arch/powerpc/platforms/ps3/mm.c

   1 /*
   2  *  PS3 address space management.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2006 Sony Computer Entertainment Inc.
   5  *  Copyright 2006 Sony Corp.
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; version 2 of the License.
  10  *
  11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  18  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/module.h>
  23 #include <linux/memory_hotplug.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26
  27 #include <asm/cell-regs.h>
  28 #include <asm/firmware.h>
  29 #include <asm/prom.h>
  30 #include <asm/udbg.h>
  31 #include <asm/lv1call.h>
  32
  33 #include "platform.h"
  34
  35 #if defined(DEBUG)
  36 #define DBG udbg_printf
  37 #else
  38 #define DBG pr_devel
  39 #endif
  40
  41 enum {
  42 #if defined(CONFIG_PS3_DYNAMIC_DMA)
  43         USE_DYNAMIC_DMA = 1,
  44 #else
  45         USE_DYNAMIC_DMA = 0,
  46 #endif
  47 };
  48
  49 enum {
  50         PAGE_SHIFT_4K = 12U,
  51         PAGE_SHIFT_64K = 16U,
  52         PAGE_SHIFT_16M = 24U,
  53 };
  54
  55 static unsigned long make_page_sizes(unsigned long a, unsigned long b)
  56 {
  57         return (a << 56) | (b << 48);
  58 }
  59
  60 enum {
  61         ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT = 0X04,
  62         ALLOCATE_MEMORY_ADDR_ZERO = 0X08,
  63 };
  64
  65 /* valid htab sizes are {18,19,20} = 256K, 512K, 1M */
  66
  67 enum {
  68         HTAB_SIZE_MAX = 20U, /* HV limit of 1MB */
  69         HTAB_SIZE_MIN = 18U, /* CPU limit of 256KB */
  70 };
  71
  72 /*============================================================================*/
  73 /* virtual address space routines                                             */
  74 /*============================================================================*/
  75
  76 /**
  77  * struct mem_region - memory region structure
  78  * @base: base address
  79  * @size: size in bytes
  80  * @offset: difference between base and rm.size
  81  */
  82
  83 struct mem_region {
  84         u64 base;
  85         u64 size;
  86         unsigned long offset;
  87 };
  88
  89 /**
  90  * struct map - address space state variables holder
  91  * @total: total memory available as reported by HV
  92  * @vas_id - HV virtual address space id
  93  * @htab_size: htab size in bytes
  94  *
  95  * The HV virtual address space (vas) allows for hotplug memory regions.
  96  * Memory regions can be created and destroyed in the vas at runtime.
  97  * @rm: real mode (bootmem) region
  98  * @r1: hotplug memory region(s)
  99  *
 100  * ps3 addresses
 101  * virt_addr: a cpu 'translated' effective address
 102  * phys_addr: an address in what Linux thinks is the physical address space
 103  * lpar_addr: an address in the HV virtual address space
 104  * bus_addr: an io controller 'translated' address on a device bus
 105  */
 106
 107 struct map {
 108         u64 total;
 109         u64 vas_id;
 110         u64 htab_size;
 111         struct mem_region rm;
 112         struct mem_region r1;
 113 };
 114
 115 #define debug_dump_map(x) _debug_dump_map(x, __func__, __LINE__)
 116 static void __maybe_unused _debug_dump_map(const struct map *m,
 117         const char *func, int line)
 118 {
 119         DBG("%s:%d: map.total     = %llxh\n", func, line, m->total);
 120         DBG("%s:%d: map.rm.size   = %llxh\n", func, line, m->rm.size);
 121         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", func, line, m->vas_id);
 122         DBG("%s:%d: map.htab_size = %llxh\n", func, line, m->htab_size);
 123         DBG("%s:%d: map.r1.base   = %llxh\n", func, line, m->r1.base);
 124         DBG("%s:%d: map.r1.offset = %lxh\n", func, line, m->r1.offset);
 125         DBG("%s:%d: map.r1.size   = %llxh\n", func, line, m->r1.size);
 126 }
 127
 128 static struct map map;
 129
 130 /**
 131  * ps3_mm_phys_to_lpar - translate a linux physical address to lpar address
 132  * @phys_addr: linux physical address
 133  */
 134
 135 unsigned long ps3_mm_phys_to_lpar(unsigned long phys_addr)
 136 {
 137         BUG_ON(is_kernel_addr(phys_addr));
 138         return (phys_addr < map.rm.size || phys_addr >= map.total)
 139                 ? phys_addr : phys_addr + map.r1.offset;
 140 }
 141
 142 EXPORT_SYMBOL(ps3_mm_phys_to_lpar);
 143
 144 /**
 145  * ps3_mm_vas_create - create the virtual address space
 146  */
 147
 148 void __init ps3_mm_vas_create(unsigned long* htab_size)
 149 {
 150         int result;
 151         u64 start_address;
 152         u64 size;
 153         u64 access_right;
 154         u64 max_page_size;
 155         u64 flags;
 156
 157         result = lv1_query_logical_partition_address_region_info(0,
 158                 &start_address, &size, &access_right, &max_page_size,
 159                 &flags);
 160
 161         if (result) {
 162                 DBG("%s:%d: lv1_query_logical_partition_address_region_info "
 163                         "failed: %s\n", __func__, __LINE__,
 164                         ps3_result(result));
 165                 goto fail;
 166         }
 167
 168         if (max_page_size < PAGE_SHIFT_16M) {
 169                 DBG("%s:%d: bad max_page_size %llxh\n", __func__, __LINE__,
 170                         max_page_size);
 171                 goto fail;
 172         }
 173
 174         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE > HTAB_SIZE_MAX);
 175         BUILD_BUG_ON(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE < HTAB_SIZE_MIN);
 176
 177         result = lv1_construct_virtual_address_space(CONFIG_PS3_HTAB_SIZE,
