         scan -= npages;
 110         iopte = MKIOPTE(__pa(vaddr & PAGE_MASK));
 111         vaddr = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 112         for (k = 0; k < npages; k++, iopte = __iopte(iopte_val(iopte) + 0x100), scan++) {
 113                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 114                 iounit->page_table[scan] = iopte;
 115         }
 116         IOD(("%08lx\n", vaddr));
 117         return vaddr;
 118 }
 119
 120 static __u32 iounit_get_scsi_one(char *vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 121 {
 122         unsigned long ret, flags;
 123         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 124
 125         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 126         ret = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)vaddr, len);
 127         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 128         return ret;
 129 }
 130
 131 static void iounit_get_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 132 {
 133         unsigned long flags;
 134         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 135
 136         /* FIXME: Cache some resolved pages - often several sg entries are to the same page */
 137         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 138         while (sz != 0) {
 139                 --sz;
 140                 sg[sz].dvma_address = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)page_address(sg[sz].page) + sg[sz].offset, sg[sz].length);
 141                 sg[sz].dvma_length = sg[sz].length;
 142         }
 143         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 144 }
 145
 146 static void iounit_release_scsi_one(__u32 vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 147 {
 148         unsigned long flags;
 149         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 150
 151         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 152         len = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + len + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 153         vaddr = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 154         IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 155         for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 156                 clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 157         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 158 }
 159
 160 static void iounit_release_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 161 {
 162         unsigned long flags;
 163         unsigned long vaddr, len;
 164         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 165
 166         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 167         while (sz != 0) {
 168                 --sz;
 169                 len = ((sg[sz].dvma_address & ~PAGE_MASK) + sg[sz].length + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 170                 vaddr = (sg[sz].dvma_address - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 171                 IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 172                 for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 173                         clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 174         }
 175         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 176 }
 177
 178 #ifdef CONFIG_SBUS
 179 static int iounit_map_dma_area(dma_addr_t *pba, unsigned long va, __u32 addr, int len)
 180 {
 181         unsigned long page, end;
 182         pgprot_t dvma_prot;
 183         iopte_t *iopte;
 184         struct sbus_bus *sbus;
 185
 186         *pba = addr;
 187
 188         dvma_prot = __pgprot(SRMMU_CACHE | SRMMU_ET_PTE | SRMMU_PRIV);
 189         end = PAGE_ALIGN((addr + len));
 190         while(addr < end) {
 191                 page = va;
 192                 {
 193                         pgd_t *pgdp;
 194                         pmd_t *pmdp;
 195                         pte_t *ptep;
 196                         long i;
 197
 198                         pgdp = pgd_offset(init_task.mm, addr);
 199                         pmdp = pmd_offset(pgdp, addr);
 200                         ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 201
 202                         set_pte(ptep, mk_pte(virt_to_page(page), dvma_prot));
 203
 204                         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 205
 206                         for_each_sbus(sbus) {
 207                                 struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 208
 209                                 iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 210                                 *iopte = MKIOPTE(__pa(page));
 211                         }
 212                 }
 213                 addr += PAGE_SIZE;
 214                 va += PAGE_SIZE;
 215         }
 216         flush_cache_all();
 217         flush_tlb_all();
 218
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 static void iounit_unmap_dma_area(unsigned long addr, int len)
 223 {
 224         /* XXX Somebody please fill this in */
 225 }
 226
 227 /* XXX We do not pass sbus device here, bad. */
 228 static struct page *iounit_translate_dvma(unsigned long addr)
 229 {
 230         struct sbus_bus *sbus = sbus_root;      /* They are all the same */
 231         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 232         int i;
 233         iopte_t *iopte;
 234
 235         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 236         iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 237         return pfn_to_page(iopte_val(*iopte) >> (PAGE_SHIFT-4)); /* XXX sun4d guru, help */
 238 }
 239 #endif
 240
 241 static char *iounit_lockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 242 {
 243 /* FIXME: Write this */
 244         return vaddr;
 245 }
 246
 247 static void iounit_unlockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 248 {
 249 /* FIXME: Write this */
 250 }
 251
 252 void __init ld_mmu_iounit(void)
 253 {
 254         BTFIXUPSET_CALL(mmu_lockarea, iounit_lockarea, BTFIXUPCALL_RETO0);
 255         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unlockarea, iounit_unlockarea, BTFIXUPCALL_NOP);
 256
 257         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_one, iounit_get_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 258         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_sgl, iounit_get_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 259         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_one, iounit_release_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 260         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_sgl, iounit_release_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 261
 262 #ifdef CONFIG_SBUS
 263         BTFIXUPSET_CALL(mmu_map_dma_area, iounit_map_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 264         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unmap_dma_area, iounit_unmap_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 265         BTFIXUPSET_CALL(mmu_translate_dvma, iounit_translate_dvma, BTFIXUPCALL_NORM);
 266 #endif
 267 }
 268
 269 __u32 iounit_map_dma_init(struct sbus_bus *sbus, int size)
 270 {
 271         int i, j, k, npages;
 272         unsigned long rotor, scan, limit;
 273         unsigned long flags;
 274         __u32 ret;
 275         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 276
 277         npages = (size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 278         i = 0x0213;
 279         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 280 next:   j = (i & 15);
 281         rotor = iounit->rotor[j - 1];
 282         limit = iounit->limit[j];
 283         scan = rotor;
 284 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
 285         if (scan + npages > limit) {
 286                 if (limit != rotor) {
 287                         limit = rotor;
 288                         scan = iounit->limit[j - 1];
 289                         goto nexti;
 290                 }
 291                 i >>= 4;
 292                 if (!(i & 15))
 293                         panic("iounit_map_dma_init: Couldn't find free iopte slots for %d bytes\n", size);
 294                 goto next;
 295         }
 296         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 297                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 298                         goto nexti;
 299         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 300         scan -= npages;
 301         ret = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT);
 302         for (k = 0; k < npages; k++, scan++)
 303                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 304         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 305         return ret;
 306 }
 307
 308 __u32 iounit_map_dma_page(__u32 vaddr, void *addr, struct sbus_bus *sbus)
 309 {
 310         int scan = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 311         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 312
 313         iounit->page_table[scan] = MKIOPTE(__pa(((unsigned long)addr) & PAGE_MASK));
 314         return vaddr + (((unsigned long)addr) & ~PAGE_MASK);
 315 }