sys/powerpc/pseries/plpar_iommu.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2013, Nathan Whitehorn <nwhitehorn@FreeBSD.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/bus.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/libkern.h>
  34 #include <sys/module.h>
  35 #include <sys/vmem.h>
  36
  37 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  38 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  39 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  40
  41 #include <machine/bus.h>
  42
  43 #include <powerpc/pseries/phyp-hvcall.h>
  44 #include <powerpc/pseries/plpar_iommu.h>
  45
  46 MALLOC_DEFINE(M_PHYPIOMMU, "iommu", "IOMMU data for PAPR LPARs");
  47
  48 struct papr_iommu_map {
  49         uint32_t iobn;
  50         vmem_t *vmem;
  51         struct papr_iommu_map *next;
  52 };
  53
  54 static SLIST_HEAD(iommu_maps, iommu_map) iommu_map_head =
  55     SLIST_HEAD_INITIALIZER(iommu_map_head);
  56 static int papr_supports_stuff_tce = -1;
  57
  58 struct iommu_map {
  59         uint32_t iobn;
  60         vmem_t *vmem;
  61
  62         SLIST_ENTRY(iommu_map) entries;
  63 };
  64
  65 struct dma_window {
  66         struct iommu_map *map;
  67         bus_addr_t start;
  68         bus_addr_t end;
  69 };
  70
  71 int
  72 phyp_iommu_set_dma_tag(device_t dev, device_t child, bus_dma_tag_t tag)
  73 {
  74         device_t p;
  75         phandle_t node;
  76         cell_t dma_acells, dma_scells, dmawindow[5];
  77         struct iommu_map *i;
  78
  79         for (p = child; p != NULL; p = device_get_parent(p)) {
  80                 if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,my-dma-window"))
  81                         break;
  82                 if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,dma-window"))
  83                         break;
  84         }
  85
  86         if (p == NULL)
  87                 return (ENXIO);
  88
  89         node = ofw_bus_get_node(p);
  90         if (OF_getprop(node, "ibm,#dma-size-cells", &dma_scells,
  91             sizeof(cell_t)) <= 0)
  92                 OF_searchprop(node, "#size-cells", &dma_scells, sizeof(cell_t));
  93         if (OF_getprop(node, "ibm,#dma-address-cells", &dma_acells,
  94             sizeof(cell_t)) <= 0)
  95                 OF_searchprop(node, "#address-cells", &dma_acells,
  96                     sizeof(cell_t));
  97
  98         if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,my-dma-window"))
  99                 OF_getprop(node, "ibm,my-dma-window", dmawindow,
 100                     sizeof(cell_t)*(dma_scells + dma_acells + 1));
 101         else
 102                 OF_getprop(node, "ibm,dma-window", dmawindow,
 103                     sizeof(cell_t)*(dma_scells + dma_acells + 1));
 104
 105         struct dma_window *window = malloc(sizeof(struct dma_window),
 106             M_PHYPIOMMU, M_WAITOK);
 107         if (dma_acells == 1)
 108                 window->start = dmawindow[1];
 109         else
 110                 window->start = ((uint64_t)(dmawindow[1]) << 32) | dmawindow[2];
 111         if (dma_scells == 1)
 112                 window->end = window->start + dmawindow[dma_acells + 1];
 113         else
 114                 window->end = window->start +
 115                     (((uint64_t)(dmawindow[dma_acells + 1]) << 32) |
 116                     dmawindow[dma_acells + 2]);
 117
 118         window->map = NULL;
 119         SLIST_FOREACH(i, &iommu_map_head, entries) {
 120                 if (i->iobn == dmawindow[0]) {
 121                         window->map = i;
 122                         break;
 123                 }
 124         }
 125
 126         if (window->map == NULL) {
 127                 window->map = malloc(sizeof(struct iommu_map), M_PHYPIOMMU,
 128                     M_WAITOK);
 129                 window->map->iobn = dmawindow[0];
 130                 /*
 131                  * Allocate IOMMU range beginning at PAGE_SIZE. Some drivers
 132                  * (em(4), for example) do not like getting mappings at 0.