 178                         2, make_page_sizes(PAGE_SHIFT_16M, PAGE_SHIFT_64K),
 179                         &map.vas_id, &map.htab_size);
 180
 181         if (result) {
 182                 DBG("%s:%d: lv1_construct_virtual_address_space failed: %s\n",
 183                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 184                 goto fail;
 185         }
 186
 187         result = lv1_select_virtual_address_space(map.vas_id);
 188
 189         if (result) {
 190                 DBG("%s:%d: lv1_select_virtual_address_space failed: %s\n",
 191                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 192                 goto fail;
 193         }
 194
 195         *htab_size = map.htab_size;
 196
 197         debug_dump_map(&map);
 198
 199         return;
 200
 201 fail:
 202         panic("ps3_mm_vas_create failed");
 203 }
 204
 205 /**
 206  * ps3_mm_vas_destroy -
 207  */
 208
 209 void ps3_mm_vas_destroy(void)
 210 {
 211         int result;
 212
 213         DBG("%s:%d: map.vas_id    = %llu\n", __func__, __LINE__, map.vas_id);
 214
 215         if (map.vas_id) {
 216                 result = lv1_select_virtual_address_space(0);
 217                 BUG_ON(result);
 218                 result = lv1_destruct_virtual_address_space(map.vas_id);
 219                 BUG_ON(result);
 220                 map.vas_id = 0;
 221         }
 222 }
 223
 224 /*============================================================================*/
 225 /* memory hotplug routines                                                    */
 226 /*============================================================================*/
 227
 228 /**
 229  * ps3_mm_region_create - create a memory region in the vas
 230  * @r: pointer to a struct mem_region to accept initialized values
 231  * @size: requested region size
 232  *
 233  * This implementation creates the region with the vas large page size.
 234  * @size is rounded down to a multiple of the vas large page size.
 235  */
 236
 237 static int ps3_mm_region_create(struct mem_region *r, unsigned long size)
 238 {
 239         int result;
 240         u64 muid;
 241
 242         r->size = _ALIGN_DOWN(size, 1 << PAGE_SHIFT_16M);
 243
 244         DBG("%s:%d requested  %lxh\n", __func__, __LINE__, size);
 245         DBG("%s:%d actual     %llxh\n", __func__, __LINE__, r->size);
 246         DBG("%s:%d difference %llxh (%lluMB)\n", __func__, __LINE__,
 247                 size - r->size, (size - r->size) / 1024 / 1024);
 248
 249         if (r->size == 0) {
 250                 DBG("%s:%d: size == 0\n", __func__, __LINE__);
 251                 result = -1;
 252                 goto zero_region;
 253         }
 254
 255         result = lv1_allocate_memory(r->size, PAGE_SHIFT_16M, 0,
 256                 ALLOCATE_MEMORY_TRY_ALT_UNIT, &r->base, &muid);
 257
 258         if (result || r->base < map.rm.size) {
 259                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_memory failed: %s\n",
 260                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 261                 goto zero_region;
 262         }
 263
 264         r->offset = r->base - map.rm.size;
 265         return result;
 266
 267 zero_region:
 268         r->size = r->base = r->offset = 0;
 269         return result;
 270 }
 271
 272 /**
 273  * ps3_mm_region_destroy - destroy a memory region
 274  * @r: pointer to struct mem_region
 275  */
 276
 277 static void ps3_mm_region_destroy(struct mem_region *r)
 278 {
 279         int result;
 280
 281         DBG("%s:%d: r->base = %llxh\n", __func__, __LINE__, r->base);
 282         if (r->base) {
 283                 result = lv1_release_memory(r->base);
 284                 BUG_ON(result);
 285                 r->size = r->base = r->offset = 0;
 286                 map.total = map.rm.size;
 287         }
 288 }
 289
 290 /**
 291  * ps3_mm_add_memory - hot add memory
 292  */
 293
 294 static int __init ps3_mm_add_memory(void)
 295 {
 296         int result;
 297         unsigned long start_addr;
 298         unsigned long start_pfn;
 299         unsigned long nr_pages;
 300
 301         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
 302                 return -ENODEV;
 303
 304         BUG_ON(!mem_init_done);
 305
 306         start_addr = map.rm.size;
 307         start_pfn = start_addr >> PAGE_SHIFT;
 308         nr_pages = (map.r1.size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 309
 310         DBG("%s:%d: start_addr %lxh, start_pfn %lxh, nr_pages %lxh\n",
 311                 __func__, __LINE__, start_addr, start_pfn, nr_pages);
 312
 313         result = add_memory(0, start_addr, map.r1.size);
 314
 315         if (result) {
 316                 pr_err("%s:%d: add_memory failed: (%d)\n",
 317                         __func__, __LINE__, result);
 318                 return result;
 319         }
 320
 321         memblock_add(start_addr, map.r1.size);
 322         memblock_analyze();
 323
 324         result = online_pages(start_pfn, nr_pages);
 325
 326         if (result)
 327                 pr_err("%s:%d: online_pages failed: (%d)\n",
 328                         __func__, __LINE__, result);
 329
 330         return result;
 331 }
 332
 333 device_initcall(ps3_mm_add_memory);
 334
 335 /*============================================================================*/
 336 /* dma routines                                                               */
 337 /*============================================================================*/
 338
 339 /**
 340  * dma_sb_lpar_to_bus - Translate an lpar address to ioc mapped bus address.
