x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[cascardo/linux.git] / drivers / parisc / ccio-dma.c
1 /*
2 ** ccio-dma.c:
3 **      DMA management routines for first generation cache-coherent machines.
4 **      Program U2/Uturn in "Virtual Mode" and use the I/O MMU.
5 **
6 **      (c) Copyright 2000 Grant Grundler
7 **      (c) Copyright 2000 Ryan Bradetich
8 **      (c) Copyright 2000 Hewlett-Packard Company
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 **  "Real Mode" operation refers to U2/Uturn chip operation.
17 **  U2/Uturn were designed to perform coherency checks w/o using
18 **  the I/O MMU - basically what x86 does.
19 **
20 **  Philipp Rumpf has a "Real Mode" driver for PCX-W machines at:
21 **      CVSROOT=:pserver:anonymous@198.186.203.37:/cvsroot/linux-parisc
22 **      cvs -z3 co linux/arch/parisc/kernel/dma-rm.c
23 **
24 **  I've rewritten his code to work under TPG's tree. See ccio-rm-dma.c.
25 **
26 **  Drawbacks of using Real Mode are:
27 **      o outbound DMA is slower - U2 won't prefetch data (GSC+ XQL signal).
28 **      o Inbound DMA less efficient - U2 can't use DMA_FAST attribute.
29 **      o Ability to do scatter/gather in HW is lost.
30 **      o Doesn't work under PCX-U/U+ machines since they didn't follow
31 **        the coherency design originally worked out. Only PCX-W does.
32 */
33
34 #include <linux/types.h>
35 #include <linux/kernel.h>
36 #include <linux/init.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/spinlock.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/string.h>
41 #include <linux/pci.h>
42 #include <linux/reboot.h>
43 #include <linux/proc_fs.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/scatterlist.h>
46 #include <linux/iommu-helper.h>
47 #include <linux/export.h>
48
49 #include <asm/byteorder.h>
50 #include <asm/cache.h>          /* for L1_CACHE_BYTES */
51 #include <asm/uaccess.h>
52 #include <asm/page.h>
53 #include <asm/dma.h>
54 #include <asm/io.h>
55 #include <asm/hardware.h>       /* for register_module() */
56 #include <asm/parisc-device.h>
57
58 /* 
59 ** Choose "ccio" since that's what HP-UX calls it.
60 ** Make it easier for folks to migrate from one to the other :^)
61 */
62 #define MODULE_NAME "ccio"
63
64 #undef DEBUG_CCIO_RES
65 #undef DEBUG_CCIO_RUN
66 #undef DEBUG_CCIO_INIT
67 #undef DEBUG_CCIO_RUN_SG
68
69 #ifdef CONFIG_PROC_FS
70 /* depends on proc fs support. But costs CPU performance. */
71 #undef CCIO_COLLECT_STATS
72 #endif
73
74 #include <asm/runway.h>         /* for proc_runway_root */
75
76 #ifdef DEBUG_CCIO_INIT
77 #define DBG_INIT(x...)  printk(x)
78 #else
79 #define DBG_INIT(x...)
80 #endif
81
82 #ifdef DEBUG_CCIO_RUN
83 #define DBG_RUN(x...)   printk(x)
84 #else
85 #define DBG_RUN(x...)
86 #endif
87
88 #ifdef DEBUG_CCIO_RES
89 #define DBG_RES(x...)   printk(x)
90 #else
91 #define DBG_RES(x...)
92 #endif
93
94 #ifdef DEBUG_CCIO_RUN_SG
95 #define DBG_RUN_SG(x...) printk(x)
96 #else
97 #define DBG_RUN_SG(x...)
98 #endif
99
100 #define CCIO_INLINE     inline
101 #define WRITE_U32(value, addr) __raw_writel(value, addr)
102 #define READ_U32(addr) __raw_readl(addr)
103
104 #define U2_IOA_RUNWAY 0x580
105 #define U2_BC_GSC     0x501
106 #define UTURN_IOA_RUNWAY 0x581
107 #define UTURN_BC_GSC     0x502
108
109 #define IOA_NORMAL_MODE      0x00020080 /* IO_CONTROL to turn on CCIO        */
110 #define CMD_TLB_DIRECT_WRITE 35         /* IO_COMMAND for I/O TLB Writes     */
111 #define CMD_TLB_PURGE        33         /* IO_COMMAND to Purge I/O TLB entry */
112
113 struct ioa_registers {
114         /* Runway Supervisory Set */
115         int32_t    unused1[12];
116         uint32_t   io_command;             /* Offset 12 */
117         uint32_t   io_status;              /* Offset 13 */
118         uint32_t   io_control;             /* Offset 14 */
119         int32_t    unused2[1];
120
121         /* Runway Auxiliary Register Set */
122         uint32_t   io_err_resp;            /* Offset  0 */
123         uint32_t   io_err_info;            /* Offset  1 */
124         uint32_t   io_err_req;             /* Offset  2 */
125         uint32_t   io_err_resp_hi;         /* Offset  3 */
126         uint32_t   io_tlb_entry_m;         /* Offset  4 */
127         uint32_t   io_tlb_entry_l;         /* Offset  5 */
128         uint32_t   unused3[1];
129         uint32_t   io_pdir_base;           /* Offset  7 */
130         uint32_t   io_io_low_hv;           /* Offset  8 */
131         uint32_t   io_io_high_hv;          /* Offset  9 */
132         uint32_t   unused4[1];
133         uint32_t   io_chain_id_mask;       /* Offset 11 */
134         uint32_t   unused5[2];
135         uint32_t   io_io_low;              /* Offset 14 */
136         uint32_t   io_io_high;             /* Offset 15 */
137 };
138
139 /*
140 ** IOA Registers
141 ** -------------
142 **
143 ** Runway IO_CONTROL Register (+0x38)
144 ** 
145 ** The Runway IO_CONTROL register controls the forwarding of transactions.
146 **
147 ** | 0  ...  13  |  14 15 | 16 ... 21 | 22 | 23 24 |  25 ... 31 |
148 ** |    HV       |   TLB  |  reserved | HV | mode  |  reserved  |
149 **
150 ** o mode field indicates the address translation of transactions
151 **   forwarded from Runway to GSC+:
152 **       Mode Name     Value        Definition
153 **       Off (default)   0          Opaque to matching addresses.
154 **       Include         1          Transparent for matching addresses.
155 **       Peek            3          Map matching addresses.
156 **
157 **       + "Off" mode: Runway transactions which match the I/O range
158 **         specified by the IO_IO_LOW/IO_IO_HIGH registers will be ignored.
159 **       + "Include" mode: all addresses within the I/O range specified
160 **         by the IO_IO_LOW and IO_IO_HIGH registers are transparently
161 **         forwarded. This is the I/O Adapter's normal operating mode.
162 **       + "Peek" mode: used during system configuration to initialize the
163 **         GSC+ bus. Runway Write_Shorts in the address range specified by
164 **         IO_IO_LOW and IO_IO_HIGH are forwarded through the I/O Adapter
165 **         *AND* the GSC+ address is remapped to the Broadcast Physical
166 **         Address space by setting the 14 high order address bits of the
167 **         32 bit GSC+ address to ones.
168 **
169 ** o TLB field affects transactions which are forwarded from GSC+ to Runway.
170 **   "Real" mode is the poweron default.
171 ** 
172 **   TLB Mode  Value  Description
173 **   Real        0    No TLB translation. Address is directly mapped and the
174 **                    virtual address is composed of selected physical bits.
175 **   Error       1    Software fills the TLB manually.
176 **   Normal      2    IOA fetches IO TLB misses from IO PDIR (in host memory).
177 **
178 **
179 ** IO_IO_LOW_HV   +0x60 (HV dependent)
180 ** IO_IO_HIGH_HV  +0x64 (HV dependent)
181 ** IO_IO_LOW      +0x78 (Architected register)
182 ** IO_IO_HIGH     +0x7c (Architected register)
183 **
184 ** IO_IO_LOW and IO_IO_HIGH set the lower and upper bounds of the
185 ** I/O Adapter address space, respectively.
