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 bus, device_t dev, bus_dma_tag_t tag)
  73 {
  74         device_t p;
  75         phandle_t node;
  76         cell_t dma_acells, dma_scells, dmawindow[6];
  77         struct iommu_map *i;
  78         int cell;
  79
  80         for (p = dev; device_get_parent(p) != NULL; p = device_get_parent(p)) {
  81                 if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,my-dma-window"))
  82                         break;
  83                 if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,dma-window"))
  84                         break;
  85         }
  86
  87         if (p == NULL)
  88                 return (ENXIO);
  89
  90         node = ofw_bus_get_node(p);
  91         if (OF_getprop(node, "ibm,#dma-size-cells", &dma_scells,
  92             sizeof(cell_t)) <= 0)
  93                 OF_searchprop(node, "#size-cells", &dma_scells, sizeof(cell_t));
  94         if (OF_getprop(node, "ibm,#dma-address-cells", &dma_acells,
  95             sizeof(cell_t)) <= 0)
  96                 OF_searchprop(node, "#address-cells", &dma_acells,
  97                     sizeof(cell_t));
  98
  99         if (ofw_bus_has_prop(p, "ibm,my-dma-window"))
 100                 OF_getprop(node, "ibm,my-dma-window", dmawindow,
 101                     sizeof(cell_t)*(dma_scells + dma_acells + 1));
 102         else
 103                 OF_getprop(node, "ibm,dma-window", dmawindow,
 104                     sizeof(cell_t)*(dma_scells + dma_acells + 1));
 105
 106         struct dma_window *window = malloc(sizeof(struct dma_window),
 107             M_PHYPIOMMU, M_WAITOK);
 108         window->start = 0;
 109         for (cell = 1; cell < 1 + dma_acells; cell++) {
 110                 window->start <<= 32;
 111                 window->start |= dmawindow[cell];
 112         }
 113         window->end = 0;
 114         for (; cell < 1 + dma_acells + dma_scells; cell++) {
 115                 window->end <<= 32;
 116                 window->end |= dmawindow[cell];
 117         }
 118         window->end += window->start;
 119
 120         if (bootverbose)
 121                 device_printf(dev, "Mapping IOMMU domain %#x\n", dmawindow[0]);
 122         window->map = NULL;
 123         SLIST_FOREACH(i, &iommu_map_head, entries) {
 124                 if (i->iobn == dmawindow[0]) {
 125                         window->map = i;
 126                         break;
 127                 }
 128         }
 129
 130         if (window->map == NULL) {
 131                 window->map = malloc(sizeof(struct iommu_map), M_PHYPIOMMU,
 132                     M_WAITOK);
 133                 window->map->iobn = dmawindow[0];
 134                 /*
 135                  * Allocate IOMMU range beginning at PAGE_SIZE. Some drivers
 136                  * (em(4), for example) do not like getting mappings at 0.
 137                  */
 138                 window->map->vmem = vmem_create("IOMMU mappings", PAGE_SIZE,
 139                     trunc_page(VMEM_ADDR_MAX) - PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, 0,
 140                     M_BESTFIT | M_NOWAIT);
 141                 SLIST_INSERT_HEAD(&iommu_map_head, window->map, entries);
 142         }
 143
 144         /*
 145          * Check experimentally whether we can use H_STUFF_TCE. It is required
 146          * by the spec but some firmware (e.g. QEMU) does not actually support
 147          * it
 148          */
 149         if (papr_supports_stuff_tce == -1)
 150                 papr_supports_stuff_tce = !(phyp_hcall(H_STUFF_TCE,
 151                     window->map->iobn, 0, 0, 0) == H_FUNCTION);
 152
 153         bus_dma_tag_set_iommu(tag, bus, window);
 154
 155         return (0);
 156 }
 157
 158 int
 159 phyp_iommu_map(device_t dev, bus_dma_segment_t *segs, int *nsegs,
 160     bus_addr_t min, bus_addr_t max, bus_size_t alignment, bus_addr_t boundary,
 161     void *cookie)
 162 {
 163         struct dma_window *window = cookie;
 164         bus_addr_t minaddr, maxaddr;
 165         bus_addr_t alloced;
 166         bus_size_t allocsize;
 167         int error, i, j;
 168         uint64_t tce;
 169         minaddr = window->start;
 170         maxaddr = window->end;
 171
 172         /* XXX: handle exclusion range in a more useful way */
 173         if (min < maxaddr)
 174                 maxaddr = min;
 175
 176         /* XXX: consolidate segs? */
 177         for (i = 0; i < *nsegs; i++) {
 178                 allocsize = round_page(segs[i].ds_len +
 179                     (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK));
 180                 error = vmem_xalloc(window->map->vmem, allocsize,
 181                     (alignment < PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : alignment, 0,
 182                     boundary, minaddr, maxaddr, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &alloced);
 183                 if (error != 0) {
 184                         panic("VMEM failure: %d\n", error);
 185                         return (error);
 186                 }
 187                 KASSERT(alloced % PAGE_SIZE == 0, ("Alloc not page aligned"));
 188                 KASSERT((alloced + (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK)) %
 189                     alignment == 0,
 190                     ("Allocated segment does not match alignment constraint"));
 191
 192                 tce = trunc_page(segs[i].ds_addr);
 193                 tce |= 0x3; /* read/write */
 194                 for (j = 0; j < allocsize; j += PAGE_SIZE) {
 195                         error = phyp_hcall(H_PUT_TCE, window->map->iobn,
 196                             alloced + j, tce + j);
 197                         if (error < 0) {
 198                                 panic("IOMMU mapping error: %d\n", error);
 199                                 return (ENOMEM);
 200                         }
 201                 }
 202
 203                 segs[i].ds_addr = alloced + (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK);
 204                 KASSERT(segs[i].ds_addr > 0, ("Address needs to be positive"));
 205                 KASSERT(segs[i].ds_addr + segs[i].ds_len < maxaddr,
 206                     ("Address not in range"));
 207                 if (error < 0) {
 208                         panic("IOMMU mapping error: %d\n", error);
 209                         return (ENOMEM);
 210                 }
 211         }
 212
 213         return (0);
 214 }
 215
 216 int
 217 phyp_iommu_unmap(device_t dev, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, void *cookie)
 218 {
 219         struct dma_window *window = cookie;
 220         bus_addr_t pageround;
 221         bus_size_t roundedsize;
 222         int i;
 223         bus_addr_t j;
 224
 225         for (i = 0; i < nsegs; i++) {
 226                 pageround = trunc_page(segs[i].ds_addr);
 227                 roundedsize = round_page(segs[i].ds_len +
 228                     (segs[i].ds_addr & PAGE_MASK));
 229
 230                 if (papr_supports_stuff_tce) {
 231                         phyp_hcall(H_STUFF_TCE, window->map->iobn, pageround, 0,
 232                             roundedsize/PAGE_SIZE);
 233                 } else {
 234                         for (j = 0; j < roundedsize; j += PAGE_SIZE)
 235                                 phyp_hcall(H_PUT_TCE, window->map->iobn,
 236                                     pageround + j, 0);
 237                 }
 238
 239                 vmem_xfree(window->map->vmem, pageround, roundedsize);
 240         }
 241
 242         return (0);
 243 }
 244