Merge to Fedora kernel-2.6.18-1.2224_FC5 patched with stable patch-2.6.18.1-vs2.0...
[linux-2.6.git] / drivers / parisc / sba_iommu.c
1 /*
2 **  System Bus Adapter (SBA) I/O MMU manager
3 **
4 **      (c) Copyright 2000-2004 Grant Grundler <grundler @ parisc-linux x org>
5 **      (c) Copyright 2004 Naresh Kumar Inna <knaresh at india x hp x com>
6 **      (c) Copyright 2000-2004 Hewlett-Packard Company
7 **
8 **      Portions (c) 1999 Dave S. Miller (from sparc64 I/O MMU code)
9 **
10 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13 **      (at your option) any later version.
14 **
15 **
16 ** This module initializes the IOC (I/O Controller) found on B1000/C3000/
17 ** J5000/J7000/N-class/L-class machines and their successors.
18 **
19 ** FIXME: add DMA hint support programming in both sba and lba modules.
20 */
21
22 #include <linux/types.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/init.h>
27
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/string.h>
30 #include <linux/pci.h>
31
32 #include <asm/byteorder.h>
33 #include <asm/io.h>
34 #include <asm/dma.h>            /* for DMA_CHUNK_SIZE */
35
36 #include <asm/hardware.h>       /* for register_parisc_driver() stuff */
37
38 #include <linux/proc_fs.h>
39 #include <linux/seq_file.h>
40
41 #include <asm/runway.h>         /* for proc_runway_root */
42 #include <asm/pdc.h>            /* for PDC_MODEL_* */
43 #include <asm/pdcpat.h>         /* for is_pdc_pat() */
44 #include <asm/parisc-device.h>
45
46
47 /* declared in arch/parisc/kernel/setup.c */
48 extern struct proc_dir_entry * proc_mckinley_root;
49
50 #define MODULE_NAME "SBA"
51
52 #ifdef CONFIG_PROC_FS
53 /* depends on proc fs support. But costs CPU performance */
54 #undef SBA_COLLECT_STATS
55 #endif
56
57 /*
58 ** The number of debug flags is a clue - this code is fragile.
59 ** Don't even think about messing with it unless you have
60 ** plenty of 710's to sacrifice to the computer gods. :^)
61 */
62 #undef DEBUG_SBA_INIT
63 #undef DEBUG_SBA_RUN
64 #undef DEBUG_SBA_RUN_SG
65 #undef DEBUG_SBA_RESOURCE
66 #undef ASSERT_PDIR_SANITY
67 #undef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
68 #undef DEBUG_DMB_TRAP
69
70 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
71 #define DBG_INIT(x...)  printk(x)
72 #else
73 #define DBG_INIT(x...)
74 #endif
75
76 #ifdef DEBUG_SBA_RUN
77 #define DBG_RUN(x...)   printk(x)
78 #else
79 #define DBG_RUN(x...)
80 #endif
81
82 #ifdef DEBUG_SBA_RUN_SG
83 #define DBG_RUN_SG(x...)        printk(x)
84 #else
85 #define DBG_RUN_SG(x...)
86 #endif
87
88
89 #ifdef DEBUG_SBA_RESOURCE
90 #define DBG_RES(x...)   printk(x)
91 #else
92 #define DBG_RES(x...)
93 #endif
94
95 #if defined(CONFIG_64BIT)
96 /* "low end" PA8800 machines use ZX1 chipset: PAT PDC and only run 64-bit */
97 #define ZX1_SUPPORT
98 #endif
99
100 #define SBA_INLINE      __inline__
101
102
103 /*
104 ** The number of pdir entries to "free" before issueing
105 ** a read to PCOM register to flush out PCOM writes.
106 ** Interacts with allocation granularity (ie 4 or 8 entries
107 ** allocated and free'd/purged at a time might make this
108 ** less interesting).
109 */
110 #define DELAYED_RESOURCE_CNT    16
111
112 #define DEFAULT_DMA_HINT_REG    0
113
114 #define ASTRO_RUNWAY_PORT       0x582
115 #define IKE_MERCED_PORT         0x803
116 #define REO_MERCED_PORT         0x804
117 #define REOG_MERCED_PORT        0x805
118 #define PLUTO_MCKINLEY_PORT     0x880
119
120 #define SBA_FUNC_ID     0x0000  /* function id */
121 #define SBA_FCLASS      0x0008  /* function class, bist, header, rev... */
122
123 #define IS_ASTRO(id)            ((id)->hversion == ASTRO_RUNWAY_PORT)
124 #define IS_IKE(id)              ((id)->hversion == IKE_MERCED_PORT)
125 #define IS_PLUTO(id)            ((id)->hversion == PLUTO_MCKINLEY_PORT)
126
127 #define SBA_FUNC_SIZE 4096   /* SBA configuration function reg set */
128
129 #define ASTRO_IOC_OFFSET        (32 * SBA_FUNC_SIZE)
130 #define PLUTO_IOC_OFFSET        (1 * SBA_FUNC_SIZE)
131 /* Ike's IOC's occupy functions 2 and 3 */
132 #define IKE_IOC_OFFSET(p)       ((p+2) * SBA_FUNC_SIZE)
133
134 #define IOC_CTRL          0x8   /* IOC_CTRL offset */
135 #define IOC_CTRL_TC       (1 << 0) /* TOC Enable */
136 #define IOC_CTRL_CE       (1 << 1) /* Coalesce Enable */
137 #define IOC_CTRL_DE       (1 << 2) /* Dillon Enable */
138 #define IOC_CTRL_RM       (1 << 8) /* Real Mode */
139 #define IOC_CTRL_NC       (1 << 9) /* Non Coherent Mode */
140 #define IOC_CTRL_D4       (1 << 11) /* Disable 4-byte coalescing */
141 #define IOC_CTRL_DD       (1 << 13) /* Disable distr. LMMIO range coalescing */
142
143 #define MAX_IOC         2       /* per Ike. Pluto/Astro only have 1. */
144
145 #define ROPES_PER_IOC   8       /* per Ike half or Pluto/Astro */
146
147
148 /*
149 ** Offsets into MBIB (Function 0 on Ike and hopefully Astro)
150 ** Firmware programs this stuff. Don't touch it.
151 */
152 #define LMMIO_DIRECT0_BASE  0x300
153 #define LMMIO_DIRECT0_MASK  0x308
154 #define LMMIO_DIRECT0_ROUTE 0x310
155
156 #define LMMIO_DIST_BASE  0x360
157 #define LMMIO_DIST_MASK  0x368
158 #define LMMIO_DIST_ROUTE 0x370
159
160 #define IOS_DIST_BASE   0x390
161 #define IOS_DIST_MASK   0x398
162 #define IOS_DIST_ROUTE  0x3A0
163
164 #define IOS_DIRECT_BASE 0x3C0
165 #define IOS_DIRECT_MASK 0x3C8
166 #define IOS_DIRECT_ROUTE 0x3D0
167
168 /*
169 ** Offsets into I/O TLB (Function 2 and 3 on Ike)
170 */
171 #define ROPE0_CTL       0x200  /* "regbus pci0" */
172 #define ROPE1_CTL       0x208
173 #define ROPE2_CTL       0x210
174 #define ROPE3_CTL       0x218
175 #define ROPE4_CTL       0x220
176 #define ROPE5_CTL       0x228
177 #define ROPE6_CTL       0x230
178 #define ROPE7_CTL       0x238
179
180 #define IOC_ROPE0_CFG   0x500   /* pluto only */
181 #define   IOC_ROPE_AO     0x10  /* Allow "Relaxed Ordering" */
182
183
184
185 #define HF_ENABLE       0x40
186
187
188 #define IOC_IBASE       0x300   /* IO TLB */
189 #define IOC_IMASK       0x308
190 #define IOC_PCOM        0x310
191 #define IOC_TCNFG       0x318
192 #define IOC_PDIR_BASE   0x320
193
194 /* AGP GART driver looks for this */
195 #define SBA_IOMMU_COOKIE    0x0000badbadc0ffeeUL
196
197
198 /*
199 ** IOC supports 4/8/16/64KB page sizes (see TCNFG register)
200 ** It's safer (avoid memory corruption) to keep DMA page mappings
201 ** equivalently sized to VM PAGE_SIZE.
202 **
203 ** We really can't avoid generating a new mapping for each
204 ** page since the Virtual Coherence Index has to be generated
205 ** and updated for each page.
206 **
207 ** PAGE_SIZE could be greater than IOVP_SIZE. But not the inverse.
208 */
209 #define IOVP_SIZE       PAGE_SIZE
210 #define IOVP_SHIFT      PAGE_SHIFT
211 #define IOVP_MASK       PAGE_MASK
212
213 #define SBA_PERF_CFG    0x708   /* Performance Counter stuff */
214 #define SBA_PERF_MASK1  0x718
215 #define SBA_PERF_MASK2  0x730
216
217
218 /*
219 ** Offsets into PCI Performance Counters (functions 12 and 13)
220 ** Controlled by PERF registers in function 2 & 3 respectively.
221 */
222 #define SBA_PERF_CNT1   0x200
223 #define SBA_PERF_CNT2   0x208
224 #define SBA_PERF_CNT3   0x210
225
226
227 struct ioc {
228         void __iomem    *ioc_hpa;       /* I/O MMU base address */
229         char            *res_map;       /* resource map, bit == pdir entry */
230         u64             *pdir_base;     /* physical base address */
231         unsigned long   ibase;  /* pdir IOV Space base - shared w/lba_pci */
232         unsigned long   imask;  /* pdir IOV Space mask - shared w/lba_pci */
233 #ifdef ZX1_SUPPORT
234         unsigned long   iovp_mask;      /* help convert IOVA to IOVP */
235 #endif
236         unsigned long   *res_hint;      /* next avail IOVP - circular search */
237         spinlock_t      res_lock;
238         unsigned int    res_bitshift;   /* from the LEFT! */
239         unsigned int    res_size;       /* size of resource map in bytes */
240 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
241 /* FIXME : DMA HINTs not used */
242         unsigned long   hint_mask_pdir; /* bits used for DMA hints */
243         unsigned int    hint_shift_pdir;
244 #endif
245 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
246         int saved_cnt;
247         struct sba_dma_pair {
248                 dma_addr_t      iova;
249                 size_t          size;
250         } saved[DELAYED_RESOURCE_CNT];
251 #endif
252
253 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
254 #define SBA_SEARCH_SAMPLE       0x100
255         unsigned long avg_search[SBA_SEARCH_SAMPLE];
256         unsigned long avg_idx;  /* current index into avg_search */
257         unsigned long used_pages;
258         unsigned long msingle_calls;
259         unsigned long msingle_pages;
260         unsigned long msg_calls;
261         unsigned long msg_pages;
262         unsigned long usingle_calls;
263         unsigned long usingle_pages;
264         unsigned long usg_calls;
265         unsigned long usg_pages;
266 #endif
267
268         /* STUFF We don't need in performance path */
269         unsigned int    pdir_size;      /* in bytes, determined by IOV Space size */
270 };
271
272 struct sba_device {
273         struct sba_device       *next;  /* list of SBA's in system */
274         struct parisc_device    *dev;   /* dev found in bus walk */
275         struct parisc_device_id *iodc;  /* data about dev from firmware */
276         const char              *name;
277         void __iomem            *sba_hpa; /* base address */
278         spinlock_t              sba_lock;
279         unsigned int            flags;  /* state/functionality enabled */
280         unsigned int            hw_rev;  /* HW revision of chip */
281
282         struct resource         chip_resv; /* MMIO reserved for chip */
283         struct resource         iommu_resv; /* MMIO reserved for iommu */
284
285         unsigned int            num_ioc;  /* number of on-board IOC's */
286         struct ioc              ioc[MAX_IOC];
287 };
288
289
290 static struct sba_device *sba_list;
291
292 static unsigned long ioc_needs_fdc = 0;
293
294 /* global count of IOMMUs in the system */
295 static unsigned int global_ioc_cnt = 0;
296
297 /* PA8700 (Piranha 2.2) bug workaround */
298 static unsigned long piranha_bad_128k = 0;
299
300 /* Looks nice and keeps the compiler happy */
301 #define SBA_DEV(d) ((struct sba_device *) (d))
302
303 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
304 static int reserve_sba_gart = 1;
305 #endif
306
307 #define ROUNDUP(x,y) ((x + ((y)-1)) & ~((y)-1))
308
309
310 /************************************
311 ** SBA register read and write support
312 **
313 ** BE WARNED: register writes are posted.