186 **
187 ** 0  ... 7 | 8 ... 15 |  16   ...   31 |
188 ** 11111111 | 11111111 |      address   |
189 **
190 ** Each LOW/HIGH pair describes a disjoint address space region.
191 ** (2 per GSC+ port). Each incoming Runway transaction address is compared
192 ** with both sets of LOW/HIGH registers. If the address is in the range
193 ** greater than or equal to IO_IO_LOW and less than IO_IO_HIGH the transaction
194 ** for forwarded to the respective GSC+ bus.
195 ** Specify IO_IO_LOW equal to or greater than IO_IO_HIGH to avoid specifying
196 ** an address space region.
197 **
198 ** In order for a Runway address to reside within GSC+ extended address space:
199 **      Runway Address [0:7]    must identically compare to 8'b11111111
200 **      Runway Address [8:11]   must be equal to IO_IO_LOW(_HV)[16:19]
201 **      Runway Address [12:23]  must be greater than or equal to
202 **                 IO_IO_LOW(_HV)[20:31] and less than IO_IO_HIGH(_HV)[20:31].
203 **      Runway Address [24:39]  is not used in the comparison.
204 **
205 ** When the Runway transaction is forwarded to GSC+, the GSC+ address is
206 ** as follows:
207 **      GSC+ Address[0:3]       4'b1111
208 **      GSC+ Address[4:29]      Runway Address[12:37]
209 **      GSC+ Address[30:31]     2'b00
210 **
211 ** All 4 Low/High registers must be initialized (by PDC) once the lower bus
212 ** is interrogated and address space is defined. The operating system will
213 ** modify the architectural IO_IO_LOW and IO_IO_HIGH registers following
214 ** the PDC initialization.  However, the hardware version dependent IO_IO_LOW
215 ** and IO_IO_HIGH registers should not be subsequently altered by the OS.
216 ** 
217 ** Writes to both sets of registers will take effect immediately, bypassing
218 ** the queues, which ensures that subsequent Runway transactions are checked
219 ** against the updated bounds values. However reads are queued, introducing
220 ** the possibility of a read being bypassed by a subsequent write to the same
221 ** register. This sequence can be avoided by having software wait for read
222 ** returns before issuing subsequent writes.
223 */
224
225 struct ioc {
226         struct ioa_registers __iomem *ioc_regs;  /* I/O MMU base address */
227         u8  *res_map;                   /* resource map, bit == pdir entry */
228         u64 *pdir_base;                 /* physical base address */
229         u32 pdir_size;                  /* bytes, function of IOV Space size */
230         u32 res_hint;                   /* next available IOVP - 
231                                            circular search */
232         u32 res_size;                   /* size of resource map in bytes */
233         spinlock_t res_lock;
234
235 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
236 #define CCIO_SEARCH_SAMPLE 0x100
237         unsigned long avg_search[CCIO_SEARCH_SAMPLE];
238         unsigned long avg_idx;            /* current index into avg_search */
239         unsigned long used_pages;
240         unsigned long msingle_calls;
241         unsigned long msingle_pages;
242         unsigned long msg_calls;
243         unsigned long msg_pages;
244         unsigned long usingle_calls;
245         unsigned long usingle_pages;
246         unsigned long usg_calls;
247         unsigned long usg_pages;
248 #endif
249         unsigned short cujo20_bug;
250
251         /* STUFF We don't need in performance path */
252         u32 chainid_shift;              /* specify bit location of chain_id */
253         struct ioc *next;               /* Linked list of discovered iocs */
254         const char *name;               /* device name from firmware */
255         unsigned int hw_path;           /* the hardware path this ioc is associatd with */
256         struct pci_dev *fake_pci_dev;   /* the fake pci_dev for non-pci devs */
257         struct resource mmio_region[2]; /* The "routed" MMIO regions */
258 };
259
260 static struct ioc *ioc_list;
261 static int ioc_count;
262
263 /**************************************************************
264 *
265 *   I/O Pdir Resource Management
266 *
267 *   Bits set in the resource map are in use.
268 *   Each bit can represent a number of pages.
269 *   LSbs represent lower addresses (IOVA's).
270 *
271 *   This was was copied from sba_iommu.c. Don't try to unify
272 *   the two resource managers unless a way to have different
273 *   allocation policies is also adjusted. We'd like to avoid
274 *   I/O TLB thrashing by having resource allocation policy
275 *   match the I/O TLB replacement policy.
276 *
277 ***************************************************************/
278 #define IOVP_SIZE PAGE_SIZE
279 #define IOVP_SHIFT PAGE_SHIFT
280 #define IOVP_MASK PAGE_MASK
281
282 /* Convert from IOVP to IOVA and vice versa. */
283 #define CCIO_IOVA(iovp,offset) ((iovp) | (offset))
284 #define CCIO_IOVP(iova) ((iova) & IOVP_MASK)
285
286 #define PDIR_INDEX(iovp)    ((iovp)>>IOVP_SHIFT)
287 #define MKIOVP(pdir_idx)    ((long)(pdir_idx) << IOVP_SHIFT)
288 #define MKIOVA(iovp,offset) (dma_addr_t)((long)iovp | (long)offset)
289
290 /*
291 ** Don't worry about the 150% average search length on a miss.
292 ** If the search wraps around, and passes the res_hint, it will
293 ** cause the kernel to panic anyhow.
294 */
295 #define CCIO_SEARCH_LOOP(ioc, res_idx, mask, size)  \
296        for(; res_ptr < res_end; ++res_ptr) { \
297                 int ret;\
298                 unsigned int idx;\
299                 idx = (unsigned int)((unsigned long)res_ptr - (unsigned long)ioc->res_map); \
300                 ret = iommu_is_span_boundary(idx << 3, pages_needed, 0, boundary_size);\
301                 if ((0 == (*res_ptr & mask)) && !ret) { \
302                         *res_ptr |= mask; \
303                         res_idx = idx;\
304                         ioc->res_hint = res_idx + (size >> 3); \
305                         goto resource_found; \
306                 } \
307         }
308
309 #define CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioa, res_idx, mask, size) \
310        u##size *res_ptr = (u##size *)&((ioc)->res_map[ioa->res_hint & ~((size >> 3) - 1)]); \
311        u##size *res_end = (u##size *)&(ioc)->res_map[ioa->res_size]; \
312        CCIO_SEARCH_LOOP(ioc, res_idx, mask, size); \
313        res_ptr = (u##size *)&(ioc)->res_map[0]; \
314        CCIO_SEARCH_LOOP(ioa, res_idx, mask, size);
315
316 /*
317 ** Find available bit in this ioa's resource map.
318 ** Use a "circular" search:
319 **   o Most IOVA's are "temporary" - avg search time should be small.
320 ** o keep a history of what happened for debugging
321 ** o KISS.
322 **
323 ** Perf optimizations:
324 ** o search for log2(size) bits at a time.
325 ** o search for available resource bits using byte/word/whatever.
326 ** o use different search for "large" (eg > 4 pages) or "very large"
327 **   (eg > 16 pages) mappings.
328 */
329
330 /**
331  * ccio_alloc_range - Allocate pages in the ioc's resource map.
332  * @ioc: The I/O Controller.
333  * @pages_needed: The requested number of pages to be mapped into the
334  * I/O Pdir...
335  *
336  * This function searches the resource map of the ioc to locate a range
337  * of available pages for the requested size.
338  */
339 static int
340 ccio_alloc_range(struct ioc *ioc, struct device *dev, size_t size)
341 {
342         unsigned int pages_needed = size >> IOVP_SHIFT;
343         unsigned int res_idx;
344         unsigned long boundary_size;
345 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
346         unsigned long cr_start = mfctl(16);
347 #endif
348         
349         BUG_ON(pages_needed == 0);
350         BUG_ON((pages_needed * IOVP_SIZE) > DMA_CHUNK_SIZE);
351      
352         DBG_RES("%s() size: %d pages_needed %d\n", 
353                 __func__, size, pages_needed);
354
355         /*
356         ** "seek and ye shall find"...praying never hurts either...
357         ** ggg sacrifices another 710 to the computer gods.