 341  * @r: pointer to dma region structure
 342  * @lpar_addr: HV lpar address
 343  */
 344
 345 static unsigned long dma_sb_lpar_to_bus(struct ps3_dma_region *r,
 346         unsigned long lpar_addr)
 347 {
 348         if (lpar_addr >= map.rm.size)
 349                 lpar_addr -= map.r1.offset;
 350         BUG_ON(lpar_addr < r->offset);
 351         BUG_ON(lpar_addr >= r->offset + r->len);
 352         return r->bus_addr + lpar_addr - r->offset;
 353 }
 354
 355 #define dma_dump_region(_a) _dma_dump_region(_a, __func__, __LINE__)
 356 static void  __maybe_unused _dma_dump_region(const struct ps3_dma_region *r,
 357         const char *func, int line)
 358 {
 359         DBG("%s:%d: dev        %llu:%llu\n", func, line, r->dev->bus_id,
 360                 r->dev->dev_id);
 361         DBG("%s:%d: page_size  %u\n", func, line, r->page_size);
 362         DBG("%s:%d: bus_addr   %lxh\n", func, line, r->bus_addr);
 363         DBG("%s:%d: len        %lxh\n", func, line, r->len);
 364         DBG("%s:%d: offset     %lxh\n", func, line, r->offset);
 365 }
 366
 367   /**
 368  * dma_chunk - A chunk of dma pages mapped by the io controller.
 369  * @region - The dma region that owns this chunk.
 370  * @lpar_addr: Starting lpar address of the area to map.
 371  * @bus_addr: Starting ioc bus address of the area to map.
 372  * @len: Length in bytes of the area to map.
 373  * @link: A struct list_head used with struct ps3_dma_region.chunk_list, the
 374  * list of all chuncks owned by the region.
 375  *
 376  * This implementation uses a very simple dma page manager
 377  * based on the dma_chunk structure.  This scheme assumes
 378  * that all drivers use very well behaved dma ops.
 379  */
 380
 381 struct dma_chunk {
 382         struct ps3_dma_region *region;
 383         unsigned long lpar_addr;
 384         unsigned long bus_addr;
 385         unsigned long len;
 386         struct list_head link;
 387         unsigned int usage_count;
 388 };
 389
 390 #define dma_dump_chunk(_a) _dma_dump_chunk(_a, __func__, __LINE__)
 391 static void _dma_dump_chunk (const struct dma_chunk* c, const char* func,
 392         int line)
 393 {
 394         DBG("%s:%d: r.dev        %llu:%llu\n", func, line,
 395                 c->region->dev->bus_id, c->region->dev->dev_id);
 396         DBG("%s:%d: r.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->region->bus_addr);
 397         DBG("%s:%d: r.page_size  %u\n", func, line, c->region->page_size);
 398         DBG("%s:%d: r.len        %lxh\n", func, line, c->region->len);
 399         DBG("%s:%d: r.offset     %lxh\n", func, line, c->region->offset);
 400         DBG("%s:%d: c.lpar_addr  %lxh\n", func, line, c->lpar_addr);
 401         DBG("%s:%d: c.bus_addr   %lxh\n", func, line, c->bus_addr);
 402         DBG("%s:%d: c.len        %lxh\n", func, line, c->len);
 403 }
 404
 405 static struct dma_chunk * dma_find_chunk(struct ps3_dma_region *r,
 406         unsigned long bus_addr, unsigned long len)
 407 {
 408         struct dma_chunk *c;
 409         unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr, 1 << r->page_size);
 410         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len+bus_addr-aligned_bus,
 411                                               1 << r->page_size);
 412
 413         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 414                 /* intersection */
 415                 if (aligned_bus >= c->bus_addr &&
 416                     aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr + c->len)
 417                         return c;
 418
 419                 /* below */
 420                 if (aligned_bus + aligned_len <= c->bus_addr)
 421                         continue;
 422
 423                 /* above */
 424                 if (aligned_bus >= c->bus_addr + c->len)
 425                         continue;
 426
 427                 /* we don't handle the multi-chunk case for now */
 428                 dma_dump_chunk(c);
 429                 BUG();
 430         }
 431         return NULL;
 432 }
 433
 434 static struct dma_chunk *dma_find_chunk_lpar(struct ps3_dma_region *r,
 435         unsigned long lpar_addr, unsigned long len)
 436 {
 437         struct dma_chunk *c;
 438         unsigned long aligned_lpar = _ALIGN_DOWN(lpar_addr, 1 << r->page_size);
 439         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + lpar_addr - aligned_lpar,
 440                                               1 << r->page_size);
 441
 442         list_for_each_entry(c, &r->chunk_list.head, link) {
 443                 /* intersection */
 444                 if (c->lpar_addr <= aligned_lpar &&
 445                     aligned_lpar < c->lpar_addr + c->len) {
 446                         if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr + c->len)
 447                                 return c;
 448                         else {
 449                                 dma_dump_chunk(c);
 450                                 BUG();
 451                         }
 452                 }
 453                 /* below */
 454                 if (aligned_lpar + aligned_len <= c->lpar_addr) {
 455                         continue;
 456                 }
 457                 /* above */
 458                 if (c->lpar_addr + c->len <= aligned_lpar) {
 459                         continue;
 460                 }
 461         }
 462         return NULL;
 463 }
 464
 465 static int dma_sb_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 466 {
 467         int result = 0;
 468
 469         if (c->bus_addr) {
 470                 result = lv1_unmap_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 471                         c->region->dev->dev_id, c->bus_addr, c->len);
 472                 BUG_ON(result);
 473         }
 474
 475         kfree(c);
 476         return result;
 477 }
 478
 479 static int dma_ioc0_free_chunk(struct dma_chunk *c)
 480 {
 481         int result = 0;
 482         int iopage;
 483         unsigned long offset;
 484         struct ps3_dma_region *r = c->region;
 485
 486         DBG("%s:start\n", __func__);
 487         for (iopage = 0; iopage < (c->len >> r->page_size); iopage++) {
 488                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 489                 /* put INVALID entry */