314 **  (ie follow writes which must reach HW with a read)
315 **
316 ** Superdome (in particular, REO) allows only 64-bit CSR accesses.
317 */
318 #define READ_REG32(addr)        readl(addr)
319 #define READ_REG64(addr)        readq(addr)
320 #define WRITE_REG32(val, addr)  writel((val), (addr))
321 #define WRITE_REG64(val, addr)  writeq((val), (addr))
322
323 #ifdef CONFIG_64BIT
324 #define READ_REG(addr)          READ_REG64(addr)
325 #define WRITE_REG(value, addr)  WRITE_REG64(value, addr)
326 #else
327 #define READ_REG(addr)          READ_REG32(addr)
328 #define WRITE_REG(value, addr)  WRITE_REG32(value, addr)
329 #endif
330
331 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
332
333 /* NOTE: When CONFIG_64BIT isn't defined, READ_REG64() is two 32-bit reads */
334
335 /**
336  * sba_dump_ranges - debugging only - print ranges assigned to this IOA
337  * @hpa: base address of the sba
338  *
339  * Print the MMIO and IO Port address ranges forwarded by an Astro/Ike/RIO
340  * IO Adapter (aka Bus Converter).
341  */
342 static void
343 sba_dump_ranges(void __iomem *hpa)
344 {
345         DBG_INIT("SBA at 0x%p\n", hpa);
346         DBG_INIT("IOS_DIST_BASE   : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_BASE));
347         DBG_INIT("IOS_DIST_MASK   : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_MASK));
348         DBG_INIT("IOS_DIST_ROUTE  : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIST_ROUTE));
349         DBG_INIT("\n");
350         DBG_INIT("IOS_DIRECT_BASE : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_BASE));
351         DBG_INIT("IOS_DIRECT_MASK : %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_MASK));
352         DBG_INIT("IOS_DIRECT_ROUTE: %Lx\n", READ_REG64(hpa+IOS_DIRECT_ROUTE));
353 }
354
355 /**
356  * sba_dump_tlb - debugging only - print IOMMU operating parameters
357  * @hpa: base address of the IOMMU
358  *
359  * Print the size/location of the IO MMU PDIR.
360  */
361 static void sba_dump_tlb(void __iomem *hpa)
362 {
363         DBG_INIT("IO TLB at 0x%p\n", hpa);
364         DBG_INIT("IOC_IBASE    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_IBASE));
365         DBG_INIT("IOC_IMASK    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_IMASK));
366         DBG_INIT("IOC_TCNFG    : 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_TCNFG));
367         DBG_INIT("IOC_PDIR_BASE: 0x%Lx\n", READ_REG64(hpa+IOC_PDIR_BASE));
368         DBG_INIT("\n");
369 }
370 #else
371 #define sba_dump_ranges(x)
372 #define sba_dump_tlb(x)
373 #endif  /* DEBUG_SBA_INIT */
374
375
376 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
377
378 /**
379  * sba_dump_pdir_entry - debugging only - print one IOMMU PDIR entry
380  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
381  * @msg: text to print ont the output line.
382  * @pide: pdir index.
383  *
384  * Print one entry of the IO MMU PDIR in human readable form.
385  */
386 static void
387 sba_dump_pdir_entry(struct ioc *ioc, char *msg, uint pide)
388 {
389         /* start printing from lowest pde in rval */
390         u64 *ptr = &(ioc->pdir_base[pide & (~0U * BITS_PER_LONG)]);
391         unsigned long *rptr = (unsigned long *) &(ioc->res_map[(pide >>3) & ~(sizeof(unsigned long) - 1)]);
392         uint rcnt;
393
394         printk(KERN_DEBUG "SBA: %s rp %p bit %d rval 0x%lx\n",
395                  msg,
396                  rptr, pide & (BITS_PER_LONG - 1), *rptr);
397
398         rcnt = 0;
399         while (rcnt < BITS_PER_LONG) {
400                 printk(KERN_DEBUG "%s %2d %p %016Lx\n",
401                         (rcnt == (pide & (BITS_PER_LONG - 1)))
402                                 ? "    -->" : "       ",
403                         rcnt, ptr, *ptr );
404                 rcnt++;
405                 ptr++;
406         }
407         printk(KERN_DEBUG "%s", msg);
408 }
409
410
411 /**
412  * sba_check_pdir - debugging only - consistency checker
413  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
414  * @msg: text to print ont the output line.
415  *
416  * Verify the resource map and pdir state is consistent
417  */
418 static int
419 sba_check_pdir(struct ioc *ioc, char *msg)
420 {
421         u32 *rptr_end = (u32 *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
422         u32 *rptr = (u32 *) ioc->res_map;       /* resource map ptr */
423         u64 *pptr = ioc->pdir_base;     /* pdir ptr */
424         uint pide = 0;
425
426         while (rptr < rptr_end) {
427                 u32 rval = *rptr;
428                 int rcnt = 32;  /* number of bits we might check */
429
430                 while (rcnt) {
431                         /* Get last byte and highest bit from that */
432                         u32 pde = ((u32) (((char *)pptr)[7])) << 24;
433                         if ((rval ^ pde) & 0x80000000)
434                         {
435                                 /*
436                                 ** BUMMER!  -- res_map != pdir --
437                                 ** Dump rval and matching pdir entries
438                                 */
439                                 sba_dump_pdir_entry(ioc, msg, pide);
440                                 return(1);
441                         }
442                         rcnt--;
443                         rval <<= 1;     /* try the next bit */
444                         pptr++;
445                         pide++;
446                 }
447                 rptr++; /* look at next word of res_map */
448         }
449         /* It'd be nice if we always got here :^) */
450         return 0;
451 }
452
453
454 /**
455  * sba_dump_sg - debugging only - print Scatter-Gather list
456  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
457  * @startsg: head of the SG list
458  * @nents: number of entries in SG list
459  *
460  * print the SG list so we can verify it's correct by hand.
461  */
462 static void
463 sba_dump_sg( struct ioc *ioc, struct scatterlist *startsg, int nents)
464 {
465         while (nents-- > 0) {
466                 printk(KERN_DEBUG " %d : %08lx/%05x %p/%05x\n",
467                                 nents,
468                                 (unsigned long) sg_dma_address(startsg),
469                                 sg_dma_len(startsg),
470                                 sg_virt_addr(startsg), startsg->length);
471                 startsg++;
472         }
473 }
474
475 #endif /* ASSERT_PDIR_SANITY */
476
477
478
479
480 /**************************************************************
481 *
482 *   I/O Pdir Resource Management
483 *
484 *   Bits set in the resource map are in use.
485 *   Each bit can represent a number of pages.
486 *   LSbs represent lower addresses (IOVA's).
487 *
488 ***************************************************************/
489 #define PAGES_PER_RANGE 1       /* could increase this to 4 or 8 if needed */
490
491 /* Convert from IOVP to IOVA and vice versa. */
492
493 #ifdef ZX1_SUPPORT
494 /* Pluto (aka ZX1) boxes need to set or clear the ibase bits appropriately */
495 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset,hint_reg) ((ioc->ibase) | (iovp) | (offset))
496 #define SBA_IOVP(ioc,iova) ((iova) & (ioc)->iovp_mask)
497 #else
498 /* only support Astro and ancestors. Saves a few cycles in key places */
499 #define SBA_IOVA(ioc,iovp,offset,hint_reg) ((iovp) | (offset))
500 #define SBA_IOVP(ioc,iova) (iova)
501 #endif
502
503 #define PDIR_INDEX(iovp)   ((iovp)>>IOVP_SHIFT)
504
505 #define RESMAP_MASK(n)    (~0UL << (BITS_PER_LONG - (n)))
506 #define RESMAP_IDX_MASK   (sizeof(unsigned long) - 1)
507
508
509 /**
510  * sba_search_bitmap - find free space in IO PDIR resource bitmap
511  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
512  * @bits_wanted: number of entries we need.
513  *
514  * Find consecutive free bits in resource bitmap.
515  * Each bit represents one entry in the IO Pdir.
516  * Cool perf optimization: search for log2(size) bits at a time.
517  */
518 static SBA_INLINE unsigned long
519 sba_search_bitmap(struct ioc *ioc, unsigned long bits_wanted)
520 {
521         unsigned long *res_ptr = ioc->res_hint;
522         unsigned long *res_end = (unsigned long *) &(ioc->res_map[ioc->res_size]);
523         unsigned long pide = ~0UL;
524
525         if (bits_wanted > (BITS_PER_LONG/2)) {
526                 /* Search word at a time - no mask needed */
527                 for(; res_ptr < res_end; ++res_ptr) {
528                         if (*res_ptr == 0) {
529                                 *res_ptr = RESMAP_MASK(bits_wanted);
530                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
531                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
532                                 break;
533                         }
534                 }
535                 /* point to the next word on next pass */
536                 res_ptr++;
537                 ioc->res_bitshift = 0;
538         } else {
539                 /*
540                 ** Search the resource bit map on well-aligned values.
541                 ** "o" is the alignment.
542                 ** We need the alignment to invalidate I/O TLB using
543                 ** SBA HW features in the unmap path.