358         */
359
360         boundary_size = ALIGN((unsigned long long)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
361                               1ULL << IOVP_SHIFT) >> IOVP_SHIFT;
362
363         if (pages_needed <= 8) {
364                 /*
365                  * LAN traffic will not thrash the TLB IFF the same NIC
366                  * uses 8 adjacent pages to map separate payload data.
367                  * ie the same byte in the resource bit map.
368                  */
369 #if 0
370                 /* FIXME: bit search should shift it's way through
371                  * an unsigned long - not byte at a time. As it is now,
372                  * we effectively allocate this byte to this mapping.
373                  */
374                 unsigned long mask = ~(~0UL >> pages_needed);
375                 CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioc, res_idx, mask, 8);
376 #else
377                 CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioc, res_idx, 0xff, 8);
378 #endif
379         } else if (pages_needed <= 16) {
380                 CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioc, res_idx, 0xffff, 16);
381         } else if (pages_needed <= 32) {
382                 CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioc, res_idx, ~(unsigned int)0, 32);
383 #ifdef __LP64__
384         } else if (pages_needed <= 64) {
385                 CCIO_FIND_FREE_MAPPING(ioc, res_idx, ~0UL, 64);
386 #endif
387         } else {
388                 panic("%s: %s() Too many pages to map. pages_needed: %u\n",
389                        __FILE__,  __func__, pages_needed);
390         }
391
392         panic("%s: %s() I/O MMU is out of mapping resources.\n", __FILE__,
393               __func__);
394         
395 resource_found:
396         
397         DBG_RES("%s() res_idx %d res_hint: %d\n",
398                 __func__, res_idx, ioc->res_hint);
399
400 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
401         {
402                 unsigned long cr_end = mfctl(16);
403                 unsigned long tmp = cr_end - cr_start;
404                 /* check for roll over */
405                 cr_start = (cr_end < cr_start) ?  -(tmp) : (tmp);
406         }
407         ioc->avg_search[ioc->avg_idx++] = cr_start;
408         ioc->avg_idx &= CCIO_SEARCH_SAMPLE - 1;
409         ioc->used_pages += pages_needed;
410 #endif
411         /* 
412         ** return the bit address.
413         */
414         return res_idx << 3;
415 }
416
417 #define CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, mask, size) \
418         u##size *res_ptr = (u##size *)&((ioc)->res_map[res_idx]); \
419         BUG_ON((*res_ptr & mask) != mask); \
420         *res_ptr &= ~(mask);
421
422 /**
423  * ccio_free_range - Free pages from the ioc's resource map.
424  * @ioc: The I/O Controller.
425  * @iova: The I/O Virtual Address.
426  * @pages_mapped: The requested number of pages to be freed from the
427  * I/O Pdir.
428  *
429  * This function frees the resouces allocated for the iova.
430  */
431 static void
432 ccio_free_range(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, unsigned long pages_mapped)
433 {
434         unsigned long iovp = CCIO_IOVP(iova);
435         unsigned int res_idx = PDIR_INDEX(iovp) >> 3;
436
437         BUG_ON(pages_mapped == 0);
438         BUG_ON((pages_mapped * IOVP_SIZE) > DMA_CHUNK_SIZE);
439         BUG_ON(pages_mapped > BITS_PER_LONG);
440
441         DBG_RES("%s():  res_idx: %d pages_mapped %d\n", 
442                 __func__, res_idx, pages_mapped);
443
444 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
445         ioc->used_pages -= pages_mapped;
446 #endif
447
448         if(pages_mapped <= 8) {
449 #if 0
450                 /* see matching comments in alloc_range */
451                 unsigned long mask = ~(~0UL >> pages_mapped);
452                 CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, mask, 8);
453 #else
454                 CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, 0xffUL, 8);
455 #endif
456         } else if(pages_mapped <= 16) {
457                 CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, 0xffffUL, 16);
458         } else if(pages_mapped <= 32) {
459                 CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, ~(unsigned int)0, 32);
460 #ifdef __LP64__
461         } else if(pages_mapped <= 64) {
462                 CCIO_FREE_MAPPINGS(ioc, res_idx, ~0UL, 64);
463 #endif
464         } else {
465                 panic("%s:%s() Too many pages to unmap.\n", __FILE__,
466                       __func__);
467         }
468 }
469
470 /****************************************************************
471 **
472 **          CCIO dma_ops support routines
473 **
474 *****************************************************************/
475
476 typedef unsigned long space_t;
477 #define KERNEL_SPACE 0
478
479 /*
480 ** DMA "Page Type" and Hints 
481 ** o if SAFE_DMA isn't set, mapping is for FAST_DMA. SAFE_DMA should be
482 **   set for subcacheline DMA transfers since we don't want to damage the
483 **   other part of a cacheline.
484 ** o SAFE_DMA must be set for "memory" allocated via pci_alloc_consistent().
485 **   This bit tells U2 to do R/M/W for partial cachelines. "Streaming"
486 **   data can avoid this if the mapping covers full cache lines.
487 ** o STOP_MOST is needed for atomicity across cachelines.
488 **   Apparently only "some EISA devices" need this.
489 **   Using CONFIG_ISA is hack. Only the IOA with EISA under it needs
490 **   to use this hint iff the EISA devices needs this feature.
491 **   According to the U2 ERS, STOP_MOST enabled pages hurt performance.
492 ** o PREFETCH should *not* be set for cases like Multiple PCI devices
493 **   behind GSCtoPCI (dino) bus converter. Only one cacheline per GSC
494 **   device can be fetched and multiply DMA streams will thrash the
495 **   prefetch buffer and burn memory bandwidth. See 6.7.3 "Prefetch Rules
496 **   and Invalidation of Prefetch Entries".
497 **
498 ** FIXME: the default hints need to be per GSC device - not global.
499 ** 
500 ** HP-UX dorks: linux device driver programming model is totally different
501 **    than HP-UX's. HP-UX always sets HINT_PREFETCH since it's drivers
502 **    do special things to work on non-coherent platforms...linux has to
503 **    be much more careful with this.
504 */
505 #define IOPDIR_VALID    0x01UL
506 #define HINT_SAFE_DMA   0x02UL  /* used for pci_alloc_consistent() pages */
507 #ifdef CONFIG_EISA
508 #define HINT_STOP_MOST  0x04UL  /* LSL support */
509 #else
510 #define HINT_STOP_MOST  0x00UL  /* only needed for "some EISA devices" */
511 #endif
512 #define HINT_UDPATE_ENB 0x08UL  /* not used/supported by U2 */
513 #define HINT_PREFETCH   0x10UL  /* for outbound pages which are not SAFE */
514
515
516 /*
517 ** Use direction (ie PCI_DMA_TODEVICE) to pick hint.
518 ** ccio_alloc_consistent() depends on this to get SAFE_DMA
519 ** when it passes in BIDIRECTIONAL flag.
520 */
521 static u32 hint_lookup[] = {
522         [PCI_DMA_BIDIRECTIONAL] = HINT_STOP_MOST | HINT_SAFE_DMA | IOPDIR_VALID,
523         [PCI_DMA_TODEVICE]      = HINT_STOP_MOST | HINT_PREFETCH | IOPDIR_VALID,
524         [PCI_DMA_FROMDEVICE]    = HINT_STOP_MOST | IOPDIR_VALID,
525 };
526
527 /**
528  * ccio_io_pdir_entry - Initialize an I/O Pdir.
529  * @pdir_ptr: A pointer into I/O Pdir.
530  * @sid: The Space Identifier.
531  * @vba: The virtual address.
532  * @hints: The DMA Hint.
