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 #include <asm/dma.h>
  26
  27 /* #define IOUNIT_DEBUG */
  28 #ifdef IOUNIT_DEBUG
  29 #define IOD(x) printk(x)
  30 #else
  31 #define IOD(x) do { } while (0)
  32 #endif
  33
  34 #define IOPERM        (IOUPTE_CACHE | IOUPTE_WRITE | IOUPTE_VALID)
  35 #define MKIOPTE(phys) __iopte((((phys)>>4) & IOUPTE_PAGE) | IOPERM)
  36
  37 void __init
  38 iounit_init(int sbi_node, int io_node, struct sbus_bus *sbus)
  39 {
  40         iopte_t *xpt, *xptend;
  41         struct iounit_struct *iounit;
  42         struct linux_prom_registers iommu_promregs[PROMREG_MAX];
  43         struct resource r;
  44
  45         iounit = kmalloc(sizeof(struct iounit_struct), GFP_ATOMIC);
  46
  47         memset(iounit, 0, sizeof(*iounit));
  48         iounit->limit[0] = IOUNIT_BMAP1_START;
  49         iounit->limit[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  50         iounit->limit[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  51         iounit->limit[3] = IOUNIT_BMAPM_END;
  52         iounit->rotor[1] = IOUNIT_BMAP2_START;
  53         iounit->rotor[2] = IOUNIT_BMAPM_START;
  54
  55         prom_getproperty(sbi_node, "reg", (void *) iommu_promregs,
  56                          sizeof(iommu_promregs));
  57         prom_apply_generic_ranges(io_node, 0, iommu_promregs, 3);
  58         memset(&r, 0, sizeof(r));
  59         r.flags = iommu_promregs[2].which_io;
  60         r.start = iommu_promregs[2].phys_addr;
  61         xpt = (iopte_t *) sbus_ioremap(&r, 0, PAGE_SIZE * 16, "XPT");
  62         if(!xpt) panic("Cannot map External Page Table.");
  63
  64         sbus->iommu = (struct iommu_struct *)iounit;
  65         iounit->page_table = xpt;
  66
  67         for (xptend = iounit->page_table + (16 * PAGE_SIZE) / sizeof(iopte_t);
  68              xpt < xptend;)
  69                 iopte_val(*xpt++) = 0;
  70 }
  71
  72 /* One has to hold iounit->lock to call this */
  73 static unsigned long iounit_get_area(struct iounit_struct *iounit, unsigned long vaddr, int size)
  74 {
  75         int i, j, k, npages;
  76         unsigned long rotor, scan, limit;
  77         iopte_t iopte;
  78
  79         npages = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
  80
  81         /* A tiny bit of magic ingredience :) */
  82         switch (npages) {
  83         case 1: i = 0x0231; break;
  84         case 2: i = 0x0132; break;
  85         default: i = 0x0213; break;
  86         }
  87
  88         IOD(("iounit_get_area(%08lx,%d[%d])=", vaddr, size, npages));
  89
  90 next:   j = (i & 15);
  91         rotor = iounit->rotor[j - 1];
  92         limit = iounit->limit[j];
  93         scan = rotor;
  94 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
  95         if (scan + npages > limit) {
  96                 if (limit != rotor) {
  97                         limit = rotor;
  98                         scan = iounit->limit[j - 1];
  99                         goto nexti;
 100                 }
 101                 i >>= 4;
 102                 if (!(i & 15))
 103                         panic("iounit_get_area: Couldn't find free iopte slots for (%08lx,%d)\n", vaddr, size);
 104                 goto next;
 105         }
 106         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 107                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 108                         goto nexti;
 109         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 110         scan -= npages;
 111         iopte = MKIOPTE(__pa(vaddr & PAGE_MASK));
 112         vaddr = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 113         for (k = 0; k < npages; k++, iopte = __iopte(iopte_val(iopte) + 0x100), scan++) {
 114                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 115                 iounit->page_table[scan] = iopte;
 116         }
 117         IOD(("%08lx\n", vaddr));
 118         return vaddr;
 119 }
 120
 121 static __u32 iounit_get_scsi_one(char *vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 122 {
 123         unsigned long ret, flags;
 124         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 125