544                 */
545                 unsigned long o = 1 << get_order(bits_wanted << PAGE_SHIFT);
546                 uint bitshiftcnt = ROUNDUP(ioc->res_bitshift, o);
547                 unsigned long mask;
548
549                 if (bitshiftcnt >= BITS_PER_LONG) {
550                         bitshiftcnt = 0;
551                         res_ptr++;
552                 }
553                 mask = RESMAP_MASK(bits_wanted) >> bitshiftcnt;
554
555                 DBG_RES("%s() o %ld %p", __FUNCTION__, o, res_ptr);
556                 while(res_ptr < res_end)
557                 { 
558                         DBG_RES("    %p %lx %lx\n", res_ptr, mask, *res_ptr);
559                         WARN_ON(mask == 0);
560                         if(((*res_ptr) & mask) == 0) {
561                                 *res_ptr |= mask;     /* mark resources busy! */
562                                 pide = ((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map);
563                                 pide <<= 3;     /* convert to bit address */
564                                 pide += bitshiftcnt;
565                                 break;
566                         }
567                         mask >>= o;
568                         bitshiftcnt += o;
569                         if (mask == 0) {
570                                 mask = RESMAP_MASK(bits_wanted);
571                                 bitshiftcnt=0;
572                                 res_ptr++;
573                         }
574                 }
575                 /* look in the same word on the next pass */
576                 ioc->res_bitshift = bitshiftcnt + bits_wanted;
577         }
578
579         /* wrapped ? */
580         if (res_end <= res_ptr) {
581                 ioc->res_hint = (unsigned long *) ioc->res_map;
582                 ioc->res_bitshift = 0;
583         } else {
584                 ioc->res_hint = res_ptr;
585         }
586         return (pide);
587 }
588
589
590 /**
591  * sba_alloc_range - find free bits and mark them in IO PDIR resource bitmap
592  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
593  * @size: number of bytes to create a mapping for
594  *
595  * Given a size, find consecutive unmarked and then mark those bits in the
596  * resource bit map.
597  */
598 static int
599 sba_alloc_range(struct ioc *ioc, size_t size)
600 {
601         unsigned int pages_needed = size >> IOVP_SHIFT;
602 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
603         unsigned long cr_start = mfctl(16);
604 #endif
605         unsigned long pide;
606
607         pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
608         if (pide >= (ioc->res_size << 3)) {
609                 pide = sba_search_bitmap(ioc, pages_needed);
610                 if (pide >= (ioc->res_size << 3))
611                         panic("%s: I/O MMU @ %p is out of mapping resources\n",
612                               __FILE__, ioc->ioc_hpa);
613         }
614
615 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
616         /* verify the first enable bit is clear */
617         if(0x00 != ((u8 *) ioc->pdir_base)[pide*sizeof(u64) + 7]) {
618                 sba_dump_pdir_entry(ioc, "sba_search_bitmap() botched it?", pide);
619         }
620 #endif
621
622         DBG_RES("%s(%x) %d -> %lx hint %x/%x\n",
623                 __FUNCTION__, size, pages_needed, pide,
624                 (uint) ((unsigned long) ioc->res_hint - (unsigned long) ioc->res_map),
625                 ioc->res_bitshift );
626
627 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
628         {
629                 unsigned long cr_end = mfctl(16);
630                 unsigned long tmp = cr_end - cr_start;
631                 /* check for roll over */
632                 cr_start = (cr_end < cr_start) ?  -(tmp) : (tmp);
633         }
634         ioc->avg_search[ioc->avg_idx++] = cr_start;
635         ioc->avg_idx &= SBA_SEARCH_SAMPLE - 1;
636
637         ioc->used_pages += pages_needed;
638 #endif
639
640         return (pide);
641 }
642
643
644 /**
645  * sba_free_range - unmark bits in IO PDIR resource bitmap
646  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
647  * @iova: IO virtual address which was previously allocated.
648  * @size: number of bytes to create a mapping for
649  *
650  * clear bits in the ioc's resource map
651  */
652 static SBA_INLINE void
653 sba_free_range(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t size)
654 {
655         unsigned long iovp = SBA_IOVP(ioc, iova);
656         unsigned int pide = PDIR_INDEX(iovp);
657         unsigned int ridx = pide >> 3;  /* convert bit to byte address */
658         unsigned long *res_ptr = (unsigned long *) &((ioc)->res_map[ridx & ~RESMAP_IDX_MASK]);
659
660         int bits_not_wanted = size >> IOVP_SHIFT;
661
662         /* 3-bits "bit" address plus 2 (or 3) bits for "byte" == bit in word */
663         unsigned long m = RESMAP_MASK(bits_not_wanted) >> (pide & (BITS_PER_LONG - 1));
664
665         DBG_RES("%s( ,%x,%x) %x/%lx %x %p %lx\n",
666                 __FUNCTION__, (uint) iova, size,
667                 bits_not_wanted, m, pide, res_ptr, *res_ptr);
668
669 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
670         ioc->used_pages -= bits_not_wanted;
671 #endif
672
673         *res_ptr &= ~m;
674 }
675
676
677 /**************************************************************
678 *
679 *   "Dynamic DMA Mapping" support (aka "Coherent I/O")
680 *
681 ***************************************************************/
682
683 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
684 #define SBA_DMA_HINT(ioc, val) ((val) << (ioc)->hint_shift_pdir)
685 #endif
686
687 typedef unsigned long space_t;
688 #define KERNEL_SPACE 0
689
690 /**
691  * sba_io_pdir_entry - fill in one IO PDIR entry
692  * @pdir_ptr:  pointer to IO PDIR entry
693  * @sid: process Space ID - currently only support KERNEL_SPACE
694  * @vba: Virtual CPU address of buffer to map
695  * @hint: DMA hint set to use for this mapping
696  *
697  * SBA Mapping Routine
698  *
699  * Given a virtual address (vba, arg2) and space id, (sid, arg1)
700  * sba_io_pdir_entry() loads the I/O PDIR entry pointed to by
701  * pdir_ptr (arg0). 
702  * Using the bass-ackwards HP bit numbering, Each IO Pdir entry
703  * for Astro/Ike looks like:
704  *
705  *
706  *  0                    19                                 51   55       63
707  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
708  * |V|        U            |            PPN[43:12]            | U  |   VI   |
709  * +-+---------------------+----------------------------------+----+--------+
710  *
711  * Pluto is basically identical, supports fewer physical address bits:
712  *
713  *  0                       23                              51   55       63
714  * +-+------------------------+-------------------------------+----+--------+
715  * |V|        U               |         PPN[39:12]            | U  |   VI   |
716  * +-+------------------------+-------------------------------+----+--------+
717  *
718  *  V  == Valid Bit  (Most Significant Bit is bit 0)
719  *  U  == Unused
720  * PPN == Physical Page Number
721  * VI  == Virtual Index (aka Coherent Index)
722  *
723  * LPA instruction output is put into PPN field.
724  * LCI (Load Coherence Index) instruction provides the "VI" bits.
725  *
726  * We pre-swap the bytes since PCX-W is Big Endian and the
727  * IOMMU uses little endian for the pdir.
728  */
729
730 void SBA_INLINE
731 sba_io_pdir_entry(u64 *pdir_ptr, space_t sid, unsigned long vba,
732                   unsigned long hint)
733 {
734         u64 pa; /* physical address */
735         register unsigned ci; /* coherent index */
736
737         pa = virt_to_phys(vba);
738         pa &= IOVP_MASK;
739
740         mtsp(sid,1);
741         asm("lci 0(%%sr1, %1), %0" : "=r" (ci) : "r" (vba));
742         pa |= (ci >> 12) & 0xff;  /* move CI (8 bits) into lowest byte */
743
744         pa |= 0x8000000000000000ULL;    /* set "valid" bit */
745         *pdir_ptr = cpu_to_le64(pa);    /* swap and store into I/O Pdir */
746
747         /*
748          * If the PDC_MODEL capabilities has Non-coherent IO-PDIR bit set
749          * (bit #61, big endian), we have to flush and sync every time
750          * IO-PDIR is changed in Ike/Astro.
751          */
752         if (ioc_needs_fdc)
753                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
754 }
755
756
757 /**
758  * sba_mark_invalid - invalidate one or more IO PDIR entries
759  * @ioc: IO MMU structure which owns the pdir we are interested in.
760  * @iova:  IO Virtual Address mapped earlier
761  * @byte_cnt:  number of bytes this mapping covers.
762  *
763  * Marking the IO PDIR entry(ies) as Invalid and invalidate
764  * corresponding IO TLB entry. The Ike PCOM (Purge Command Register)
765  * is to purge stale entries in the IO TLB when unmapping entries.
766  *
767  * The PCOM register supports purging of multiple pages, with a minium
768  * of 1 page and a maximum of 2GB. Hardware requires the address be
769  * aligned to the size of the range being purged. The size of the range
770  * must be a power of 2. The "Cool perf optimization" in the
771  * allocation routine helps keep that true.
772  */
773 static SBA_INLINE void
774 sba_mark_invalid(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t byte_cnt)
775 {
776         u32 iovp = (u32) SBA_IOVP(ioc,iova);
777         u64 *pdir_ptr = &ioc->pdir_base[PDIR_INDEX(iovp)];
778
779 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
780         /* Assert first pdir entry is set.
781         **
782         ** Even though this is a big-endian machine, the entries
783         ** in the iopdir are little endian. That's why we look at
784         ** the byte at +7 instead of at +0.
785         */
786         if (0x80 != (((u8 *) pdir_ptr)[7])) {
787                 sba_dump_pdir_entry(ioc,"sba_mark_invalid()", PDIR_INDEX(iovp));
788         }
789 #endif
790
791         if (byte_cnt > IOVP_SIZE)
792         {
793 #if 0
794                 unsigned long entries_per_cacheline = ioc_needs_fdc ?
795                                 L1_CACHE_ALIGN(((unsigned long) pdir_ptr))
796                                         - (unsigned long) pdir_ptr;
797                                 : 262144;
798 #endif
799
800                 /* set "size" field for PCOM */
801                 iovp |= get_order(byte_cnt) + PAGE_SHIFT;
802
803                 do {
804                         /* clear I/O Pdir entry "valid" bit first */
805                         ((u8 *) pdir_ptr)[7] = 0;
806                         if (ioc_needs_fdc) {
807                                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
808 #if 0
809                                 entries_per_cacheline = L1_CACHE_SHIFT - 3;
810 #endif
811                         }
812                         pdir_ptr++;
813                         byte_cnt -= IOVP_SIZE;
814                 } while (byte_cnt > IOVP_SIZE);
815         } else
816                 iovp |= IOVP_SHIFT;     /* set "size" field for PCOM */
817
818         /*
819         ** clear I/O PDIR entry "valid" bit.
820         ** We have to R/M/W the cacheline regardless how much of the
821         ** pdir entry that we clobber.
822         ** The rest of the entry would be useful for debugging if we
823         ** could dump core on HPMC.
824         */
825         ((u8 *) pdir_ptr)[7] = 0;
826         if (ioc_needs_fdc)
827                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
828
829         WRITE_REG( SBA_IOVA(ioc, iovp, 0, 0), ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
830 }
831
832 /**
833  * sba_dma_supported - PCI driver can query DMA support
834  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking
835  * @mask:  number of address bits this PCI device can handle
836  *
837  * See Documentation/DMA-mapping.txt
838  */
839 static int sba_dma_supported( struct device *dev, u64 mask)
840 {
841         struct ioc *ioc;
842
843         if (dev == NULL) {
844                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME ": EISA/ISA/et al not supported\n");
845                 BUG();
846                 return(0);
847         }
848
849         /* Documentation/DMA-mapping.txt tells drivers to try 64-bit first,
850          * then fall back to 32-bit if that fails.
851          * We are just "encouraging" 32-bit DMA masks here since we can
852          * never allow IOMMU bypass unless we add special support for ZX1.