533  *
534  * Given a virtual address (vba, arg2) and space id, (sid, arg1),
535  * load the I/O PDIR entry pointed to by pdir_ptr (arg0). Each IO Pdir
536  * entry consists of 8 bytes as shown below (MSB == bit 0):
537  *
538  *
539  * WORD 0:
540  * +------+----------------+-----------------------------------------------+
541  * | Phys | Virtual Index  |               Phys                            |
542  * | 0:3  |     0:11       |               4:19                            |
543  * |4 bits|   12 bits      |              16 bits                          |
544  * +------+----------------+-----------------------------------------------+
545  * WORD 1:
546  * +-----------------------+-----------------------------------------------+
547  * |      Phys    |  Rsvd  | Prefetch |Update |Rsvd  |Lock  |Safe  |Valid  |
548  * |     20:39    |        | Enable   |Enable |      |Enable|DMA   |       |
549  * |    20 bits   | 5 bits | 1 bit    |1 bit  |2 bits|1 bit |1 bit |1 bit  |
550  * +-----------------------+-----------------------------------------------+
551  *
552  * The virtual index field is filled with the results of the LCI
553  * (Load Coherence Index) instruction.  The 8 bits used for the virtual
554  * index are bits 12:19 of the value returned by LCI.
555  */ 
556 static void CCIO_INLINE
557 ccio_io_pdir_entry(u64 *pdir_ptr, space_t sid, unsigned long vba,
558                    unsigned long hints)
559 {
560         register unsigned long pa;
561         register unsigned long ci; /* coherent index */
562
563         /* We currently only support kernel addresses */
564         BUG_ON(sid != KERNEL_SPACE);
565
566         mtsp(sid,1);
567
568         /*
569         ** WORD 1 - low order word
570         ** "hints" parm includes the VALID bit!
571         ** "dep" clobbers the physical address offset bits as well.
572         */
573         pa = virt_to_phys(vba);
574         asm volatile("depw  %1,31,12,%0" : "+r" (pa) : "r" (hints));
575         ((u32 *)pdir_ptr)[1] = (u32) pa;
576
577         /*
578         ** WORD 0 - high order word
579         */
580
581 #ifdef __LP64__
582         /*
583         ** get bits 12:15 of physical address
584         ** shift bits 16:31 of physical address
585         ** and deposit them
586         */
587         asm volatile ("extrd,u %1,15,4,%0" : "=r" (ci) : "r" (pa));
588         asm volatile ("extrd,u %1,31,16,%0" : "+r" (pa) : "r" (pa));
589         asm volatile ("depd  %1,35,4,%0" : "+r" (pa) : "r" (ci));
590 #else
591         pa = 0;
592 #endif
593         /*
594         ** get CPU coherency index bits
595         ** Grab virtual index [0:11]
596         ** Deposit virt_idx bits into I/O PDIR word
597         */
598         asm volatile ("lci %%r0(%%sr1, %1), %0" : "=r" (ci) : "r" (vba));
599         asm volatile ("extru %1,19,12,%0" : "+r" (ci) : "r" (ci));
600         asm volatile ("depw  %1,15,12,%0" : "+r" (pa) : "r" (ci));
601
602         ((u32 *)pdir_ptr)[0] = (u32) pa;
603
604
605         /* FIXME: PCX_W platforms don't need FDC/SYNC. (eg C360)
606         **        PCX-U/U+ do. (eg C200/C240)
607         **        PCX-T'? Don't know. (eg C110 or similar K-class)
608         **
609         ** See PDC_MODEL/option 0/SW_CAP word for "Non-coherent IO-PDIR bit".
610         ** Hopefully we can patch (NOP) these out at boot time somehow.
611         **
612         ** "Since PCX-U employs an offset hash that is incompatible with
613         ** the real mode coherence index generation of U2, the PDIR entry
614         ** must be flushed to memory to retain coherence."
615         */
616         asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr));
617         asm volatile("sync");
618 }
619
620 /**
621  * ccio_clear_io_tlb - Remove stale entries from the I/O TLB.
622  * @ioc: The I/O Controller.
623  * @iovp: The I/O Virtual Page.
624  * @byte_cnt: The requested number of bytes to be freed from the I/O Pdir.
625  *
626  * Purge invalid I/O PDIR entries from the I/O TLB.
627  *
628  * FIXME: Can we change the byte_cnt to pages_mapped?
629  */
630 static CCIO_INLINE void
631 ccio_clear_io_tlb(struct ioc *ioc, dma_addr_t iovp, size_t byte_cnt)
632 {
633         u32 chain_size = 1 << ioc->chainid_shift;
634
635         iovp &= IOVP_MASK;      /* clear offset bits, just want pagenum */
636         byte_cnt += chain_size;
637
638         while(byte_cnt > chain_size) {
639                 WRITE_U32(CMD_TLB_PURGE | iovp, &ioc->ioc_regs->io_command);
640                 iovp += chain_size;
641                 byte_cnt -= chain_size;
642         }
643 }
644
645 /**
646  * ccio_mark_invalid - Mark the I/O Pdir entries invalid.
647  * @ioc: The I/O Controller.
648  * @iova: The I/O Virtual Address.
649  * @byte_cnt: The requested number of bytes to be freed from the I/O Pdir.
650  *
651  * Mark the I/O Pdir entries invalid and blow away the corresponding I/O
652  * TLB entries.
653  *
654  * FIXME: at some threshold it might be "cheaper" to just blow
655  *        away the entire I/O TLB instead of individual entries.
656  *
657  * FIXME: Uturn has 256 TLB entries. We don't need to purge every
658  *        PDIR entry - just once for each possible TLB entry.
659  *        (We do need to maker I/O PDIR entries invalid regardless).
660  *
661  * FIXME: Can we change byte_cnt to pages_mapped?
662  */ 
663 static CCIO_INLINE void
664 ccio_mark_invalid(struct ioc *ioc, dma_addr_t iova, size_t byte_cnt)
665 {
666         u32 iovp = (u32)CCIO_IOVP(iova);
667         size_t saved_byte_cnt;
668
669         /* round up to nearest page size */
670         saved_byte_cnt = byte_cnt = ALIGN(byte_cnt, IOVP_SIZE);
671
672         while(byte_cnt > 0) {
673                 /* invalidate one page at a time */
674                 unsigned int idx = PDIR_INDEX(iovp);
675                 char *pdir_ptr = (char *) &(ioc->pdir_base[idx]);
676
677                 BUG_ON(idx >= (ioc->pdir_size / sizeof(u64)));
678                 pdir_ptr[7] = 0;        /* clear only VALID bit */ 
679                 /*
680                 ** FIXME: PCX_W platforms don't need FDC/SYNC. (eg C360)
681                 **   PCX-U/U+ do. (eg C200/C240)
682                 ** See PDC_MODEL/option 0/SW_CAP for "Non-coherent IO-PDIR bit".
683                 **
684                 ** Hopefully someone figures out how to patch (NOP) the
685                 ** FDC/SYNC out at boot time.
686                 */
687                 asm volatile("fdc %%r0(%0)" : : "r" (pdir_ptr[7]));
688
689                 iovp     += IOVP_SIZE;
690                 byte_cnt -= IOVP_SIZE;
691         }
692
693         asm volatile("sync");
694         ccio_clear_io_tlb(ioc, CCIO_IOVP(iova), saved_byte_cnt);
695 }
696
697 /****************************************************************
698 **
699 **          CCIO dma_ops
700 **
701 *****************************************************************/
702
703 /**
704  * ccio_dma_supported - Verify the IOMMU supports the DMA address range.
705  * @dev: The PCI device.
706  * @mask: A bit mask describing the DMA address range of the device.
707  */
708 static int 
709 ccio_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
710 {
711         if(dev == NULL) {
712                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME ": EISA/ISA/et al not supported\n");
713                 BUG();
714                 return 0;
715         }
716
717         /* only support 32-bit devices (ie PCI/GSC) */
718         return (int)(mask == 0xffffffffUL);
719 }
720
721 /**
722  * ccio_map_single - Map an address range into the IOMMU.
723  * @dev: The PCI device.
724  * @addr: The start address of the DMA region.
725  * @size: The length of the DMA region.
726  * @direction: The direction of the DMA transaction (to/from device).
727  *
728  * This function implements the pci_map_single function.