 490                 result = lv1_put_iopte(0,
 491                                        c->bus_addr + offset,
 492                                        c->lpar_addr + offset,
 493                                        r->ioid,
 494                                        0);
 495                 DBG("%s: bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%d\n", __func__,
 496                     c->bus_addr + offset,
 497                     c->lpar_addr + offset,
 498                     r->ioid);
 499
 500                 if (result) {
 501                         DBG("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n", __func__,
 502                             __LINE__, ps3_result(result));
 503                 }
 504         }
 505         kfree(c);
 506         DBG("%s:end\n", __func__);
 507         return result;
 508 }
 509
 510 /**
 511  * dma_sb_map_pages - Maps dma pages into the io controller bus address space.
 512  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 513  * @phys_addr: Starting physical address of the area to map.
 514  * @len: Length in bytes of the area to map.
 515  * c_out: A pointer to receive an allocated struct dma_chunk for this area.
 516  *
 517  * This is the lowest level dma mapping routine, and is the one that will
 518  * make the HV call to add the pages into the io controller address space.
 519  */
 520
 521 static int dma_sb_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 522             unsigned long len, struct dma_chunk **c_out, u64 iopte_flag)
 523 {
 524         int result;
 525         struct dma_chunk *c;
 526
 527         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 528
 529         if (!c) {
 530                 result = -ENOMEM;
 531                 goto fail_alloc;
 532         }
 533
 534         c->region = r;
 535         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 536         c->bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, c->lpar_addr);
 537         c->len = len;
 538
 539         BUG_ON(iopte_flag != 0xf800000000000000UL);
 540         result = lv1_map_device_dma_region(c->region->dev->bus_id,
 541                                            c->region->dev->dev_id, c->lpar_addr,
 542                                            c->bus_addr, c->len, iopte_flag);
 543         if (result) {
 544                 DBG("%s:%d: lv1_map_device_dma_region failed: %s\n",
 545                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 546                 goto fail_map;
 547         }
 548
 549         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 550
 551         *c_out = c;
 552         return 0;
 553
 554 fail_map:
 555         kfree(c);
 556 fail_alloc:
 557         *c_out = NULL;
 558         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 559         return result;
 560 }
 561
 562 static int dma_ioc0_map_pages(struct ps3_dma_region *r, unsigned long phys_addr,
 563                               unsigned long len, struct dma_chunk **c_out,
 564                               u64 iopte_flag)
 565 {
 566         int result;
 567         struct dma_chunk *c, *last;
 568         int iopage, pages;
 569         unsigned long offset;
 570
 571         DBG(KERN_ERR "%s: phy=%#lx, lpar%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 572             phys_addr, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 573         c = kzalloc(sizeof(struct dma_chunk), GFP_ATOMIC);
 574
 575         if (!c) {
 576                 result = -ENOMEM;
 577                 goto fail_alloc;
 578         }
 579
 580         c->region = r;
 581         c->len = len;
 582         c->lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 583         /* allocate IO address */
 584         if (list_empty(&r->chunk_list.head)) {
 585                 /* first one */
 586                 c->bus_addr = r->bus_addr;
 587         } else {
 588                 /* derive from last bus addr*/
 589                 last  = list_entry(r->chunk_list.head.next,
 590                                    struct dma_chunk, link);
 591                 c->bus_addr = last->bus_addr + last->len;
 592                 DBG("%s: last bus=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 593                     last->bus_addr, last->len);
 594         }
 595
 596         /* FIXME: check whether length exceeds region size */
 597
 598         /* build ioptes for the area */
 599         pages = len >> r->page_size;
 600         DBG("%s: pgsize=%#x len=%#lx pages=%#x iopteflag=%#llx\n", __func__,
 601             r->page_size, r->len, pages, iopte_flag);
 602         for (iopage = 0; iopage < pages; iopage++) {
 603                 offset = (1 << r->page_size) * iopage;
 604                 result = lv1_put_iopte(0,
 605                                        c->bus_addr + offset,
 606                                        c->lpar_addr + offset,
 607                                        r->ioid,
 608                                        iopte_flag);
 609                 if (result) {
 610                         pr_warning("%s:%d: lv1_put_iopte failed: %s\n",
 611                                    __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 612                         goto fail_map;
 613                 }
 614                 DBG("%s: pg=%d bus=%#lx, lpar=%#lx, ioid=%#x\n", __func__,
 615                     iopage, c->bus_addr + offset, c->lpar_addr + offset,
 616                     r->ioid);
 617         }
 618
 619         /* be sure that last allocated one is inserted at head */
 620         list_add(&c->link, &r->chunk_list.head);
 621
 622         *c_out = c;
 623         DBG("%s: end\n", __func__);
 624         return 0;
 625
 626 fail_map:
 627         for (iopage--; 0 <= iopage; iopage--) {
 628                 lv1_put_iopte(0,
 629                               c->bus_addr + offset,
 630                               c->lpar_addr + offset,
 631                               r->ioid,
 632                               0);
 633         }
 634         kfree(c);
 635 fail_alloc:
 636         *c_out = NULL;
 637         return result;
 638 }
 639
 640 /**
 641  * dma_sb_region_create - Create a device dma region.