853          */
854         if (mask > ~0U)
855                 return 0;
856
857         ioc = GET_IOC(dev);
858
859         /*
860          * check if mask is >= than the current max IO Virt Address
861          * The max IO Virt address will *always* < 30 bits.
862          */
863         return((int)(mask >= (ioc->ibase - 1 +
864                         (ioc->pdir_size / sizeof(u64) * IOVP_SIZE) )));
865 }
866
867
868 /**
869  * sba_map_single - map one buffer and return IOVA for DMA
870  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
871  * @addr:  driver buffer to map.
872  * @size:  number of bytes to map in driver buffer.
873  * @direction:  R/W or both.
874  *
875  * See Documentation/DMA-mapping.txt
876  */
877 static dma_addr_t
878 sba_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size,
879                enum dma_data_direction direction)
880 {
881         struct ioc *ioc;
882         unsigned long flags; 
883         dma_addr_t iovp;
884         dma_addr_t offset;
885         u64 *pdir_start;
886         int pide;
887
888         ioc = GET_IOC(dev);
889
890         /* save offset bits */
891         offset = ((dma_addr_t) (long) addr) & ~IOVP_MASK;
892
893         /* round up to nearest IOVP_SIZE */
894         size = (size + offset + ~IOVP_MASK) & IOVP_MASK;
895
896         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
897 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
898         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_single()");
899 #endif
900
901 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
902         ioc->msingle_calls++;
903         ioc->msingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
904 #endif
905         pide = sba_alloc_range(ioc, size);
906         iovp = (dma_addr_t) pide << IOVP_SHIFT;
907
908         DBG_RUN("%s() 0x%p -> 0x%lx\n",
909                 __FUNCTION__, addr, (long) iovp | offset);
910
911         pdir_start = &(ioc->pdir_base[pide]);
912
913         while (size > 0) {
914                 sba_io_pdir_entry(pdir_start, KERNEL_SPACE, (unsigned long) addr, 0);
915
916                 DBG_RUN("       pdir 0x%p %02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x\n",
917                         pdir_start,
918                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[7]),
919                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[6]),
920                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[5]),
921                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[4]),
922                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[3]),
923                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[2]),
924                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[1]),
925                         (u8) (((u8 *) pdir_start)[0])
926                         );
927
928                 addr += IOVP_SIZE;
929                 size -= IOVP_SIZE;
930                 pdir_start++;
931         }
932
933         /* force FDC ops in io_pdir_entry() to be visible to IOMMU */
934         if (ioc_needs_fdc)
935                 asm volatile("sync" : : );
936
937 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
938         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_single()");
939 #endif
940         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
941
942         /* form complete address */
943         return SBA_IOVA(ioc, iovp, offset, DEFAULT_DMA_HINT_REG);
944 }
945
946
947 /**
948  * sba_unmap_single - unmap one IOVA and free resources
949  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
950  * @iova:  IOVA of driver buffer previously mapped.
951  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
952  * @direction:  R/W or both.
953  *
954  * See Documentation/DMA-mapping.txt
955  */
956 static void
957 sba_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size,
958                  enum dma_data_direction direction)
959 {
960         struct ioc *ioc;
961 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
962         struct sba_dma_pair *d;
963 #endif
964         unsigned long flags; 
965         dma_addr_t offset;
966
967         DBG_RUN("%s() iovp 0x%lx/%x\n", __FUNCTION__, (long) iova, size);
968
969         ioc = GET_IOC(dev);
970         offset = iova & ~IOVP_MASK;
971         iova ^= offset;        /* clear offset bits */
972         size += offset;
973         size = ROUNDUP(size, IOVP_SIZE);
974
975         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
976
977 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
978         ioc->usingle_calls++;
979         ioc->usingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
980 #endif
981
982         sba_mark_invalid(ioc, iova, size);
983
984 #if DELAYED_RESOURCE_CNT > 0
985         /* Delaying when we re-use a IO Pdir entry reduces the number
986          * of MMIO reads needed to flush writes to the PCOM register.
987          */
988         d = &(ioc->saved[ioc->saved_cnt]);
989         d->iova = iova;
990         d->size = size;
991         if (++(ioc->saved_cnt) >= DELAYED_RESOURCE_CNT) {
992                 int cnt = ioc->saved_cnt;
993                 while (cnt--) {
994                         sba_free_range(ioc, d->iova, d->size);
995                         d--;
996                 }
997                 ioc->saved_cnt = 0;
998
999                 READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1000         }
1001 #else /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1002         sba_free_range(ioc, iova, size);
1003
1004         /* If fdc's were issued, force fdc's to be visible now */
1005         if (ioc_needs_fdc)
1006                 asm volatile("sync" : : );
1007
1008         READ_REG(ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);        /* flush purges */
1009 #endif /* DELAYED_RESOURCE_CNT == 0 */
1010
1011         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1012
1013         /* XXX REVISIT for 2.5 Linux - need syncdma for zero-copy support.
1014         ** For Astro based systems this isn't a big deal WRT performance.
1015         ** As long as 2.4 kernels copyin/copyout data from/to userspace,
1016         ** we don't need the syncdma. The issue here is I/O MMU cachelines
1017         ** are *not* coherent in all cases.  May be hwrev dependent.
1018         ** Need to investigate more.
1019         asm volatile("syncdma");        
1020         */
1021 }
1022
1023
1024 /**
1025  * sba_alloc_consistent - allocate/map shared mem for DMA
1026  * @hwdev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1027  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1028  * @dma_handle:  IOVA of new buffer.
1029  *
1030  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1031  */
1032 static void *sba_alloc_consistent(struct device *hwdev, size_t size,
1033                                         dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp)
1034 {
1035         void *ret;
1036
1037         if (!hwdev) {
1038                 /* only support PCI */
1039                 *dma_handle = 0;
1040                 return 0;
1041         }
1042
1043         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
1044
1045         if (ret) {
1046                 memset(ret, 0, size);
1047                 *dma_handle = sba_map_single(hwdev, ret, size, 0);
1048         }
1049
1050         return ret;
1051 }
1052
1053
1054 /**
1055  * sba_free_consistent - free/unmap shared mem for DMA
1056  * @hwdev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1057  * @size:  number of bytes mapped in driver buffer.
1058  * @vaddr:  virtual address IOVA of "consistent" buffer.
1059  * @dma_handler:  IO virtual address of "consistent" buffer.
1060  *
1061  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1062  */
1063 static void
1064 sba_free_consistent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
1065                     dma_addr_t dma_handle)
1066 {
1067         sba_unmap_single(hwdev, dma_handle, size, 0);
1068         free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
1069 }
1070
1071
1072 /*
1073 ** Since 0 is a valid pdir_base index value, can't use that
1074 ** to determine if a value is valid or not. Use a flag to indicate
1075 ** the SG list entry contains a valid pdir index.
1076 */
1077 #define PIDE_FLAG 0x80000000UL
1078
1079 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1080 #define IOMMU_MAP_STATS
1081 #endif
1082 #include "iommu-helpers.h"
1083
1084 #ifdef DEBUG_LARGE_SG_ENTRIES
1085 int dump_run_sg = 0;
1086 #endif
1087
1088
1089 /**
1090  * sba_map_sg - map Scatter/Gather list
1091  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1092  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1093  * @nents:  number of entries in list
1094  * @direction:  R/W or both.
1095  *
1096  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1097  */
1098 static int
1099 sba_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents,
1100            enum dma_data_direction direction)
1101 {
1102         struct ioc *ioc;
1103         int coalesced, filled = 0;
1104         unsigned long flags;
1105
1106         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries\n", __FUNCTION__, nents);
1107
1108         ioc = GET_IOC(dev);
1109
1110         /* Fast path single entry scatterlists. */
1111         if (nents == 1) {
1112                 sg_dma_address(sglist) = sba_map_single(dev,
1113                                                 (void *)sg_virt_addr(sglist),
1114                                                 sglist->length, direction);
1115                 sg_dma_len(sglist)     = sglist->length;
1116                 return 1;
1117         }
1118
1119         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1120
1121 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1122         if (sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_map_sg()"))
1123         {
1124                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1125                 panic("Check before sba_map_sg()");
1126         }
1127 #endif
1128
1129 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1130         ioc->msg_calls++;
1131 #endif
1132
1133         /*
1134         ** First coalesce the chunks and allocate I/O pdir space
1135         **
1136         ** If this is one DMA stream, we can properly map using the
1137         ** correct virtual address associated with each DMA page.
1138         ** w/o this association, we wouldn't have coherent DMA!
1139         ** Access to the virtual address is what forces a two pass algorithm.
1140         */
1141         coalesced = iommu_coalesce_chunks(ioc, sglist, nents, sba_alloc_range);
1142
1143         /*
1144         ** Program the I/O Pdir
1145         **
1146         ** map the virtual addresses to the I/O Pdir
1147         ** o dma_address will contain the pdir index
1148         ** o dma_len will contain the number of bytes to map 
1149         ** o address contains the virtual address.
1150         */
1151         filled = iommu_fill_pdir(ioc, sglist, nents, 0, sba_io_pdir_entry);
1152
1153         /* force FDC ops in io_pdir_entry() to be visible to IOMMU */
1154         if (ioc_needs_fdc)
1155                 asm volatile("sync" : : );
1156
1157 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1158         if (sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_map_sg()"))
1159         {
1160                 sba_dump_sg(ioc, sglist, nents);
1161                 panic("Check after sba_map_sg()\n");
1162         }
1163 #endif
1164
1165         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1166
1167         DBG_RUN_SG("%s() DONE %d mappings\n", __FUNCTION__, filled);
1168
1169         return filled;
1170 }
1171
1172
1173 /**
1174  * sba_unmap_sg - unmap Scatter/Gather list
1175  * @dev: instance of PCI owned by the driver that's asking.
1176  * @sglist:  array of buffer/length pairs
1177  * @nents:  number of entries in list
1178  * @direction:  R/W or both.