729  */
730 static dma_addr_t 
731 ccio_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size,
732                 enum dma_data_direction direction)
733 {
734         int idx;
735         struct ioc *ioc;
736         unsigned long flags;
737         dma_addr_t iovp;
738         dma_addr_t offset;
739         u64 *pdir_start;
740         unsigned long hint = hint_lookup[(int)direction];
741
742         BUG_ON(!dev);
743         ioc = GET_IOC(dev);
744
745         BUG_ON(size <= 0);
746
747         /* save offset bits */
748         offset = ((unsigned long) addr) & ~IOVP_MASK;
749
750         /* round up to nearest IOVP_SIZE */
751         size = ALIGN(size + offset, IOVP_SIZE);
752         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
753
754 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
755         ioc->msingle_calls++;
756         ioc->msingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
757 #endif
758
759         idx = ccio_alloc_range(ioc, dev, size);
760         iovp = (dma_addr_t)MKIOVP(idx);
761
762         pdir_start = &(ioc->pdir_base[idx]);
763
764         DBG_RUN("%s() 0x%p -> 0x%lx size: %0x%x\n",
765                 __func__, addr, (long)iovp | offset, size);
766
767         /* If not cacheline aligned, force SAFE_DMA on the whole mess */
768         if((size % L1_CACHE_BYTES) || ((unsigned long)addr % L1_CACHE_BYTES))
769                 hint |= HINT_SAFE_DMA;
770
771         while(size > 0) {
772                 ccio_io_pdir_entry(pdir_start, KERNEL_SPACE, (unsigned long)addr, hint);
773
774                 DBG_RUN(" pdir %p %08x%08x\n",
775                         pdir_start,
776                         (u32) (((u32 *) pdir_start)[0]),
777                         (u32) (((u32 *) pdir_start)[1]));
778                 ++pdir_start;
779                 addr += IOVP_SIZE;
780                 size -= IOVP_SIZE;
781         }
782
783         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
784
785         /* form complete address */
786         return CCIO_IOVA(iovp, offset);
787 }
788
789
790 static dma_addr_t
791 ccio_map_page(struct device *dev, struct page *page, unsigned long offset,
792                 size_t size, enum dma_data_direction direction,
793                 unsigned long attrs)
794 {
795         return ccio_map_single(dev, page_address(page) + offset, size,
796                         direction);
797 }
798
799
800 /**
801  * ccio_unmap_page - Unmap an address range from the IOMMU.
802  * @dev: The PCI device.
803  * @addr: The start address of the DMA region.
804  * @size: The length of the DMA region.
805  * @direction: The direction of the DMA transaction (to/from device).
806  */
807 static void 
808 ccio_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size,
809                 enum dma_data_direction direction, unsigned long attrs)
810 {
811         struct ioc *ioc;
812         unsigned long flags; 
813         dma_addr_t offset = iova & ~IOVP_MASK;
814         
815         BUG_ON(!dev);
816         ioc = GET_IOC(dev);
817
818         DBG_RUN("%s() iovp 0x%lx/%x\n",
819                 __func__, (long)iova, size);
820
821         iova ^= offset;        /* clear offset bits */
822         size += offset;
823         size = ALIGN(size, IOVP_SIZE);
824
825         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
826
827 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
828         ioc->usingle_calls++;
829         ioc->usingle_pages += size >> IOVP_SHIFT;
830 #endif
831
832         ccio_mark_invalid(ioc, iova, size);
833         ccio_free_range(ioc, iova, (size >> IOVP_SHIFT));
834         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
835 }
836
837 /**
838  * ccio_alloc - Allocate a consistent DMA mapping.
839  * @dev: The PCI device.
840  * @size: The length of the DMA region.
841  * @dma_handle: The DMA address handed back to the device (not the cpu).
842  *
843  * This function implements the pci_alloc_consistent function.
844  */
845 static void * 
846 ccio_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag,
847                 unsigned long attrs)
848 {
849       void *ret;
850 #if 0
851 /* GRANT Need to establish hierarchy for non-PCI devs as well
852 ** and then provide matching gsc_map_xxx() functions for them as well.
853 */
854         if(!hwdev) {
855                 /* only support PCI */
856                 *dma_handle = 0;
857                 return 0;
858         }
859 #endif
860         ret = (void *) __get_free_pages(flag, get_order(size));
861
862         if (ret) {
863                 memset(ret, 0, size);
864                 *dma_handle = ccio_map_single(dev, ret, size, PCI_DMA_BIDIRECTIONAL);
865         }
866
867         return ret;
868 }
869
870 /**
871  * ccio_free - Free a consistent DMA mapping.
872  * @dev: The PCI device.
873  * @size: The length of the DMA region.
874  * @cpu_addr: The cpu address returned from the ccio_alloc_consistent.
875  * @dma_handle: The device address returned from the ccio_alloc_consistent.
876  *
877  * This function implements the pci_free_consistent function.
878  */
879 static void 
880 ccio_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
881                 dma_addr_t dma_handle, unsigned long attrs)
882 {
883         ccio_unmap_page(dev, dma_handle, size, 0, 0);
884         free_pages((unsigned long)cpu_addr, get_order(size));
885 }
886
887 /*
888 ** Since 0 is a valid pdir_base index value, can't use that
889 ** to determine if a value is valid or not. Use a flag to indicate
890 ** the SG list entry contains a valid pdir index.
891 */
892 #define PIDE_FLAG 0x80000000UL
893
894 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
895 #define IOMMU_MAP_STATS
896 #endif
897 #include "iommu-helpers.h"
898
899 /**
900  * ccio_map_sg - Map the scatter/gather list into the IOMMU.
901  * @dev: The PCI device.
902  * @sglist: The scatter/gather list to be mapped in the IOMMU.
903  * @nents: The number of entries in the scatter/gather list.
904  * @direction: The direction of the DMA transaction (to/from device).
905  *
906  * This function implements the pci_map_sg function.
907  */
908 static int
909 ccio_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, 
910             enum dma_data_direction direction, unsigned long attrs)
911 {
912         struct ioc *ioc;
913         int coalesced, filled = 0;
914         unsigned long flags;
915         unsigned long hint = hint_lookup[(int)direction];
916         unsigned long prev_len = 0, current_len = 0;
917         int i;
918         
919         BUG_ON(!dev);
920         ioc = GET_IOC(dev);
921         
922         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries\n", __func__, nents);
923
924         /* Fast path single entry scatterlists. */
925         if (nents == 1) {
926                 sg_dma_address(sglist) = ccio_map_single(dev,
927                                 sg_virt(sglist), sglist->length,
928                                 direction);
929                 sg_dma_len(sglist) = sglist->length;
930                 return 1;
931         }
932
933         for(i = 0; i < nents; i++)
934                 prev_len += sglist[i].length;
935         
936         spin_lock_irqsave(&ioc->res_lock, flags);
937
938 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
939         ioc->msg_calls++;
940 #endif
941
942         /*
943         ** First coalesce the chunks and allocate I/O pdir space
944         **
945         ** If this is one DMA stream, we can properly map using the
946         ** correct virtual address associated with each DMA page.
947         ** w/o this association, we wouldn't have coherent DMA!
948         ** Access to the virtual address is what forces a two pass algorithm.
949         */
950         coalesced = iommu_coalesce_chunks(ioc, dev, sglist, nents, ccio_alloc_range);
951
952         /*
953         ** Program the I/O Pdir
954         **
955         ** map the virtual addresses to the I/O Pdir
956         ** o dma_address will contain the pdir index
957         ** o dma_len will contain the number of bytes to map 
958         ** o page/offset contain the virtual address.
959         */
960         filled = iommu_fill_pdir(ioc, sglist, nents, hint, ccio_io_pdir_entry);
961
962         spin_unlock_irqrestore(&ioc->res_lock, flags);
963
964         BUG_ON(coalesced != filled);
965
966         DBG_RUN_SG("%s() DONE %d mappings\n", __func__, filled);
967
968         for (i = 0; i < filled; i++)
969                 current_len += sg_dma_len(sglist + i);
970
971         BUG_ON(current_len != prev_len);
972
973         return filled;
974 }
975
976 /**
977  * ccio_unmap_sg - Unmap the scatter/gather list from the IOMMU.
978  * @dev: The PCI device.
979  * @sglist: The scatter/gather list to be unmapped from the IOMMU.
980  * @nents: The number of entries in the scatter/gather list.
981  * @direction: The direction of the DMA transaction (to/from device).
982  *
983  * This function implements the pci_unmap_sg function.