 126         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 127         ret = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)vaddr, len);
 128         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 129         return ret;
 130 }
 131
 132 static void iounit_get_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 133 {
 134         unsigned long flags;
 135         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 136
 137         /* FIXME: Cache some resolved pages - often several sg entries are to the same page */
 138         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 139         while (sz != 0) {
 140                 --sz;
 141                 sg[sz].dvma_address = iounit_get_area(iounit, (unsigned long)page_address(sg[sz].page) + sg[sz].offset, sg[sz].length);
 142                 sg[sz].dvma_length = sg[sz].length;
 143         }
 144         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 145 }
 146
 147 static void iounit_release_scsi_one(__u32 vaddr, unsigned long len, struct sbus_bus *sbus)
 148 {
 149         unsigned long flags;
 150         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 151
 152         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 153         len = ((vaddr & ~PAGE_MASK) + len + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 154         vaddr = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 155         IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 156         for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 157                 clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 158         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 159 }
 160
 161 static void iounit_release_scsi_sgl(struct scatterlist *sg, int sz, struct sbus_bus *sbus)
 162 {
 163         unsigned long flags;
 164         unsigned long vaddr, len;
 165         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 166
 167         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 168         while (sz != 0) {
 169                 --sz;
 170                 len = ((sg[sz].dvma_address & ~PAGE_MASK) + sg[sz].length + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 171                 vaddr = (sg[sz].dvma_address - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 172                 IOD(("iounit_release %08lx-%08lx\n", (long)vaddr, (long)len+vaddr));
 173                 for (len += vaddr; vaddr < len; vaddr++)
 174                         clear_bit(vaddr, iounit->bmap);
 175         }
 176         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 177 }
 178
 179 #ifdef CONFIG_SBUS
 180 static int iounit_map_dma_area(dma_addr_t *pba, unsigned long va, __u32 addr, int len)
 181 {
 182         unsigned long page, end;
 183         pgprot_t dvma_prot;
 184         iopte_t *iopte;
 185         struct sbus_bus *sbus;
 186
 187         *pba = addr;
 188
 189         dvma_prot = __pgprot(SRMMU_CACHE | SRMMU_ET_PTE | SRMMU_PRIV);
 190         end = PAGE_ALIGN((addr + len));
 191         while(addr < end) {
 192                 page = va;
 193                 {
 194                         pgd_t *pgdp;
 195                         pmd_t *pmdp;
 196                         pte_t *ptep;
 197                         long i;
 198
 199                         pgdp = pgd_offset(init_task.mm, addr);
 200                         pmdp = pmd_offset(pgdp, addr);
 201                         ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
 202
 203                         set_pte(ptep, mk_pte(virt_to_page(page), dvma_prot));
 204
 205                         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 206
 207                         for_each_sbus(sbus) {
 208                                 struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 209
 210                                 iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 211                                 *iopte = MKIOPTE(__pa(page));
 212                         }
 213                 }
 214                 addr += PAGE_SIZE;
 215                 va += PAGE_SIZE;
 216         }