1179  *
1180  * See Documentation/DMA-mapping.txt
1181  */
1182 static void 
1183 sba_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents,
1184              enum dma_data_direction direction)
1185 {
1186         struct ioc *ioc;
1187 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1188         unsigned long flags;
1189 #endif
1190
1191         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries,  %p,%x\n",
1192                 __FUNCTION__, nents, sg_virt_addr(sglist), sglist->length);
1193
1194         ioc = GET_IOC(dev);
1195
1196 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1197         ioc->usg_calls++;
1198 #endif
1199
1200 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1201         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1202         sba_check_pdir(ioc,"Check before sba_unmap_sg()");
1203         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1204 #endif
1205
1206         while (sg_dma_len(sglist) && nents--) {
1207
1208                 sba_unmap_single(dev, sg_dma_address(sglist), sg_dma_len(sglist), direction);
1209 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1210                 ioc->usg_pages += ((sg_dma_address(sglist) & ~IOVP_MASK) + sg_dma_len(sglist) + IOVP_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1211                 ioc->usingle_calls--;   /* kluge since call is unmap_sg() */
1212 #endif
1213                 ++sglist;
1214         }
1215
1216         DBG_RUN_SG("%s() DONE (nents %d)\n", __FUNCTION__,  nents);
1217
1218 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1219         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
1220         sba_check_pdir(ioc,"Check after sba_unmap_sg()");
1221         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
1222 #endif
1223
1224 }
1225
1226 static struct hppa_dma_ops sba_ops = {
1227         .dma_supported =        sba_dma_supported,
1228         .alloc_consistent =     sba_alloc_consistent,
1229         .alloc_noncoherent =    sba_alloc_consistent,
1230         .free_consistent =      sba_free_consistent,
1231         .map_single =           sba_map_single,
1232         .unmap_single =         sba_unmap_single,
1233         .map_sg =               sba_map_sg,
1234         .unmap_sg =             sba_unmap_sg,
1235         .dma_sync_single_for_cpu =      NULL,
1236         .dma_sync_single_for_device =   NULL,
1237         .dma_sync_sg_for_cpu =          NULL,
1238         .dma_sync_sg_for_device =       NULL,
1239 };
1240
1241
1242 /**************************************************************************
1243 **
1244 **   SBA PAT PDC support
1245 **
1246 **   o call pdc_pat_cell_module()
1247 **   o store ranges in PCI "resource" structures
1248 **
1249 **************************************************************************/
1250
1251 static void
1252 sba_get_pat_resources(struct sba_device *sba_dev)
1253 {
1254 #if 0
1255 /*
1256 ** TODO/REVISIT/FIXME: support for directed ranges requires calls to
1257 **      PAT PDC to program the SBA/LBA directed range registers...this
1258 **      burden may fall on the LBA code since it directly supports the
1259 **      PCI subsystem. It's not clear yet. - ggg
1260 */
1261 PAT_MOD(mod)->mod_info.mod_pages   = PAT_GET_MOD_PAGES(temp);
1262         FIXME : ???
1263 PAT_MOD(mod)->mod_info.dvi         = PAT_GET_DVI(temp);
1264         Tells where the dvi bits are located in the address.
1265 PAT_MOD(mod)->mod_info.ioc         = PAT_GET_IOC(temp);
1266         FIXME : ???
1267 #endif
1268 }
1269
1270
1271 /**************************************************************
1272 *
1273 *   Initialization and claim
1274 *
1275 ***************************************************************/
1276 #define PIRANHA_ADDR_MASK       0x00160000UL /* bit 17,18,20 */
1277 #define PIRANHA_ADDR_VAL        0x00060000UL /* bit 17,18 on */
1278 static void *
1279 sba_alloc_pdir(unsigned int pdir_size)
1280 {
1281         unsigned long pdir_base;
1282         unsigned long pdir_order = get_order(pdir_size);
1283
1284         pdir_base = __get_free_pages(GFP_KERNEL, pdir_order);
1285         if (NULL == (void *) pdir_base) {
1286                 panic("%s() could not allocate I/O Page Table\n",
1287                         __FUNCTION__);
1288         }
1289
1290         /* If this is not PA8700 (PCX-W2)
1291         **      OR newer than ver 2.2
1292         **      OR in a system that doesn't need VINDEX bits from SBA,
1293         **
1294         ** then we aren't exposed to the HW bug.
1295         */
1296         if ( ((boot_cpu_data.pdc.cpuid >> 5) & 0x7f) != 0x13
1297                         || (boot_cpu_data.pdc.versions > 0x202)
1298                         || (boot_cpu_data.pdc.capabilities & 0x08L) )
1299                 return (void *) pdir_base;
1300
1301         /*
1302          * PA8700 (PCX-W2, aka piranha) silent data corruption fix
1303          *
1304          * An interaction between PA8700 CPU (Ver 2.2 or older) and
1305          * Ike/Astro can cause silent data corruption. This is only
1306          * a problem if the I/O PDIR is located in memory such that
1307          * (little-endian)  bits 17 and 18 are on and bit 20 is off.
1308          *
1309          * Since the max IO Pdir size is 2MB, by cleverly allocating the
1310          * right physical address, we can either avoid (IOPDIR <= 1MB)
1311          * or minimize (2MB IO Pdir) the problem if we restrict the
1312          * IO Pdir to a maximum size of 2MB-128K (1902K).
1313          *
1314          * Because we always allocate 2^N sized IO pdirs, either of the
1315          * "bad" regions will be the last 128K if at all. That's easy
1316          * to test for.
1317          * 
1318          */
1319         if (pdir_order <= (19-12)) {
1320                 if (((virt_to_phys(pdir_base)+pdir_size-1) & PIRANHA_ADDR_MASK) == PIRANHA_ADDR_VAL) {
1321                         /* allocate a new one on 512k alignment */
1322                         unsigned long new_pdir = __get_free_pages(GFP_KERNEL, (19-12));
1323                         /* release original */
1324                         free_pages(pdir_base, pdir_order);
1325
1326                         pdir_base = new_pdir;
1327
1328                         /* release excess */
1329                         while (pdir_order < (19-12)) {
1330                                 new_pdir += pdir_size;
1331                                 free_pages(new_pdir, pdir_order);
1332                                 pdir_order +=1;
1333                                 pdir_size <<=1;
1334                         }
1335                 }
1336         } else {
1337                 /*
1338                 ** 1MB or 2MB Pdir
1339                 ** Needs to be aligned on an "odd" 1MB boundary.
1340                 */
1341                 unsigned long new_pdir = __get_free_pages(GFP_KERNEL, pdir_order+1); /* 2 or 4MB */
1342
1343                 /* release original */
1344                 free_pages( pdir_base, pdir_order);
1345
1346                 /* release first 1MB */
1347                 free_pages(new_pdir, 20-12);
1348
1349                 pdir_base = new_pdir + 1024*1024;
1350
1351                 if (pdir_order > (20-12)) {
1352                         /*
1353                         ** 2MB Pdir.
1354                         **
1355                         ** Flag tells init_bitmap() to mark bad 128k as used
1356                         ** and to reduce the size by 128k.
1357                         */
1358                         piranha_bad_128k = 1;
1359
1360                         new_pdir += 3*1024*1024;
1361                         /* release last 1MB */
1362                         free_pages(new_pdir, 20-12);
1363
1364                         /* release unusable 128KB */
1365                         free_pages(new_pdir - 128*1024 , 17-12);
1366
1367                         pdir_size -= 128*1024;
1368                 }
1369         }
1370
1371         memset((void *) pdir_base, 0, pdir_size);
1372         return (void *) pdir_base;
1373 }
1374
1375 static struct device *next_device(struct klist_iter *i)
1376 {
1377         struct klist_node * n = klist_next(i);
1378         return n ? container_of(n, struct device, knode_parent) : NULL;
1379 }
1380
1381 /* setup Mercury or Elroy IBASE/IMASK registers. */
1382 static void 
1383 setup_ibase_imask(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1384 {
1385         /* lba_set_iregs() is in drivers/parisc/lba_pci.c */
1386         extern void lba_set_iregs(struct parisc_device *, u32, u32);
1387         struct device *dev;
1388         struct klist_iter i;
1389
1390         klist_iter_init(&sba->dev.klist_children, &i);
1391         while ((dev = next_device(&i))) {
1392                 struct parisc_device *lba = to_parisc_device(dev);
1393                 int rope_num = (lba->hpa.start >> 13) & 0xf;
1394                 if (rope_num >> 3 == ioc_num)
1395                         lba_set_iregs(lba, ioc->ibase, ioc->imask);
1396         }
1397         klist_iter_exit(&i);
1398 }
1399
1400 static void
1401 sba_ioc_init_pluto(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1402 {
1403         u32 iova_space_mask;
1404         u32 iova_space_size;
1405         int iov_order, tcnfg;
1406 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
1407         int agp_found = 0;
1408 #endif
1409         /*
1410         ** Firmware programs the base and size of a "safe IOVA space"
1411         ** (one that doesn't overlap memory or LMMIO space) in the
1412         ** IBASE and IMASK registers.
1413         */
1414         ioc->ibase = READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1415         iova_space_size = ~(READ_REG(ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK) & 0xFFFFFFFFUL) + 1;
1416
1417         if ((ioc->ibase < 0xfed00000UL) && ((ioc->ibase + iova_space_size) > 0xfee00000UL)) {
1418                 printk("WARNING: IOV space overlaps local config and interrupt message, truncating\n");
1419                 iova_space_size /= 2;
1420         }
1421
1422         /*
1423         ** iov_order is always based on a 1GB IOVA space since we want to
1424         ** turn on the other half for AGP GART.
1425         */
1426         iov_order = get_order(iova_space_size >> (IOVP_SHIFT - PAGE_SHIFT));
1427         ioc->pdir_size = (iova_space_size / IOVP_SIZE) * sizeof(u64);
1428
1429         DBG_INIT("%s() hpa 0x%p IOV %dMB (%d bits)\n",
1430                 __FUNCTION__, ioc->ioc_hpa, iova_space_size >> 20,
1431                 iov_order + PAGE_SHIFT);
1432
1433         ioc->pdir_base = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL,
1434                                                    get_order(ioc->pdir_size));
1435         if (!ioc->pdir_base)
1436                 panic("Couldn't allocate I/O Page Table\n");
1437
1438         memset(ioc->pdir_base, 0, ioc->pdir_size);
1439
1440         DBG_INIT("%s() pdir %p size %x\n",
1441                         __FUNCTION__, ioc->pdir_base, ioc->pdir_size);
1442
1443 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
1444         ioc->hint_shift_pdir = iov_order + PAGE_SHIFT;
1445         ioc->hint_mask_pdir = ~(0x3 << (iov_order + PAGE_SHIFT));
1446
1447         DBG_INIT("      hint_shift_pdir %x hint_mask_pdir %lx\n",
1448                 ioc->hint_shift_pdir, ioc->hint_mask_pdir);
1449 #endif
1450
1451         WARN_ON((((unsigned long) ioc->pdir_base) & PAGE_MASK) != (unsigned long) ioc->pdir_base);
1452         WRITE_REG(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1453
1454         /* build IMASK for IOC and Elroy */
1455         iova_space_mask =  0xffffffff;
1456         iova_space_mask <<= (iov_order + PAGE_SHIFT);
1457         ioc->imask = iova_space_mask;
1458 #ifdef ZX1_SUPPORT
1459         ioc->iovp_mask = ~(iova_space_mask + PAGE_SIZE - 1);
1460 #endif
1461         sba_dump_tlb(ioc->ioc_hpa);
1462
1463         setup_ibase_imask(sba, ioc, ioc_num);
1464
1465         WRITE_REG(ioc->imask, ioc->ioc_hpa + IOC_IMASK);
1466
1467 #ifdef CONFIG_64BIT
1468         /*
1469         ** Setting the upper bits makes checking for bypass addresses
1470         ** a little faster later on.
1471         */
1472         ioc->imask |= 0xFFFFFFFF00000000UL;
1473 #endif
1474
1475         /* Set I/O PDIR Page size to system page size */
1476         switch (PAGE_SHIFT) {
1477                 case 12: tcnfg = 0; break;      /*  4K */
1478                 case 13: tcnfg = 1; break;      /*  8K */
1479                 case 14: tcnfg = 2; break;      /* 16K */
1480                 case 16: tcnfg = 3; break;      /* 64K */
1481                 default:
1482                         panic(__FILE__ "Unsupported system page size %d",
1483                                 1 << PAGE_SHIFT);
1484                         break;
1485         }
1486         WRITE_REG(tcnfg, ioc->ioc_hpa + IOC_TCNFG);
1487
1488         /*
1489         ** Program the IOC's ibase and enable IOVA translation
1490         ** Bit zero == enable bit.