984  */
985 static void 
986 ccio_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist, int nents, 
987               enum dma_data_direction direction, unsigned long attrs)
988 {
989         struct ioc *ioc;
990
991         BUG_ON(!dev);
992         ioc = GET_IOC(dev);
993
994         DBG_RUN_SG("%s() START %d entries, %p,%x\n",
995                 __func__, nents, sg_virt(sglist), sglist->length);
996
997 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
998         ioc->usg_calls++;
999 #endif
1000
1001         while(sg_dma_len(sglist) && nents--) {
1002
1003 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
1004                 ioc->usg_pages += sg_dma_len(sglist) >> PAGE_SHIFT;
1005 #endif
1006                 ccio_unmap_page(dev, sg_dma_address(sglist),
1007                                   sg_dma_len(sglist), direction, 0);
1008                 ++sglist;
1009         }
1010
1011         DBG_RUN_SG("%s() DONE (nents %d)\n", __func__, nents);
1012 }
1013
1014 static struct dma_map_ops ccio_ops = {
1015         .dma_supported =        ccio_dma_supported,
1016         .alloc =                ccio_alloc,
1017         .free =                 ccio_free,
1018         .map_page =             ccio_map_page,
1019         .unmap_page =           ccio_unmap_page,
1020         .map_sg =               ccio_map_sg,
1021         .unmap_sg =             ccio_unmap_sg,
1022 };
1023
1024 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1025 static int ccio_proc_info(struct seq_file *m, void *p)
1026 {
1027         struct ioc *ioc = ioc_list;
1028
1029         while (ioc != NULL) {
1030                 unsigned int total_pages = ioc->res_size << 3;
1031 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
1032                 unsigned long avg = 0, min, max;
1033                 int j;
1034 #endif
1035
1036                 seq_printf(m, "%s\n", ioc->name);
1037                 
1038                 seq_printf(m, "Cujo 2.0 bug    : %s\n",
1039                            (ioc->cujo20_bug ? "yes" : "no"));
1040                 
1041                 seq_printf(m, "IO PDIR size    : %d bytes (%d entries)\n",
1042                            total_pages * 8, total_pages);
1043
1044 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
1045                 seq_printf(m, "IO PDIR entries : %ld free  %ld used (%d%%)\n",
1046                            total_pages - ioc->used_pages, ioc->used_pages,
1047                            (int)(ioc->used_pages * 100 / total_pages));
1048 #endif
1049
1050                 seq_printf(m, "Resource bitmap : %d bytes (%d pages)\n",
1051                            ioc->res_size, total_pages);
1052
1053 #ifdef CCIO_COLLECT_STATS
1054                 min = max = ioc->avg_search[0];
1055                 for(j = 0; j < CCIO_SEARCH_SAMPLE; ++j) {
1056                         avg += ioc->avg_search[j];
1057                         if(ioc->avg_search[j] > max) 
1058                                 max = ioc->avg_search[j];
1059                         if(ioc->avg_search[j] < min) 
1060                                 min = ioc->avg_search[j];
1061                 }
1062                 avg /= CCIO_SEARCH_SAMPLE;
1063                 seq_printf(m, "  Bitmap search : %ld/%ld/%ld (min/avg/max CPU Cycles)\n",
1064                            min, avg, max);
1065
1066                 seq_printf(m, "pci_map_single(): %8ld calls  %8ld pages (avg %d/1000)\n",
1067                            ioc->msingle_calls, ioc->msingle_pages,
1068                            (int)((ioc->msingle_pages * 1000)/ioc->msingle_calls));
1069
1070                 /* KLUGE - unmap_sg calls unmap_page for each mapped page */
1071                 min = ioc->usingle_calls - ioc->usg_calls;
1072                 max = ioc->usingle_pages - ioc->usg_pages;
1073                 seq_printf(m, "pci_unmap_single: %8ld calls  %8ld pages (avg %d/1000)\n",
1074                            min, max, (int)((max * 1000)/min));
1075  
1076                 seq_printf(m, "pci_map_sg()    : %8ld calls  %8ld pages (avg %d/1000)\n",
1077                            ioc->msg_calls, ioc->msg_pages,
1078                            (int)((ioc->msg_pages * 1000)/ioc->msg_calls));
1079
1080                 seq_printf(m, "pci_unmap_sg()  : %8ld calls  %8ld pages (avg %d/1000)\n\n\n",
1081                            ioc->usg_calls, ioc->usg_pages,
1082                            (int)((ioc->usg_pages * 1000)/ioc->usg_calls));
1083 #endif  /* CCIO_COLLECT_STATS */
1084
1085                 ioc = ioc->next;
1086         }
1087
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 static int ccio_proc_info_open(struct inode *inode, struct file *file)
1092 {
1093         return single_open(file, &ccio_proc_info, NULL);
1094 }
1095
1096 static const struct file_operations ccio_proc_info_fops = {
1097         .owner = THIS_MODULE,
1098         .open = ccio_proc_info_open,
1099         .read = seq_read,
1100         .llseek = seq_lseek,
1101         .release = single_release,
1102 };
1103
1104 static int ccio_proc_bitmap_info(struct seq_file *m, void *p)
1105 {
1106         struct ioc *ioc = ioc_list;
1107
1108         while (ioc != NULL) {
1109                 seq_hex_dump(m, "   ", DUMP_PREFIX_NONE, 32, 4, ioc->res_map,
1110                              ioc->res_size, false);
1111                 seq_putc(m, '\n');
1112                 ioc = ioc->next;
1113                 break; /* XXX - remove me */
1114         }
1115
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 static int ccio_proc_bitmap_open(struct inode *inode, struct file *file)
1120 {
1121         return single_open(file, &ccio_proc_bitmap_info, NULL);
1122 }
1123
1124 static const struct file_operations ccio_proc_bitmap_fops = {
1125         .owner = THIS_MODULE,
1126         .open = ccio_proc_bitmap_open,
1127         .read = seq_read,
1128         .llseek = seq_lseek,
1129         .release = single_release,
1130 };
1131 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1132
1133 /**
1134  * ccio_find_ioc - Find the ioc in the ioc_list
1135  * @hw_path: The hardware path of the ioc.
1136  *
1137  * This function searches the ioc_list for an ioc that matches
1138  * the provide hardware path.
1139  */
1140 static struct ioc * ccio_find_ioc(int hw_path)
1141 {
1142         int i;
1143         struct ioc *ioc;
1144
1145         ioc = ioc_list;
1146         for (i = 0; i < ioc_count; i++) {
1147                 if (ioc->hw_path == hw_path)
1148                         return ioc;
1149
1150                 ioc = ioc->next;
1151         }
1152
1153         return NULL;
1154 }
1155
1156 /**
1157  * ccio_get_iommu - Find the iommu which controls this device
1158  * @dev: The parisc device.
1159  *
1160  * This function searches through the registered IOMMU's and returns
1161  * the appropriate IOMMU for the device based on its hardware path.
1162  */
1163 void * ccio_get_iommu(const struct parisc_device *dev)
1164 {
1165         dev = find_pa_parent_type(dev, HPHW_IOA);
1166         if (!dev)
1167                 return NULL;
1168
1169         return ccio_find_ioc(dev->hw_path);
1170 }
1171
1172 #define CUJO_20_STEP       0x10000000   /* inc upper nibble */
1173
1174 /* Cujo 2.0 has a bug which will silently corrupt data being transferred
1175  * to/from certain pages.  To avoid this happening, we mark these pages
1176  * as `used', and ensure that nothing will try to allocate from them.
1177  */
1178 void ccio_cujo20_fixup(struct parisc_device *cujo, u32 iovp)
1179 {
1180         unsigned int idx;
1181         struct parisc_device *dev = parisc_parent(cujo);
1182         struct ioc *ioc = ccio_get_iommu(dev);
1183         u8 *res_ptr;
1184
1185         ioc->cujo20_bug = 1;
1186         res_ptr = ioc->res_map;
1187         idx = PDIR_INDEX(iovp) >> 3;
1188
1189         while (idx < ioc->res_size) {
1190                 res_ptr[idx] |= 0xff;
1191                 idx += PDIR_INDEX(CUJO_20_STEP) >> 3;
1192         }
1193 }
1194
1195 #if 0
1196 /* GRANT -  is this needed for U2 or not? */
1197
1198 /*
1199 ** Get the size of the I/O TLB for this I/O MMU.