 217         flush_cache_all();
 218         flush_tlb_all();
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static void iounit_unmap_dma_area(unsigned long addr, int len)
 224 {
 225         /* XXX Somebody please fill this in */
 226 }
 227
 228 /* XXX We do not pass sbus device here, bad. */
 229 static struct page *iounit_translate_dvma(unsigned long addr)
 230 {
 231         struct sbus_bus *sbus = sbus_root;      /* They are all the same */
 232         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 233         int i;
 234         iopte_t *iopte;
 235
 236         i = ((addr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT);
 237         iopte = (iopte_t *)(iounit->page_table + i);
 238         return pfn_to_page(iopte_val(*iopte) >> (PAGE_SHIFT-4)); /* XXX sun4d guru, help */
 239 }
 240 #endif
 241
 242 static char *iounit_lockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 243 {
 244 /* FIXME: Write this */
 245         return vaddr;
 246 }
 247
 248 static void iounit_unlockarea(char *vaddr, unsigned long len)
 249 {
 250 /* FIXME: Write this */
 251 }
 252
 253 void __init ld_mmu_iounit(void)
 254 {
 255         BTFIXUPSET_CALL(mmu_lockarea, iounit_lockarea, BTFIXUPCALL_RETO0);
 256         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unlockarea, iounit_unlockarea, BTFIXUPCALL_NOP);
 257
 258         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_one, iounit_get_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 259         BTFIXUPSET_CALL(mmu_get_scsi_sgl, iounit_get_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 260         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_one, iounit_release_scsi_one, BTFIXUPCALL_NORM);
 261         BTFIXUPSET_CALL(mmu_release_scsi_sgl, iounit_release_scsi_sgl, BTFIXUPCALL_NORM);
 262
 263 #ifdef CONFIG_SBUS
 264         BTFIXUPSET_CALL(mmu_map_dma_area, iounit_map_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 265         BTFIXUPSET_CALL(mmu_unmap_dma_area, iounit_unmap_dma_area, BTFIXUPCALL_NORM);
 266         BTFIXUPSET_CALL(mmu_translate_dvma, iounit_translate_dvma, BTFIXUPCALL_NORM);
 267 #endif
 268 }
 269
 270 __u32 iounit_map_dma_init(struct sbus_bus *sbus, int size)
 271 {
 272         int i, j, k, npages;
 273         unsigned long rotor, scan, limit;
 274         unsigned long flags;
 275         __u32 ret;
 276         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 277
 278         npages = (size + (PAGE_SIZE-1)) >> PAGE_SHIFT;
 279         i = 0x0213;
 280         spin_lock_irqsave(&iounit->lock, flags);
 281 next:   j = (i & 15);
 282         rotor = iounit->rotor[j - 1];
 283         limit = iounit->limit[j];
 284         scan = rotor;
 285 nexti:  scan = find_next_zero_bit(iounit->bmap, limit, scan);
 286         if (scan + npages > limit) {
 287                 if (limit != rotor) {
 288                         limit = rotor;
 289                         scan = iounit->limit[j - 1];
 290                         goto nexti;
 291                 }
 292                 i >>= 4;
 293                 if (!(i & 15))
 294                         panic("iounit_map_dma_init: Couldn't find free iopte slots for %d bytes\n", size);
 295                 goto next;
 296         }
 297         for (k = 1, scan++; k < npages; k++)
 298                 if (test_bit(scan++, iounit->bmap))
 299                         goto nexti;
 300         iounit->rotor[j - 1] = (scan < limit) ? scan : iounit->limit[j - 1];
 301         scan -= npages;
 302         ret = IOUNIT_DMA_BASE + (scan << PAGE_SHIFT);
 303         for (k = 0; k < npages; k++, scan++)
 304                 set_bit(scan, iounit->bmap);
 305         spin_unlock_irqrestore(&iounit->lock, flags);
 306         return ret;
 307 }
 308
 309 __u32 iounit_map_dma_page(__u32 vaddr, void *addr, struct sbus_bus *sbus)
 310 {
 311         int scan = (vaddr - IOUNIT_DMA_BASE) >> PAGE_SHIFT;
 312         struct iounit_struct *iounit = (struct iounit_struct *)sbus->iommu;
 313
 314         iounit->page_table[scan] = MKIOPTE(__pa(((unsigned long)addr) & PAGE_MASK));
 315         return vaddr + (((unsigned long)addr) & ~PAGE_MASK);
 316 }