1491         */
1492         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa + IOC_IBASE);
1493
1494         /*
1495         ** Clear I/O TLB of any possible entries.
1496         ** (Yes. This is a bit paranoid...but so what)
1497         */
1498         WRITE_REG(ioc->ibase | 31, ioc->ioc_hpa + IOC_PCOM);
1499
1500 #ifdef SBA_AGP_SUPPORT
1501         /*
1502         ** If an AGP device is present, only use half of the IOV space
1503         ** for PCI DMA.  Unfortunately we can't know ahead of time
1504         ** whether GART support will actually be used, for now we
1505         ** can just key on any AGP device found in the system.
1506         ** We program the next pdir index after we stop w/ a key for
1507         ** the GART code to handshake on.
1508         */
1509         device=NULL;
1510         for (lba = sba->child; lba; lba = lba->sibling) {
1511                 if (IS_QUICKSILVER(lba))
1512                         break;
1513         }
1514
1515         if (lba) {
1516                 DBG_INIT("%s: Reserving half of IOVA space for AGP GART support\n", __FUNCTION__);
1517                 ioc->pdir_size /= 2;
1518                 ((u64 *)ioc->pdir_base)[PDIR_INDEX(iova_space_size/2)] = SBA_IOMMU_COOKIE;
1519         } else {
1520                 DBG_INIT("%s: No GART needed - no AGP controller found\n", __FUNCTION__);
1521         }
1522 #endif /* 0 */
1523
1524 }
1525
1526 static void
1527 sba_ioc_init(struct parisc_device *sba, struct ioc *ioc, int ioc_num)
1528 {
1529         u32 iova_space_size, iova_space_mask;
1530         unsigned int pdir_size, iov_order;
1531
1532         /*
1533         ** Determine IOVA Space size from memory size.
1534         **
1535         ** Ideally, PCI drivers would register the maximum number
1536         ** of DMA they can have outstanding for each device they
1537         ** own.  Next best thing would be to guess how much DMA
1538         ** can be outstanding based on PCI Class/sub-class. Both
1539         ** methods still require some "extra" to support PCI
1540         ** Hot-Plug/Removal of PCI cards. (aka PCI OLARD).
1541         **
1542         ** While we have 32-bits "IOVA" space, top two 2 bits are used
1543         ** for DMA hints - ergo only 30 bits max.
1544         */
1545
1546         iova_space_size = (u32) (num_physpages/global_ioc_cnt);
1547
1548         /* limit IOVA space size to 1MB-1GB */
1549         if (iova_space_size < (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
1550                 iova_space_size = 1 << (20 - PAGE_SHIFT);
1551         }
1552         else if (iova_space_size > (1 << (30 - PAGE_SHIFT))) {
1553                 iova_space_size = 1 << (30 - PAGE_SHIFT);
1554         }
1555
1556         /*
1557         ** iova space must be log2() in size.
1558         ** thus, pdir/res_map will also be log2().
1559         ** PIRANHA BUG: Exception is when IO Pdir is 2MB (gets reduced)
1560         */
1561         iov_order = get_order(iova_space_size << PAGE_SHIFT);
1562
1563         /* iova_space_size is now bytes, not pages */
1564         iova_space_size = 1 << (iov_order + PAGE_SHIFT);
1565
1566         ioc->pdir_size = pdir_size = (iova_space_size/IOVP_SIZE) * sizeof(u64);
1567
1568         DBG_INIT("%s() hpa 0x%lx mem %ldMB IOV %dMB (%d bits)\n",
1569                         __FUNCTION__,
1570                         ioc->ioc_hpa,
1571                         (unsigned long) num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT),
1572                         iova_space_size>>20,
1573                         iov_order + PAGE_SHIFT);
1574
1575         ioc->pdir_base = sba_alloc_pdir(pdir_size);
1576
1577         DBG_INIT("%s() pdir %p size %x\n",
1578                         __FUNCTION__, ioc->pdir_base, pdir_size);
1579
1580 #ifdef SBA_HINT_SUPPORT
1581         /* FIXME : DMA HINTs not used */
1582         ioc->hint_shift_pdir = iov_order + PAGE_SHIFT;
1583         ioc->hint_mask_pdir = ~(0x3 << (iov_order + PAGE_SHIFT));
1584
1585         DBG_INIT("      hint_shift_pdir %x hint_mask_pdir %lx\n",
1586                         ioc->hint_shift_pdir, ioc->hint_mask_pdir);
1587 #endif
1588
1589         WRITE_REG64(virt_to_phys(ioc->pdir_base), ioc->ioc_hpa + IOC_PDIR_BASE);
1590
1591         /* build IMASK for IOC and Elroy */
1592         iova_space_mask =  0xffffffff;
1593         iova_space_mask <<= (iov_order + PAGE_SHIFT);
1594
1595         /*
1596         ** On C3000 w/512MB mem, HP-UX 10.20 reports:
1597         **     ibase=0, imask=0xFE000000, size=0x2000000.
1598         */
1599         ioc->ibase = 0;
1600         ioc->imask = iova_space_mask;   /* save it */
1601 #ifdef ZX1_SUPPORT
1602         ioc->iovp_mask = ~(iova_space_mask + PAGE_SIZE - 1);
1603 #endif
1604
1605         DBG_INIT("%s() IOV base 0x%lx mask 0x%0lx\n",
1606                 __FUNCTION__, ioc->ibase, ioc->imask);
1607
1608         /*
1609         ** FIXME: Hint registers are programmed with default hint
1610         ** values during boot, so hints should be sane even if we
1611         ** can't reprogram them the way drivers want.
1612         */
1613
1614         setup_ibase_imask(sba, ioc, ioc_num);
1615
1616         /*
1617         ** Program the IOC's ibase and enable IOVA translation
1618         */
1619         WRITE_REG(ioc->ibase | 1, ioc->ioc_hpa+IOC_IBASE);
1620         WRITE_REG(ioc->imask, ioc->ioc_hpa+IOC_IMASK);
1621
1622         /* Set I/O PDIR Page size to 4K */
1623         WRITE_REG(0, ioc->ioc_hpa+IOC_TCNFG);
1624
1625         /*
1626         ** Clear I/O TLB of any possible entries.
1627         ** (Yes. This is a bit paranoid...but so what)
1628         */
1629         WRITE_REG(0 | 31, ioc->ioc_hpa+IOC_PCOM);
1630
1631         ioc->ibase = 0; /* used by SBA_IOVA and related macros */       
1632
1633         DBG_INIT("%s() DONE\n", __FUNCTION__);
1634 }
1635
1636
1637
1638 /**************************************************************************
1639 **
1640 **   SBA initialization code (HW and SW)
1641 **
1642 **   o identify SBA chip itself
1643 **   o initialize SBA chip modes (HardFail)
1644 **   o initialize SBA chip modes (HardFail)
1645 **   o FIXME: initialize DMA hints for reasonable defaults
1646 **
1647 **************************************************************************/
1648
1649 static void __iomem *ioc_remap(struct sba_device *sba_dev, unsigned int offset)
1650 {
1651         return ioremap_nocache(sba_dev->dev->hpa.start + offset, SBA_FUNC_SIZE);
1652 }
1653
1654 static void sba_hw_init(struct sba_device *sba_dev)
1655
1656         int i;
1657         int num_ioc;
1658         u64 ioc_ctl;
1659
1660         if (!is_pdc_pat()) {
1661                 /* Shutdown the USB controller on Astro-based workstations.
1662                 ** Once we reprogram the IOMMU, the next DMA performed by
1663                 ** USB will HPMC the box. USB is only enabled if a
1664                 ** keyboard is present and found.
1665                 **
1666                 ** With serial console, j6k v5.0 firmware says:
1667                 **   mem_kbd hpa 0xfee003f8 sba 0x0 pad 0x0 cl_class 0x7
1668                 **
1669                 ** FIXME: Using GFX+USB console at power up but direct
1670                 **      linux to serial console is still broken.
1671                 **      USB could generate DMA so we must reset USB.
1672                 **      The proper sequence would be:
1673                 **      o block console output
1674                 **      o reset USB device
1675                 **      o reprogram serial port
1676                 **      o unblock console output
1677                 */
1678                 if (PAGE0->mem_kbd.cl_class == CL_KEYBD) {
1679                         pdc_io_reset_devices();
1680                 }
1681
1682         }
1683
1684
1685 #if 0
1686 printk("sba_hw_init(): mem_boot 0x%x 0x%x 0x%x 0x%x\n", PAGE0->mem_boot.hpa,
1687         PAGE0->mem_boot.spa, PAGE0->mem_boot.pad, PAGE0->mem_boot.cl_class);
1688
1689         /*
1690         ** Need to deal with DMA from LAN.
1691         **      Maybe use page zero boot device as a handle to talk
1692         **      to PDC about which device to shutdown.
1693         **
1694         ** Netbooting, j6k v5.0 firmware says:
1695         **      mem_boot hpa 0xf4008000 sba 0x0 pad 0x0 cl_class 0x1002
1696         ** ARGH! invalid class.
1697         */
1698         if ((PAGE0->mem_boot.cl_class != CL_RANDOM)
1699                 && (PAGE0->mem_boot.cl_class != CL_SEQU)) {
1700                         pdc_io_reset();
1701         }
1702 #endif
1703
1704         if (!IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1705                 ioc_ctl = READ_REG(sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1706                 DBG_INIT("%s() hpa 0x%lx ioc_ctl 0x%Lx ->",
1707                         __FUNCTION__, sba_dev->sba_hpa, ioc_ctl);
1708                 ioc_ctl &= ~(IOC_CTRL_RM | IOC_CTRL_NC | IOC_CTRL_CE);
1709                 ioc_ctl |= IOC_CTRL_DD | IOC_CTRL_D4 | IOC_CTRL_TC;
1710                         /* j6700 v1.6 firmware sets 0x294f */
1711                         /* A500 firmware sets 0x4d */
1712
1713                 WRITE_REG(ioc_ctl, sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1714
1715 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
1716                 ioc_ctl = READ_REG64(sba_dev->sba_hpa+IOC_CTRL);
1717                 DBG_INIT(" 0x%Lx\n", ioc_ctl);
1718 #endif
1719         } /* if !PLUTO */
1720
1721         if (IS_ASTRO(sba_dev->iodc)) {
1722                 int err;
1723                 /* PAT_PDC (L-class) also reports the same goofy base */
1724                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, ASTRO_IOC_OFFSET);
1725                 num_ioc = 1;
1726
1727                 sba_dev->chip_resv.name = "Astro Intr Ack";
1728                 sba_dev->chip_resv.start = PCI_F_EXTEND | 0xfef00000UL;
1729                 sba_dev->chip_resv.end   = PCI_F_EXTEND | (0xff000000UL - 1) ;
1730                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->chip_resv));
1731                 BUG_ON(err < 0);
1732
1733         } else if (IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1734                 int err;
1735
1736                 /* We use a negative value for IOC HPA so it gets 
1737                  * corrected when we add it with IKE's IOC offset.
1738                  * Doesnt look clean, but fewer code. 