1200 **
1201 ** If spa_shift is non-zero (ie probably U2),
1202 ** then calculate the I/O TLB size using spa_shift.
1203 **
1204 ** Otherwise we are supposed to get the IODC entry point ENTRY TLB
1205 ** and execute it. However, both U2 and Uturn firmware supplies spa_shift.
1206 ** I think only Java (K/D/R-class too?) systems don't do this.
1207 */
1208 static int
1209 ccio_get_iotlb_size(struct parisc_device *dev)
1210 {
1211         if (dev->spa_shift == 0) {
1212                 panic("%s() : Can't determine I/O TLB size.\n", __func__);
1213         }
1214         return (1 << dev->spa_shift);
1215 }
1216 #else
1217
1218 /* Uturn supports 256 TLB entries */
1219 #define CCIO_CHAINID_SHIFT      8
1220 #define CCIO_CHAINID_MASK       0xff
1221 #endif /* 0 */
1222
1223 /* We *can't* support JAVA (T600). Venture there at your own risk. */
1224 static const struct parisc_device_id ccio_tbl[] = {
1225         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, U2_IOA_RUNWAY, 0xb }, /* U2 */
1226         { HPHW_IOA, HVERSION_REV_ANY_ID, UTURN_IOA_RUNWAY, 0xb }, /* UTurn */
1227         { 0, }
1228 };
1229
1230 static int ccio_probe(struct parisc_device *dev);
1231
1232 static struct parisc_driver ccio_driver = {
1233         .name =         "ccio",
1234         .id_table =     ccio_tbl,
1235         .probe =        ccio_probe,
1236 };
1237
1238 /**
1239  * ccio_ioc_init - Initialize the I/O Controller
1240  * @ioc: The I/O Controller.
1241  *
1242  * Initialize the I/O Controller which includes setting up the
1243  * I/O Page Directory, the resource map, and initalizing the
1244  * U2/Uturn chip into virtual mode.
1245  */
1246 static void
1247 ccio_ioc_init(struct ioc *ioc)
1248 {
1249         int i;
1250         unsigned int iov_order;
1251         u32 iova_space_size;
1252
1253         /*
1254         ** Determine IOVA Space size from memory size.
1255         **
1256         ** Ideally, PCI drivers would register the maximum number
1257         ** of DMA they can have outstanding for each device they
1258         ** own.  Next best thing would be to guess how much DMA
1259         ** can be outstanding based on PCI Class/sub-class. Both
1260         ** methods still require some "extra" to support PCI
1261         ** Hot-Plug/Removal of PCI cards. (aka PCI OLARD).
1262         */
1263
1264         iova_space_size = (u32) (totalram_pages / count_parisc_driver(&ccio_driver));
1265
1266         /* limit IOVA space size to 1MB-1GB */
1267
1268         if (iova_space_size < (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
1269                 iova_space_size =  1 << (20 - PAGE_SHIFT);
1270 #ifdef __LP64__
1271         } else if (iova_space_size > (1 << (30 - PAGE_SHIFT))) {
1272                 iova_space_size =  1 << (30 - PAGE_SHIFT);
1273 #endif
1274         }
1275
1276         /*
1277         ** iova space must be log2() in size.
1278         ** thus, pdir/res_map will also be log2().
1279         */
1280
1281         /* We could use larger page sizes in order to *decrease* the number
1282         ** of mappings needed.  (ie 8k pages means 1/2 the mappings).
1283         **
1284         ** Note: Grant Grunder says "Using 8k I/O pages isn't trivial either
1285         **   since the pages must also be physically contiguous - typically
1286         **   this is the case under linux."
1287         */
1288
1289         iov_order = get_order(iova_space_size << PAGE_SHIFT);
1290
1291         /* iova_space_size is now bytes, not pages */
1292         iova_space_size = 1 << (iov_order + PAGE_SHIFT);
1293
1294         ioc->pdir_size = (iova_space_size / IOVP_SIZE) * sizeof(u64);
1295
1296         BUG_ON(ioc->pdir_size > 8 * 1024 * 1024);   /* max pdir size <= 8MB */
1297
1298         /* Verify it's a power of two */
1299         BUG_ON((1 << get_order(ioc->pdir_size)) != (ioc->pdir_size >> PAGE_SHIFT));
1300
1301         DBG_INIT("%s() hpa 0x%p mem %luMB IOV %dMB (%d bits)\n",
1302                         __func__, ioc->ioc_regs,
1303                         (unsigned long) totalram_pages >> (20 - PAGE_SHIFT),
1304                         iova_space_size>>20,
1305                         iov_order + PAGE_SHIFT);
1306
1307         ioc->pdir_base = (u64 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, 
1308                                                  get_order(ioc->pdir_size));
1309         if(NULL == ioc->pdir_base) {
1310                 panic("%s() could not allocate I/O Page Table\n", __func__);
1311         }
1312         memset(ioc->pdir_base, 0, ioc->pdir_size);
1313
1314         BUG_ON((((unsigned long)ioc->pdir_base) & PAGE_MASK) != (unsigned long)ioc->pdir_base);
1315         DBG_INIT(" base %p\n", ioc->pdir_base);
1316
1317         /* resource map size dictated by pdir_size */
1318         ioc->res_size = (ioc->pdir_size / sizeof(u64)) >> 3;
1319         DBG_INIT("%s() res_size 0x%x\n", __func__, ioc->res_size);
1320         
1321         ioc->res_map = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, 
1322                                               get_order(ioc->res_size));
1323         if(NULL == ioc->res_map) {
1324                 panic("%s() could not allocate resource map\n", __func__);
1325         }
1326         memset(ioc->res_map, 0, ioc->res_size);
1327
1328         /* Initialize the res_hint to 16 */
1329         ioc->res_hint = 16;
1330
1331         /* Initialize the spinlock */
1332         spin_lock_init(&ioc->res_lock);
1333
1334         /*
1335         ** Chainid is the upper most bits of an IOVP used to determine
1336         ** which TLB entry an IOVP will use.
1337         */
1338         ioc->chainid_shift = get_order(iova_space_size) + PAGE_SHIFT - CCIO_CHAINID_SHIFT;
1339         DBG_INIT(" chainid_shift 0x%x\n", ioc->chainid_shift);
1340
1341         /*
1342         ** Initialize IOA hardware
1343         */
1344         WRITE_U32(CCIO_CHAINID_MASK << ioc->chainid_shift, 
1345                   &ioc->ioc_regs->io_chain_id_mask);
1346
1347         WRITE_U32(virt_to_phys(ioc->pdir_base), 
1348                   &ioc->ioc_regs->io_pdir_base);
1349
1350         /*
1351         ** Go to "Virtual Mode"
1352         */
1353         WRITE_U32(IOA_NORMAL_MODE, &ioc->ioc_regs->io_control);
1354
1355         /*
1356         ** Initialize all I/O TLB entries to 0 (Valid bit off).
1357         */
1358         WRITE_U32(0, &ioc->ioc_regs->io_tlb_entry_m);
1359         WRITE_U32(0, &ioc->ioc_regs->io_tlb_entry_l);
1360
1361         for(i = 1 << CCIO_CHAINID_SHIFT; i ; i--) {
1362                 WRITE_U32((CMD_TLB_DIRECT_WRITE | (i << ioc->chainid_shift)),
1363                           &ioc->ioc_regs->io_command);
1364         }
1365 }
1366
1367 static void __init
1368 ccio_init_resource(struct resource *res, char *name, void __iomem *ioaddr)
1369 {
1370         int result;
1371
1372         res->parent = NULL;
1373         res->flags = IORESOURCE_MEM;
1374         /*
1375          * bracing ((signed) ...) are required for 64bit kernel because
1376          * we only want to sign extend the lower 16 bits of the register.
1377          * The upper 16-bits of range registers are hardcoded to 0xffff.