 642  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 643  *
 644  * This is the lowest level dma region create routine, and is the one that
 645  * will make the HV call to create the region.
 646  */
 647
 648 static int dma_sb_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 649 {
 650         int result;
 651         u64 bus_addr;
 652
 653         DBG(" -> %s:%d:\n", __func__, __LINE__);
 654
 655         BUG_ON(!r);
 656
 657         if (!r->dev->bus_id) {
 658                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 659                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 660                 return 0;
 661         }
 662
 663         DBG("%s:%u: len = 0x%lx, page_size = %u, offset = 0x%lx\n", __func__,
 664             __LINE__, r->len, r->page_size, r->offset);
 665
 666         BUG_ON(!r->len);
 667         BUG_ON(!r->page_size);
 668         BUG_ON(!r->region_ops);
 669
 670         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 671         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 672
 673         result = lv1_allocate_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 674                 roundup_pow_of_two(r->len), r->page_size, r->region_type,
 675                 &bus_addr);
 676         r->bus_addr = bus_addr;
 677
 678         if (result) {
 679                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_device_dma_region failed: %s\n",
 680                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 681                 r->len = r->bus_addr = 0;
 682         }
 683
 684         return result;
 685 }
 686
 687 static int dma_ioc0_region_create(struct ps3_dma_region *r)
 688 {
 689         int result;
 690         u64 bus_addr;
 691
 692         INIT_LIST_HEAD(&r->chunk_list.head);
 693         spin_lock_init(&r->chunk_list.lock);
 694
 695         result = lv1_allocate_io_segment(0,
 696                                          r->len,
 697                                          r->page_size,
 698                                          &bus_addr);
 699         r->bus_addr = bus_addr;
 700         if (result) {
 701                 DBG("%s:%d: lv1_allocate_io_segment failed: %s\n",
 702                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 703                 r->len = r->bus_addr = 0;
 704         }
 705         DBG("%s: len=%#lx, pg=%d, bus=%#lx\n", __func__,
 706             r->len, r->page_size, r->bus_addr);
 707         return result;
 708 }
 709
 710 /**
 711  * dma_region_free - Free a device dma region.
 712  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 713  *
 714  * This is the lowest level dma region free routine, and is the one that
 715  * will make the HV call to free the region.
 716  */
 717
 718 static int dma_sb_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 719 {
 720         int result;
 721         struct dma_chunk *c;
 722         struct dma_chunk *tmp;
 723
 724         BUG_ON(!r);
 725
 726         if (!r->dev->bus_id) {
 727                 pr_info("%s:%d: %llu:%llu no dma\n", __func__, __LINE__,
 728                         r->dev->bus_id, r->dev->dev_id);
 729                 return 0;
 730         }
 731
 732         list_for_each_entry_safe(c, tmp, &r->chunk_list.head, link) {
 733                 list_del(&c->link);
 734                 dma_sb_free_chunk(c);
 735         }
 736
 737         result = lv1_free_device_dma_region(r->dev->bus_id, r->dev->dev_id,
 738                 r->bus_addr);
 739
 740         if (result)
 741                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 742                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 743
 744         r->bus_addr = 0;
 745
 746         return result;
 747 }
 748
 749 static int dma_ioc0_region_free(struct ps3_dma_region *r)
 750 {
 751         int result;
 752         struct dma_chunk *c, *n;
 753
 754         DBG("%s: start\n", __func__);
 755         list_for_each_entry_safe(c, n, &r->chunk_list.head, link) {
 756                 list_del(&c->link);
 757                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 758         }
 759
 760         result = lv1_release_io_segment(0, r->bus_addr);
 761
 762         if (result)
 763                 DBG("%s:%d: lv1_free_device_dma_region failed: %s\n",
 764                         __func__, __LINE__, ps3_result(result));
 765
 766         r->bus_addr = 0;
 767         DBG("%s: end\n", __func__);
 768
 769         return result;
 770 }
 771
 772 /**
 773  * dma_sb_map_area - Map an area of memory into a device dma region.