1739                  */
1740                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, PLUTO_IOC_OFFSET);
1741                 num_ioc = 1;
1742
1743                 sba_dev->chip_resv.name = "Pluto Intr/PIOP/VGA";
1744                 sba_dev->chip_resv.start = PCI_F_EXTEND | 0xfee00000UL;
1745                 sba_dev->chip_resv.end   = PCI_F_EXTEND | (0xff200000UL - 1);
1746                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->chip_resv));
1747                 WARN_ON(err < 0);
1748
1749                 sba_dev->iommu_resv.name = "IOVA Space";
1750                 sba_dev->iommu_resv.start = 0x40000000UL;
1751                 sba_dev->iommu_resv.end   = 0x50000000UL - 1;
1752                 err = request_resource(&iomem_resource, &(sba_dev->iommu_resv));
1753                 WARN_ON(err < 0);
1754         } else {
1755                 /* IS_IKE (ie N-class, L3000, L1500) */
1756                 sba_dev->ioc[0].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, IKE_IOC_OFFSET(0));
1757                 sba_dev->ioc[1].ioc_hpa = ioc_remap(sba_dev, IKE_IOC_OFFSET(1));
1758                 num_ioc = 2;
1759
1760                 /* TODO - LOOKUP Ike/Stretch chipset mem map */
1761         }
1762         /* XXX: What about Reo? */
1763
1764         sba_dev->num_ioc = num_ioc;
1765         for (i = 0; i < num_ioc; i++) {
1766                 void __iomem *ioc_hpa = sba_dev->ioc[i].ioc_hpa;
1767                 unsigned int j;
1768
1769                 for (j=0; j < sizeof(u64) * ROPES_PER_IOC; j+=sizeof(u64)) {
1770
1771                         /*
1772                          * Clear ROPE(N)_CONFIG AO bit.
1773                          * Disables "NT Ordering" (~= !"Relaxed Ordering")
1774                          * Overrides bit 1 in DMA Hint Sets.
1775                          * Improves netperf UDP_STREAM by ~10% for bcm5701.
1776                          */
1777                         if (IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1778                                 void __iomem *rope_cfg;
1779                                 unsigned long cfg_val;
1780
1781                                 rope_cfg = ioc_hpa + IOC_ROPE0_CFG + j;
1782                                 cfg_val = READ_REG(rope_cfg);
1783                                 cfg_val &= ~IOC_ROPE_AO;
1784                                 WRITE_REG(cfg_val, rope_cfg);
1785                         }
1786
1787                         /*
1788                         ** Make sure the box crashes on rope errors.
1789                         */
1790                         WRITE_REG(HF_ENABLE, ioc_hpa + ROPE0_CTL + j);
1791                 }
1792
1793                 /* flush out the last writes */
1794                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + ROPE7_CTL);
1795
1796                 DBG_INIT("      ioc[%d] ROPE_CFG 0x%Lx  ROPE_DBG 0x%Lx\n",
1797                                 i,
1798                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x40),
1799                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x50)
1800                         );
1801                 DBG_INIT("      STATUS_CONTROL 0x%Lx  FLUSH_CTRL 0x%Lx\n",
1802                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x108),
1803                                 READ_REG(sba_dev->ioc[i].ioc_hpa + 0x400)
1804                         );
1805
1806                 if (IS_PLUTO(sba_dev->iodc)) {
1807                         sba_ioc_init_pluto(sba_dev->dev, &(sba_dev->ioc[i]), i);
1808                 } else {
1809                         sba_ioc_init(sba_dev->dev, &(sba_dev->ioc[i]), i);
1810                 }
1811         }
1812 }
1813
1814 static void
1815 sba_common_init(struct sba_device *sba_dev)
1816 {
1817         int i;
1818
1819         /* add this one to the head of the list (order doesn't matter)
1820         ** This will be useful for debugging - especially if we get coredumps
1821         */
1822         sba_dev->next = sba_list;
1823         sba_list = sba_dev;
1824
1825         for(i=0; i< sba_dev->num_ioc; i++) {
1826                 int res_size;
1827 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1828                 extern void iterate_pages(unsigned long , unsigned long ,
1829                                           void (*)(pte_t * , unsigned long),
1830                                           unsigned long );
1831                 void set_data_memory_break(pte_t * , unsigned long);
1832 #endif
1833                 /* resource map size dictated by pdir_size */
1834                 res_size = sba_dev->ioc[i].pdir_size/sizeof(u64); /* entries */
1835
1836                 /* Second part of PIRANHA BUG */
1837                 if (piranha_bad_128k) {
1838                         res_size -= (128*1024)/sizeof(u64);
1839                 }
1840
1841                 res_size >>= 3;  /* convert bit count to byte count */
1842                 DBG_INIT("%s() res_size 0x%x\n",
1843                         __FUNCTION__, res_size);
1844
1845                 sba_dev->ioc[i].res_size = res_size;
1846                 sba_dev->ioc[i].res_map = (char *) __get_free_pages(GFP_KERNEL, get_order(res_size));
1847
1848 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1849                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].res_map, res_size,
1850                                 set_data_memory_break, 0);
1851 #endif
1852
1853                 if (NULL == sba_dev->ioc[i].res_map)
1854                 {
1855                         panic("%s:%s() could not allocate resource map\n",
1856                               __FILE__, __FUNCTION__ );
1857                 }
1858
1859                 memset(sba_dev->ioc[i].res_map, 0, res_size);
1860                 /* next available IOVP - circular search */
1861                 sba_dev->ioc[i].res_hint = (unsigned long *)
1862                                 &(sba_dev->ioc[i].res_map[L1_CACHE_BYTES]);
1863
1864 #ifdef ASSERT_PDIR_SANITY
1865                 /* Mark first bit busy - ie no IOVA 0 */
1866                 sba_dev->ioc[i].res_map[0] = 0x80;
1867                 sba_dev->ioc[i].pdir_base[0] = 0xeeffc0addbba0080ULL;
1868 #endif
1869
1870                 /* Third (and last) part of PIRANHA BUG */
1871                 if (piranha_bad_128k) {
1872                         /* region from +1408K to +1536 is un-usable. */
1873
1874                         int idx_start = (1408*1024/sizeof(u64)) >> 3;
1875                         int idx_end   = (1536*1024/sizeof(u64)) >> 3;
1876                         long *p_start = (long *) &(sba_dev->ioc[i].res_map[idx_start]);
1877                         long *p_end   = (long *) &(sba_dev->ioc[i].res_map[idx_end]);
1878
1879                         /* mark that part of the io pdir busy */
1880                         while (p_start < p_end)
1881                                 *p_start++ = -1;
1882                                 
1883                 }
1884
1885 #ifdef DEBUG_DMB_TRAP
1886                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].res_map, res_size,
1887                                 set_data_memory_break, 0);
1888                 iterate_pages( sba_dev->ioc[i].pdir_base, sba_dev->ioc[i].pdir_size,
1889                                 set_data_memory_break, 0);
1890 #endif
1891
1892                 DBG_INIT("%s() %d res_map %x %p\n",
1893                         __FUNCTION__, i, res_size, sba_dev->ioc[i].res_map);
1894         }
1895
1896         spin_lock_init(&sba_dev->sba_lock);
1897         ioc_needs_fdc = boot_cpu_data.pdc.capabilities & PDC_MODEL_IOPDIR_FDC;
1898
1899 #ifdef DEBUG_SBA_INIT
1900         /*
1901          * If the PDC_MODEL capabilities has Non-coherent IO-PDIR bit set
1902          * (bit #61, big endian), we have to flush and sync every time
1903          * IO-PDIR is changed in Ike/Astro.
1904          */
1905         if (ioc_needs_fdc) {
1906                 printk(KERN_INFO MODULE_NAME " FDC/SYNC required.\n");
1907         } else {
1908                 printk(KERN_INFO MODULE_NAME " IOC has cache coherent PDIR.\n");
1909         }
1910 #endif
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1914 static int sba_proc_info(struct seq_file *m, void *p)
1915 {
1916         struct sba_device *sba_dev = sba_list;
1917         struct ioc *ioc = &sba_dev->ioc[0];     /* FIXME: Multi-IOC support! */
1918         int total_pages = (int) (ioc->res_size << 3); /* 8 bits per byte */
1919 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1920         unsigned long avg = 0, min, max;
1921 #endif
1922         int i, len = 0;
1923
1924         len += seq_printf(m, "%s rev %d.%d\n",
1925                 sba_dev->name,
1926                 (sba_dev->hw_rev & 0x7) + 1,
1927                 (sba_dev->hw_rev & 0x18) >> 3
1928                 );
1929         len += seq_printf(m, "IO PDIR size    : %d bytes (%d entries)\n",
1930                 (int) ((ioc->res_size << 3) * sizeof(u64)), /* 8 bits/byte */
1931                 total_pages);
1932
1933         len += seq_printf(m, "Resource bitmap : %d bytes (%d pages)\n", 
1934                 ioc->res_size, ioc->res_size << 3);   /* 8 bits per byte */
1935
1936         len += seq_printf(m, "LMMIO_BASE/MASK/ROUTE %08x %08x %08x\n",
1937                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_BASE),
1938                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_MASK),
1939                 READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIST_ROUTE)
1940                 );
1941
1942         for (i=0; i<4; i++)
1943                 len += seq_printf(m, "DIR%d_BASE/MASK/ROUTE %08x %08x %08x\n", i,
1944                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_BASE  + i*0x18),
1945                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_MASK  + i*0x18),
1946                         READ_REG32(sba_dev->sba_hpa + LMMIO_DIRECT0_ROUTE + i*0x18)
1947                 );
1948
1949 #ifdef SBA_COLLECT_STATS
1950         len += seq_printf(m, "IO PDIR entries : %ld free  %ld used (%d%%)\n",
1951                 total_pages - ioc->used_pages, ioc->used_pages,
1952                 (int) (ioc->used_pages * 100 / total_pages));
1953
1954         min = max = ioc->avg_search[0];
1955         for (i = 0; i < SBA_SEARCH_SAMPLE; i++) {
1956                 avg += ioc->avg_search[i];
1957                 if (ioc->avg_search[i] > max) max = ioc->avg_search[i];
1958                 if (ioc->avg_search[i] < min) min = ioc->avg_search[i];
1959         }
1960         avg /= SBA_SEARCH_SAMPLE;
1961         len += seq_printf(m, "  Bitmap search : %ld/%ld/%ld (min/avg/max CPU Cycles)\n",
1962                 min, avg, max);
1963
1964         len += seq_printf(m, "pci_map_single(): %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1965                 ioc->msingle_calls, ioc->msingle_pages,
1966                 (int) ((ioc->msingle_pages * 1000)/ioc->msingle_calls));
1967
1968         /* KLUGE - unmap_sg calls unmap_single for each mapped page */
1969         min = ioc->usingle_calls;
1970         max = ioc->usingle_pages - ioc->usg_pages;
1971         len += seq_printf(m, "pci_unmap_single: %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1972                 min, max, (int) ((max * 1000)/min));
1973
1974         len += seq_printf(m, "pci_map_sg()    : %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1975                 ioc->msg_calls, ioc->msg_pages, 
1976                 (int) ((ioc->msg_pages * 1000)/ioc->msg_calls));
1977
1978         len += seq_printf(m, "pci_unmap_sg()  : %12ld calls  %12ld pages (avg %d/1000)\n",
1979                 ioc->usg_calls, ioc->usg_pages,
1980                 (int) ((ioc->usg_pages * 1000)/ioc->usg_calls));
1981 #endif
1982
1983         return 0;
1984 }
1985
1986 static int
1987 sba_proc_open(struct inode *i, struct file *f)
1988 {
1989         return single_open(f, &sba_proc_info, NULL);
1990 }
1991
1992 static struct file_operations sba_proc_fops = {
1993         .owner = THIS_MODULE,
1994         .open = sba_proc_open,
1995         .read = seq_read,
1996         .llseek = seq_lseek,
1997         .release = single_release,
1998 };
1999
2000 static int
2001 sba_proc_bitmap_info(struct seq_file *m, void *p)
2002 {
2003         struct sba_device *sba_dev = sba_list;
2004         struct ioc *ioc = &sba_dev->ioc[0];     /* FIXME: Multi-IOC support! */
2005         unsigned int *res_ptr = (unsigned int *)ioc->res_map;
2006         int i, len = 0;
2007
2008         for (i = 0; i < (ioc->res_size/sizeof(unsigned int)); ++i, ++res_ptr) {
2009                 if ((i & 7) == 0)
2010                         len += seq_printf(m, "\n   ");
2011                 len += seq_printf(m, " %08x", *res_ptr);
2012         }
2013         len += seq_printf(m, "\n");
2014
2015         return 0;
2016 }
2017
2018 static int
2019 sba_proc_bitmap_open(struct inode *i, struct file *f)
2020 {
2021         return single_open(f, &sba_proc_bitmap_info, NULL);
2022 }
2023
2024 static struct file_operations sba_proc_bitmap_fops = {
2025         .owner = THIS_MODULE,
2026         .open = sba_proc_bitmap_open,
2027         .read = seq_read,
2028         .llseek = seq_lseek,
2029         .release = single_release,
2030 };
2031 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
2032
2033 static struct parisc_device_id sba_tbl[] = {
2034         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, ASTRO_RUNWAY_PORT, 0xb },
2035         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, IKE_MERCED_PORT, 0xc },
2036         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, REO_MERCED_PORT, 0xc },
2037         { HPHW_BCPORT, HVERSION_REV_ANY_ID, REOG_MERCED_PORT, 0xc },
2038         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, PLUTO_MCKINLEY_PORT, 0xc },
2039         { 0, }
2040 };
2041
2042 int sba_driver_callback(struct parisc_device *);
2043
2044 static struct parisc_driver sba_driver = {
2045         .name =         MODULE_NAME,
2046         .id_table =     sba_tbl,
2047         .probe =        sba_driver_callback,
2048 };
2049
2050 /*
2051 ** Determine if sba should claim this chip (return 0) or not (return 1).