1378          */
1379         res->start = (unsigned long)((signed) READ_U32(ioaddr) << 16);
1380         res->end = (unsigned long)((signed) (READ_U32(ioaddr + 4) << 16) - 1);
1381         res->name = name;
1382         /*
1383          * Check if this MMIO range is disable
1384          */
1385         if (res->end + 1 == res->start)
1386                 return;
1387
1388         /* On some platforms (e.g. K-Class), we have already registered
1389          * resources for devices reported by firmware. Some are children
1390          * of ccio.
1391          * "insert" ccio ranges in the mmio hierarchy (/proc/iomem).
1392          */
1393         result = insert_resource(&iomem_resource, res);
1394         if (result < 0) {
1395                 printk(KERN_ERR "%s() failed to claim CCIO bus address space (%08lx,%08lx)\n", 
1396                         __func__, (unsigned long)res->start, (unsigned long)res->end);
1397         }
1398 }
1399
1400 static void __init ccio_init_resources(struct ioc *ioc)
1401 {
1402         struct resource *res = ioc->mmio_region;
1403         char *name = kmalloc(14, GFP_KERNEL);
1404
1405         snprintf(name, 14, "GSC Bus [%d/]", ioc->hw_path);
1406
1407         ccio_init_resource(res, name, &ioc->ioc_regs->io_io_low);
1408         ccio_init_resource(res + 1, name, &ioc->ioc_regs->io_io_low_hv);
1409 }
1410
1411 static int new_ioc_area(struct resource *res, unsigned long size,
1412                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned long align)
1413 {
1414         if (max <= min)
1415                 return -EBUSY;
1416
1417         res->start = (max - size + 1) &~ (align - 1);
1418         res->end = res->start + size;
1419         
1420         /* We might be trying to expand the MMIO range to include
1421          * a child device that has already registered it's MMIO space.
1422          * Use "insert" instead of request_resource().
1423          */
1424         if (!insert_resource(&iomem_resource, res))
1425                 return 0;
1426
1427         return new_ioc_area(res, size, min, max - size, align);
1428 }
1429
1430 static int expand_ioc_area(struct resource *res, unsigned long size,
1431                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned long align)
1432 {
1433         unsigned long start, len;
1434
1435         if (!res->parent)
1436                 return new_ioc_area(res, size, min, max, align);
1437
1438         start = (res->start - size) &~ (align - 1);
1439         len = res->end - start + 1;
1440         if (start >= min) {
1441                 if (!adjust_resource(res, start, len))
1442                         return 0;
1443         }
1444
1445         start = res->start;
1446         len = ((size + res->end + align) &~ (align - 1)) - start;
1447         if (start + len <= max) {
1448                 if (!adjust_resource(res, start, len))
1449                         return 0;
1450         }
1451
1452         return -EBUSY;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Dino calls this function.  Beware that we may get called on systems
1457  * which have no IOC (725, B180, C160L, etc) but do have a Dino.
1458  * So it's legal to find no parent IOC.
1459  *
1460  * Some other issues: one of the resources in the ioc may be unassigned.
1461  */
1462 int ccio_allocate_resource(const struct parisc_device *dev,
1463                 struct resource *res, unsigned long size,
1464                 unsigned long min, unsigned long max, unsigned long align)
1465 {
1466         struct resource *parent = &iomem_resource;
1467         struct ioc *ioc = ccio_get_iommu(dev);
1468         if (!ioc)
1469                 goto out;
1470
1471         parent = ioc->mmio_region;
1472         if (parent->parent &&
1473             !allocate_resource(parent, res, size, min, max, align, NULL, NULL))
1474                 return 0;
1475
1476         if ((parent + 1)->parent &&
1477             !allocate_resource(parent + 1, res, size, min, max, align,
1478                                 NULL, NULL))
1479                 return 0;
1480
1481         if (!expand_ioc_area(parent, size, min, max, align)) {
1482                 __raw_writel(((parent->start)>>16) | 0xffff0000,
1483                              &ioc->ioc_regs->io_io_low);
1484                 __raw_writel(((parent->end)>>16) | 0xffff0000,
1485                              &ioc->ioc_regs->io_io_high);
1486         } else if (!expand_ioc_area(parent + 1, size, min, max, align)) {
1487                 parent++;
1488                 __raw_writel(((parent->start)>>16) | 0xffff0000,
1489                              &ioc->ioc_regs->io_io_low_hv);
1490                 __raw_writel(((parent->end)>>16) | 0xffff0000,
1491                              &ioc->ioc_regs->io_io_high_hv);
1492         } else {
1493                 return -EBUSY;
1494         }
1495
1496  out:
1497         return allocate_resource(parent, res, size, min, max, align, NULL,NULL);
1498 }
1499
1500 int ccio_request_resource(const struct parisc_device *dev,
1501                 struct resource *res)
1502 {
1503         struct resource *parent;
1504         struct ioc *ioc = ccio_get_iommu(dev);
1505
1506         if (!ioc) {
1507                 parent = &iomem_resource;
1508         } else if ((ioc->mmio_region->start <= res->start) &&
1509                         (res->end <= ioc->mmio_region->end)) {
1510                 parent = ioc->mmio_region;
1511         } else if (((ioc->mmio_region + 1)->start <= res->start) &&
1512                         (res->end <= (ioc->mmio_region + 1)->end)) {
1513                 parent = ioc->mmio_region + 1;
1514         } else {
1515                 return -EBUSY;
1516         }
1517
1518         /* "transparent" bus bridges need to register MMIO resources
1519          * firmware assigned them. e.g. children of hppb.c (e.g. K-class)
1520          * registered their resources in the PDC "bus walk" (See
1521          * arch/parisc/kernel/inventory.c).
1522          */
1523         return insert_resource(parent, res);
1524 }
1525
1526 /**
1527  * ccio_probe - Determine if ccio should claim this device.
1528  * @dev: The device which has been found
1529  *
1530  * Determine if ccio should claim this chip (return 0) or not (return 1).
1531  * If so, initialize the chip and tell other partners in crime they
1532  * have work to do.
1533  */
1534 static int __init ccio_probe(struct parisc_device *dev)
1535 {
1536         int i;
1537         struct ioc *ioc, **ioc_p = &ioc_list;
1538
1539         ioc = kzalloc(sizeof(struct ioc), GFP_KERNEL);
1540         if (ioc == NULL) {
1541                 printk(KERN_ERR MODULE_NAME ": memory allocation failure\n");
1542                 return 1;
1543         }
1544
1545         ioc->name = dev->id.hversion == U2_IOA_RUNWAY ? "U2" : "UTurn";
1546
1547         printk(KERN_INFO "Found %s at 0x%lx\n", ioc->name,
1548                 (unsigned long)dev->hpa.start);
1549
1550         for (i = 0; i < ioc_count; i++) {
1551                 ioc_p = &(*ioc_p)->next;
1552         }
1553         *ioc_p = ioc;
1554
1555         ioc->hw_path = dev->hw_path;
1556         ioc->ioc_regs = ioremap_nocache(dev->hpa.start, 4096);
1557         ccio_ioc_init(ioc);
1558         ccio_init_resources(ioc);
1559         hppa_dma_ops = &ccio_ops;
1560         dev->dev.platform_data = kzalloc(sizeof(struct pci_hba_data), GFP_KERNEL);
1561
1562         /* if this fails, no I/O cards will work, so may as well bug */
1563         BUG_ON(dev->dev.platform_data == NULL);
1564         HBA_DATA(dev->dev.platform_data)->iommu = ioc;
1565
1566 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1567         if (ioc_count == 0) {
1568                 proc_create(MODULE_NAME, 0, proc_runway_root,
1569                             &ccio_proc_info_fops);
1570                 proc_create(MODULE_NAME"-bitmap", 0, proc_runway_root,
1571                             &ccio_proc_bitmap_fops);
1572         }
1573 #endif
1574         ioc_count++;
1575
1576         parisc_has_iommu();
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * ccio_init - ccio initialization procedure.
1582  *
1583  * Register this driver.
1584  */
1585 void __init ccio_init(void)
1586 {
1587         register_parisc_driver(&ccio_driver);
1588 }
1589