 774  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 775  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
 776  * @len: Length in bytes of the area to map.
 777  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
 778  * map.
 779  *
 780  * This is the common dma mapping routine.
 781  */
 782
 783 static int dma_sb_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 784            unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 785            u64 iopte_flag)
 786 {
 787         int result;
 788         unsigned long flags;
 789         struct dma_chunk *c;
 790         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 791                 : virt_addr;
 792         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 793         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 794                                               1 << r->page_size);
 795         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
 796
 797         if (!USE_DYNAMIC_DMA) {
 798                 unsigned long lpar_addr = ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr);
 799                 DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
 800                 DBG("%s:%d virt_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 801                         virt_addr);
 802                 DBG("%s:%d phys_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 803                         phys_addr);
 804                 DBG("%s:%d lpar_addr %lxh\n", __func__, __LINE__,
 805                         lpar_addr);
 806                 DBG("%s:%d len       %lxh\n", __func__, __LINE__, len);
 807                 DBG("%s:%d bus_addr  %llxh (%lxh)\n", __func__, __LINE__,
 808                 *bus_addr, len);
 809         }
 810
 811         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 812         c = dma_find_chunk(r, *bus_addr, len);
 813
 814         if (c) {
 815                 DBG("%s:%d: reusing mapped chunk", __func__, __LINE__);
 816                 dma_dump_chunk(c);
 817                 c->usage_count++;
 818                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 819                 return 0;
 820         }
 821
 822         result = dma_sb_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c, iopte_flag);
 823
 824         if (result) {
 825                 *bus_addr = 0;
 826                 DBG("%s:%d: dma_sb_map_pages failed (%d)\n",
 827                         __func__, __LINE__, result);
 828                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 829                 return result;
 830         }
 831
 832         c->usage_count = 1;
 833
 834         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 835         return result;
 836 }
 837
 838 static int dma_ioc0_map_area(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
 839              unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
 840              u64 iopte_flag)
 841 {
 842         int result;
 843         unsigned long flags;
 844         struct dma_chunk *c;
 845         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
 846                 : virt_addr;
 847         unsigned long aligned_phys = _ALIGN_DOWN(phys_addr, 1 << r->page_size);
 848         unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + phys_addr - aligned_phys,
 849                                               1 << r->page_size);
 850
 851         DBG(KERN_ERR "%s: vaddr=%#lx, len=%#lx\n", __func__,
 852             virt_addr, len);
 853         DBG(KERN_ERR "%s: ph=%#lx a_ph=%#lx a_l=%#lx\n", __func__,
 854             phys_addr, aligned_phys, aligned_len);
 855
 856         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 857         c = dma_find_chunk_lpar(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr), len);
 858
 859         if (c) {
 860                 /* FIXME */
 861                 BUG();
 862                 *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 863                 c->usage_count++;
 864                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 865                 return 0;
 866         }
 867
 868         result = dma_ioc0_map_pages(r, aligned_phys, aligned_len, &c,
 869                                     iopte_flag);
 870
 871         if (result) {
 872                 *bus_addr = 0;
 873                 DBG("%s:%d: dma_ioc0_map_pages failed (%d)\n",
 874                         __func__, __LINE__, result);
 875                 spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 876                 return result;
 877         }
 878         *bus_addr = c->bus_addr + phys_addr - aligned_phys;
 879         DBG("%s: va=%#lx pa=%#lx a_pa=%#lx bus=%#llx\n", __func__,
 880             virt_addr, phys_addr, aligned_phys, *bus_addr);
 881         c->usage_count = 1;
 882
 883         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 884         return result;
 885 }
 886
 887 /**
 888  * dma_sb_unmap_area - Unmap an area of memory from a device dma region.
 889  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 890  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
 891  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
 892  *
 893  * This is the common dma unmap routine.
 894  */
 895
 896 static int dma_sb_unmap_area(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
 897         unsigned long len)
 898 {
 899         unsigned long flags;
 900         struct dma_chunk *c;
 901
 902         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 903         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 904
 905         if (!c) {
 906                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 907                         1 << r->page_size);
 908                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 909                         - aligned_bus, 1 << r->page_size);
 910                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 911                         __func__, __LINE__, bus_addr);
 912                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 913                         __func__, __LINE__, len);
 914                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 915                         __func__, __LINE__, aligned_bus);
 916                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 917                         __func__, __LINE__, aligned_len);
 918                 BUG();
 919         }
 920
 921         c->usage_count--;
 922
 923         if (!c->usage_count) {
 924                 list_del(&c->link);
 925                 dma_sb_free_chunk(c);
 926         }
 927
 928         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 static int dma_ioc0_unmap_area(struct ps3_dma_region *r,
 933                         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
 934 {
 935         unsigned long flags;
 936         struct dma_chunk *c;
 937
 938         DBG("%s: start a=%#llx l=%#lx\n", __func__, bus_addr, len);
 939         spin_lock_irqsave(&r->chunk_list.lock, flags);
 940         c = dma_find_chunk(r, bus_addr, len);
 941
 942         if (!c) {
 943                 unsigned long aligned_bus = _ALIGN_DOWN(bus_addr,
 944                                                         1 << r->page_size);
 945                 unsigned long aligned_len = _ALIGN_UP(len + bus_addr
 946                                                       - aligned_bus,
 947                                                       1 << r->page_size);
 948                 DBG("%s:%d: not found: bus_addr %llxh\n",
 949                     __func__, __LINE__, bus_addr);
 950                 DBG("%s:%d: not found: len %lxh\n",
 951                     __func__, __LINE__, len);
 952                 DBG("%s:%d: not found: aligned_bus %lxh\n",
 953                     __func__, __LINE__, aligned_bus);
 954                 DBG("%s:%d: not found: aligned_len %lxh\n",
 955                     __func__, __LINE__, aligned_len);
 956                 BUG();
 957         }
 958
 959         c->usage_count--;
 960
 961         if (!c->usage_count) {
 962                 list_del(&c->link);
 963                 dma_ioc0_free_chunk(c);
 964         }
 965
 966         spin_unlock_irqrestore(&r->chunk_list.lock, flags);
 967         DBG("%s: end\n", __func__);
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 /**
 972  * dma_sb_region_create_linear - Setup a linear dma mapping for a device.