2052 ** If so, initialize the chip and tell other partners in crime they
2053 ** have work to do.
2054 */
2055 int
2056 sba_driver_callback(struct parisc_device *dev)
2057 {
2058         struct sba_device *sba_dev;
2059         u32 func_class;
2060         int i;
2061         char *version;
2062         void __iomem *sba_addr = ioremap_nocache(dev->hpa.start, SBA_FUNC_SIZE);
2063         struct proc_dir_entry *info_entry, *bitmap_entry, *root;
2064
2065         sba_dump_ranges(sba_addr);
2066
2067         /* Read HW Rev First */
2068         func_class = READ_REG(sba_addr + SBA_FCLASS);
2069
2070         if (IS_ASTRO(&dev->id)) {
2071                 unsigned long fclass;
2072                 static char astro_rev[]="Astro ?.?";
2073
2074                 /* Astro is broken...Read HW Rev First */
2075                 fclass = READ_REG(sba_addr);
2076
2077                 astro_rev[6] = '1' + (char) (fclass & 0x7);
2078                 astro_rev[8] = '0' + (char) ((fclass & 0x18) >> 3);
2079                 version = astro_rev;
2080
2081         } else if (IS_IKE(&dev->id)) {
2082                 static char ike_rev[] = "Ike rev ?";
2083                 ike_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0xff);
2084                 version = ike_rev;
2085         } else if (IS_PLUTO(&dev->id)) {
2086                 static char pluto_rev[]="Pluto ?.?";
2087                 pluto_rev[6] = '0' + (char) ((func_class & 0xf0) >> 4); 
2088                 pluto_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0x0f); 
2089                 version = pluto_rev;
2090         } else {
2091                 static char reo_rev[] = "REO rev ?";
2092                 reo_rev[8] = '0' + (char) (func_class & 0xff);
2093                 version = reo_rev;
2094         }
2095
2096         if (!global_ioc_cnt) {
2097                 global_ioc_cnt = count_parisc_driver(&sba_driver);
2098
2099                 /* Astro and Pluto have one IOC per SBA */
2100                 if ((!IS_ASTRO(&dev->id)) || (!IS_PLUTO(&dev->id)))
2101                         global_ioc_cnt *= 2;
2102         }
2103
2104         printk(KERN_INFO "%s found %s at 0x%lx\n",
2105                 MODULE_NAME, version, dev->hpa.start);
2106
2107         sba_dev = kzalloc(sizeof(struct sba_device), GFP_KERNEL);
2108         if (!sba_dev) {
2109                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME " - couldn't alloc sba_device\n");
2110                 return -ENOMEM;
2111         }
2112
2113         parisc_set_drvdata(dev, sba_dev);
2114
2115         for(i=0; i<MAX_IOC; i++)
2116                 spin_lock_init(&(sba_dev->ioc[i].res_lock));
2117
2118         sba_dev->dev = dev;
2119         sba_dev->hw_rev = func_class;
2120         sba_dev->iodc = &dev->id;
2121         sba_dev->name = dev->name;
2122         sba_dev->sba_hpa = sba_addr;
2123
2124         sba_get_pat_resources(sba_dev);
2125         sba_hw_init(sba_dev);
2126         sba_common_init(sba_dev);
2127
2128         hppa_dma_ops = &sba_ops;
2129
2130 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2131         switch (dev->id.hversion) {
2132         case PLUTO_MCKINLEY_PORT:
2133                 root = proc_mckinley_root;
2134                 break;
2135         case ASTRO_RUNWAY_PORT:
2136         case IKE_MERCED_PORT:
2137         default:
2138                 root = proc_runway_root;
2139                 break;
2140         }
2141
2142         info_entry = create_proc_entry("sba_iommu", 0, root);
2143         bitmap_entry = create_proc_entry("sba_iommu-bitmap", 0, root);
2144
2145         if (info_entry)
2146                 info_entry->proc_fops = &sba_proc_fops;
2147
2148         if (bitmap_entry)
2149                 bitmap_entry->proc_fops = &sba_proc_bitmap_fops;
2150 #endif
2151
2152         parisc_vmerge_boundary = IOVP_SIZE;
2153         parisc_vmerge_max_size = IOVP_SIZE * BITS_PER_LONG;
2154         parisc_has_iommu();
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 /*
2159 ** One time initialization to let the world know the SBA was found.
2160 ** This is the only routine which is NOT static.
2161 ** Must be called exactly once before pci_init().
2162 */
2163 void __init sba_init(void)
2164 {
2165         register_parisc_driver(&sba_driver);
2166 }
2167
2168
2169 /**
2170  * sba_get_iommu - Assign the iommu pointer for the pci bus controller.
2171  * @dev: The parisc device.
2172  *
2173  * Returns the appropriate IOMMU data for the given parisc PCI controller.
2174  * This is cached and used later for PCI DMA Mapping.
2175  */
2176 void * sba_get_iommu(struct parisc_device *pci_hba)
2177 {
2178         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2179         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2180         char t = sba_dev->id.hw_type;
2181         int iocnum = (pci_hba->hw_path >> 3);   /* rope # */
2182
2183         WARN_ON((t != HPHW_IOA) && (t != HPHW_BCPORT));
2184
2185         return &(sba->ioc[iocnum]);
2186 }
2187
2188
2189 /**
2190  * sba_directed_lmmio - return first directed LMMIO range routed to rope
2191  * @pa_dev: The parisc device.
2192  * @r: resource PCI host controller wants start/end fields assigned.
2193  *
2194  * For the given parisc PCI controller, determine if any direct ranges
2195  * are routed down the corresponding rope.
2196  */
2197 void sba_directed_lmmio(struct parisc_device *pci_hba, struct resource *r)
2198 {
2199         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2200         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2201         char t = sba_dev->id.hw_type;
2202         int i;
2203         int rope = (pci_hba->hw_path & (ROPES_PER_IOC-1));  /* rope # */
2204
2205         BUG_ON((t!=HPHW_IOA) && (t!=HPHW_BCPORT));
2206
2207         r->start = r->end = 0;
2208
2209         /* Astro has 4 directed ranges. Not sure about Ike/Pluto/et al */
2210         for (i=0; i<4; i++) {
2211                 int base, size;
2212                 void __iomem *reg = sba->sba_hpa + i*0x18;
2213
2214                 base = READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_BASE);
2215                 if ((base & 1) == 0)
2216                         continue;       /* not enabled */
2217
2218                 size = READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_ROUTE);
2219
2220                 if ((size & (ROPES_PER_IOC-1)) != rope)
2221                         continue;       /* directed down different rope */
2222                 
2223                 r->start = (base & ~1UL) | PCI_F_EXTEND;
2224                 size = ~ READ_REG32(reg + LMMIO_DIRECT0_MASK);
2225                 r->end = r->start + size;
2226         }
2227 }
2228
2229
2230 /**
2231  * sba_distributed_lmmio - return portion of distributed LMMIO range
2232  * @pa_dev: The parisc device.
2233  * @r: resource PCI host controller wants start/end fields assigned.
2234  *
2235  * For the given parisc PCI controller, return portion of distributed LMMIO
2236  * range. The distributed LMMIO is always present and it's just a question
2237  * of the base address and size of the range.
2238  */
2239 void sba_distributed_lmmio(struct parisc_device *pci_hba, struct resource *r )
2240 {
2241         struct parisc_device *sba_dev = parisc_parent(pci_hba);
2242         struct sba_device *sba = sba_dev->dev.driver_data;
2243         char t = sba_dev->id.hw_type;
2244         int base, size;
2245         int rope = (pci_hba->hw_path & (ROPES_PER_IOC-1));  /* rope # */
2246
2247         BUG_ON((t!=HPHW_IOA) && (t!=HPHW_BCPORT));
2248
2249         r->start = r->end = 0;
2250
2251         base = READ_REG32(sba->sba_hpa + LMMIO_DIST_BASE);
2252         if ((base & 1) == 0) {
2253                 BUG();  /* Gah! Distr Range wasn't enabled! */
2254                 return;
2255         }
2256
2257         r->start = (base & ~1UL) | PCI_F_EXTEND;
2258
2259         size = (~READ_REG32(sba->sba_hpa + LMMIO_DIST_MASK)) / ROPES_PER_IOC;
2260         r->start += rope * (size + 1);  /* adjust base for this rope */
2261         r->end = r->start + size;
2262 }