 133                  */
 134                 window->map->vmem = vmem_create("IOMMU mappings", PAGE_SIZE,
 135                     trunc_page(VMEM_ADDR_MAX) - PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, 0,
 136                     M_BESTFIT | M_NOWAIT);
 137         }
 138
 139         /*
 140          * Check experimentally whether we can use H_STUFF_TCE. It is required
 141          * by the spec but some firmware (e.g. QEMU) does not actually support
 142          * it
 143          */
 144         if (papr_supports_stuff_tce == -1)
 145                 papr_supports_stuff_tce = !(phyp_hcall(H_STUFF_TCE,
 146                     window->map->iobn, 0, 0, 0) == H_FUNCTION);
 147
 148         bus_dma_tag_set_iommu(tag, dev, window);
 149
 150         return (0);
 151 }
 152
 153 int
 154 phyp_iommu_map(device_t dev, bus_dma_segment_t *segs, int *nsegs,
 155     bus_addr_t min, bus_addr_t max, bus_size_t alignment, bus_addr_t boundary,
 156     void *cookie)
 157 {
 158         struct dma_window *window = cookie;
 159         bus_addr_t minaddr, maxaddr;
 160         bus_addr_t alloced;
 161         bus_size_t allocsize;
 162         int error, i, j;
 163         uint64_t tce;
 164         minaddr = window->start;
 165         maxaddr = window->end;
 166
 167         /* XXX: handle exclusion range in a more useful way */
 168         if (min < maxaddr)
 169                 maxaddr = min;
 170
 171         /* XXX: consolidate segs? */
 172         for (i = 0; i < *nsegs; i++) {
 173                 allocsize = round_page(segs[i].ds_len +
 174                     (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK));
 175                 error = vmem_xalloc(window->map->vmem, allocsize,
 176                     (alignment < PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : alignment, 0,
 177                     boundary, minaddr, maxaddr, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &alloced);
 178                 if (error != 0) {
 179                         panic("VMEM failure: %d\n", error);
 180                         return (error);
 181                 }
 182                 KASSERT(alloced % PAGE_SIZE == 0, ("Alloc not page aligned"));
 183                 KASSERT((alloced + (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK)) %
 184                     alignment == 0,
 185                     ("Allocated segment does not match alignment constraint"));
 186
 187                 tce = trunc_page(segs[i].ds_addr);
 188                 tce |= 0x3; /* read/write */
 189                 if (papr_supports_stuff_tce) {
 190                         error = phyp_hcall(H_STUFF_TCE, window->map->iobn,
 191                             alloced, tce, allocsize/PAGE_SIZE);
 192                 } else {
 193                         for (j = 0; j < allocsize; j += PAGE_SIZE)
 194                                 error = phyp_hcall(H_PUT_TCE, window->map->iobn,
 195                                     alloced + j, tce + j);
 196                 }
 197
 198                 segs[i].ds_addr = alloced + (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK);
 199                 KASSERT(segs[i].ds_addr > 0, ("Address needs to be positive"));
 200                 KASSERT(segs[i].ds_addr + segs[i].ds_len < maxaddr,
 201                     ("Address not in range"));
 202                 if (error < 0) {
 203                         panic("IOMMU mapping error: %d\n", error);
 204                         return (ENOMEM);
 205                 }
 206         }
 207
 208         return (0);
 209 }
 210
 211 int
 212 phyp_iommu_unmap(device_t dev, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, void *cookie)
 213 {
 214         struct dma_window *window = cookie;
 215         bus_addr_t pageround;
 216         bus_size_t roundedsize;
 217         int i;
 218         bus_addr_t j;
 219
 220         for (i = 0; i < nsegs; i++) {
 221                 pageround = trunc_page(segs[i].ds_addr);
 222                 roundedsize = round_page(segs[i].ds_len +
 223                     (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK));
 224
 225                 if (papr_supports_stuff_tce) {
 226                         phyp_hcall(H_STUFF_TCE, window->map->iobn, pageround, 0,
 227                             roundedsize/PAGE_SIZE);
 228                 } else {
 229                         for (j = 0; j < roundedsize; j += PAGE_SIZE)
 230                                 phyp_hcall(H_PUT_TCE, window->map->iobn,
 231                                     pageround + j, 0);
 232                 }
 233
 234                 vmem_xfree(window->map->vmem, pageround, roundedsize);
 235         }
 236
 237         return (0);
 238 }
 239