 973  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
 974  *
 975  * This routine creates an HV dma region for the device and maps all available
 976  * ram into the io controller bus address space.
 977  */
 978
 979 static int dma_sb_region_create_linear(struct ps3_dma_region *r)
 980 {
 981         int result;
 982         unsigned long virt_addr, len;
 983         dma_addr_t tmp;
 984
 985         if (r->len > 16*1024*1024) {    /* FIXME: need proper fix */
 986                 /* force 16M dma pages for linear mapping */
 987                 if (r->page_size != PS3_DMA_16M) {
 988                         pr_info("%s:%d: forcing 16M pages for linear map\n",
 989                                 __func__, __LINE__);
 990                         r->page_size = PS3_DMA_16M;
 991                         r->len = _ALIGN_UP(r->len, 1 << r->page_size);
 992                 }
 993         }
 994
 995         result = dma_sb_region_create(r);
 996         BUG_ON(result);
 997
 998         if (r->offset < map.rm.size) {
 999                 /* Map (part of) 1st RAM chunk */
1000                 virt_addr = map.rm.base + r->offset;
1001                 len = map.rm.size - r->offset;
1002                 if (len > r->len)
1003                         len = r->len;
1004                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1005                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1006                         CBE_IOPTE_M);
1007                 BUG_ON(result);
1008         }
1009
1010         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1011                 /* Map (part of) 2nd RAM chunk */
1012                 virt_addr = map.rm.size;
1013                 len = r->len;
1014                 if (r->offset >= map.rm.size)
1015                         virt_addr += r->offset - map.rm.size;
1016                 else
1017                         len -= map.rm.size - r->offset;
1018                 result = dma_sb_map_area(r, virt_addr, len, &tmp,
1019                         CBE_IOPTE_PP_W | CBE_IOPTE_PP_R | CBE_IOPTE_SO_RW |
1020                         CBE_IOPTE_M);
1021                 BUG_ON(result);
1022         }
1023
1024         return result;
1025 }
1026
1027 /**
1028  * dma_sb_region_free_linear - Free a linear dma mapping for a device.
1029  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1030  *
1031  * This routine will unmap all mapped areas and free the HV dma region.
1032  */
1033
1034 static int dma_sb_region_free_linear(struct ps3_dma_region *r)
1035 {
1036         int result;
1037         dma_addr_t bus_addr;
1038         unsigned long len, lpar_addr;
1039
1040         if (r->offset < map.rm.size) {
1041                 /* Unmap (part of) 1st RAM chunk */
1042                 lpar_addr = map.rm.base + r->offset;
1043                 len = map.rm.size - r->offset;
1044                 if (len > r->len)
1045                         len = r->len;
1046                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1047                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1048                 BUG_ON(result);
1049         }
1050
1051         if (r->offset + r->len > map.rm.size) {
1052                 /* Unmap (part of) 2nd RAM chunk */
1053                 lpar_addr = map.r1.base;
1054                 len = r->len;
1055                 if (r->offset >= map.rm.size)
1056                         lpar_addr += r->offset - map.rm.size;
1057                 else
1058                         len -= map.rm.size - r->offset;
1059                 bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, lpar_addr);
1060                 result = dma_sb_unmap_area(r, bus_addr, len);
1061                 BUG_ON(result);
1062         }
1063
1064         result = dma_sb_region_free(r);
1065         BUG_ON(result);
1066
1067         return result;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * dma_sb_map_area_linear - Map an area of memory into a device dma region.
1072  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1073  * @virt_addr: Starting virtual address of the area to map.
1074  * @len: Length in bytes of the area to map.
1075  * @bus_addr: A pointer to return the starting ioc bus address of the area to
1076  * map.
1077  *
1078  * This routine just returns the corresponding bus address.  Actual mapping
1079  * occurs in dma_region_create_linear().
1080  */
1081
1082 static int dma_sb_map_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1083         unsigned long virt_addr, unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1084         u64 iopte_flag)
1085 {
1086         unsigned long phys_addr = is_kernel_addr(virt_addr) ? __pa(virt_addr)
1087                 : virt_addr;
1088         *bus_addr = dma_sb_lpar_to_bus(r, ps3_mm_phys_to_lpar(phys_addr));
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 /**
1093  * dma_unmap_area_linear - Unmap an area of memory from a device dma region.
1094  * @r: Pointer to a struct ps3_dma_region.
1095  * @bus_addr: The starting ioc bus address of the area to unmap.
1096  * @len: Length in bytes of the area to unmap.
1097  *
1098  * This routine does nothing.  Unmapping occurs in dma_sb_region_free_linear().
1099  */
1100
1101 static int dma_sb_unmap_area_linear(struct ps3_dma_region *r,
1102         dma_addr_t bus_addr, unsigned long len)
1103 {
1104         return 0;
1105 };
1106
1107 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_ops =  {
1108         .create = dma_sb_region_create,
1109         .free = dma_sb_region_free,
1110         .map = dma_sb_map_area,
1111         .unmap = dma_sb_unmap_area
1112 };
1113
1114 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_sb_region_linear_ops = {
1115         .create = dma_sb_region_create_linear,
1116         .free = dma_sb_region_free_linear,
1117         .map = dma_sb_map_area_linear,
1118         .unmap = dma_sb_unmap_area_linear
1119 };
1120
1121 static const struct ps3_dma_region_ops ps3_dma_ioc0_region_ops = {
1122         .create = dma_ioc0_region_create,
1123         .free = dma_ioc0_region_free,
1124         .map = dma_ioc0_map_area,
1125         .unmap = dma_ioc0_unmap_area
1126 };
1127
1128 int ps3_dma_region_init(struct ps3_system_bus_device *dev,
1129         struct ps3_dma_region *r, enum ps3_dma_page_size page_size,
1130         enum ps3_dma_region_type region_type, void *addr, unsigned long len)
1131 {
1132         unsigned long lpar_addr;
1133
1134         lpar_addr = addr ? ps3_mm_phys_to_lpar(__pa(addr)) : 0;
1135
1136         r->dev = dev;
1137         r->page_size = page_size;
1138         r->region_type = region_type;
1139         r->offset = lpar_addr;
1140         if (r->offset >= map.rm.size)
1141                 r->offset -= map.r1.offset;
1142         r->len = len ? len : _ALIGN_UP(map.total, 1 << r->page_size);
1143
1144         switch (dev->dev_type) {
1145         case PS3_DEVICE_TYPE_SB:
1146                 r->region_ops =  (USE_DYNAMIC_DMA)
1147                         ? &ps3_dma_sb_region_ops
1148                         : &ps3_dma_sb_region_linear_ops;
1149                 break;
1150         case PS3_DEVICE_TYPE_IOC0:
1151                 r->region_ops = &ps3_dma_ioc0_region_ops;
1152                 break;
1153         default:
1154                 BUG();
1155                 return -EINVAL;
1156         }
1157         return 0;
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_init);
1160
1161 int ps3_dma_region_create(struct ps3_dma_region *r)
1162 {
1163         BUG_ON(!r);
1164         BUG_ON(!r->region_ops);
1165         BUG_ON(!r->region_ops->create);
1166         return r->region_ops->create(r);
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_create);
1169
1170 int ps3_dma_region_free(struct ps3_dma_region *r)
1171 {
1172         BUG_ON(!r);
1173         BUG_ON(!r->region_ops);
1174         BUG_ON(!r->region_ops->free);
1175         return r->region_ops->free(r);
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(ps3_dma_region_free);
1178
1179 int ps3_dma_map(struct ps3_dma_region *r, unsigned long virt_addr,
1180         unsigned long len, dma_addr_t *bus_addr,
1181         u64 iopte_flag)
1182 {
1183         return r->region_ops->map(r, virt_addr, len, bus_addr, iopte_flag);
1184 }
1185
1186 int ps3_dma_unmap(struct ps3_dma_region *r, dma_addr_t bus_addr,
1187         unsigned long len)
1188 {
1189         return r->region_ops->unmap(r, bus_addr, len);
1190 }
1191
1192 /*============================================================================*/
1193 /* system startup routines                                                    */
1194 /*============================================================================*/
1195
1196 /**
1197  * ps3_mm_init - initialize the address space state variables
1198  */
1199
1200 void __init ps3_mm_init(void)
1201 {
1202         int result;
1203
1204         DBG(" -> %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1205
1206         result = ps3_repository_read_mm_info(&map.rm.base, &map.rm.size,
1207                 &map.total);
1208
1209         if (result)
1210                 panic("ps3_repository_read_mm_info() failed");
1211
1212         map.rm.offset = map.rm.base;
1213         map.vas_id = map.htab_size = 0;
1214
1215         /* this implementation assumes map.rm.base is zero */
1216
1217         BUG_ON(map.rm.base);
1218         BUG_ON(!map.rm.size);
1219
1220
1221         /* arrange to do this in ps3_mm_add_memory */
1222         ps3_mm_region_create(&map.r1, map.total - map.rm.size);
1223
1224         /* correct map.total for the real total amount of memory we use */
1225         map.total = map.rm.size + map.r1.size;
1226
1227         DBG(" <- %s:%d\n", __func__, __LINE__);
1228 }
1229
1230 /**
1231  * ps3_mm_shutdown - final cleanup of address space
1232  */
1233
1234 void ps3_mm_shutdown(void)
1235 {
1236         ps3_mm_region_destroy(&map.r1);
1237 }