Quelle  pci-ioda-tce.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/*
 * TCE helpers for IODA PCI/PCIe on PowerNV platforms
 *
 * Copyright 2018 IBM Corp.
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or
 * modify it under the terms of the GNU General Public License
 * as published by the Free Software Foundation; either version
 * 2 of the License, or (at your option) any later version.
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/iommu.h>

#include <asm/iommu.h>
#include <asm/tce.h>
#include "pci.h"

unsigned long pnv_ioda_parse_tce_sizes(struct pnv_phb *phb)
{
 struct pci_controller *hose = phb->hose;
 struct device_node *dn = hose->dn;
 unsigned long mask = 0;
 int i, rc, count;
 u32 val;

 count = of_property_count_u32_elems(dn, "ibm,supported-tce-sizes");
 if (count <= 0) {
  mask = SZ_4K | SZ_64K;
  /* Add 16M for POWER8 by default */
  if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
    !cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
   mask |= SZ_16M | SZ_256M;
  return mask;
 }

 for (i = 0; i < count; i++) {
  rc = of_property_read_u32_index(dn, "ibm,supported-tce-sizes",
      i, &val);
  if (rc == 0)
   mask |= 1ULL << val;
 }

 return mask;
}

void pnv_pci_setup_iommu_table(struct iommu_table *tbl,
  void *tce_mem, u64 tce_size,
  u64 dma_offset, unsigned int page_shift)
{
 tbl->it_blocksize = 16;
 tbl->it_base = (unsigned long)tce_mem;
 tbl->it_page_shift = page_shift;
 tbl->it_offset = dma_offset >> tbl->it_page_shift;
 tbl->it_index = 0;
 tbl->it_size = tce_size >> 3;
 tbl->it_busno = 0;
 tbl->it_type = TCE_PCI;
}

static __be64 *pnv_alloc_tce_level(int nid, unsigned int shift)
{
 struct page *tce_mem = NULL;
 __be64 *addr;

 tce_mem = alloc_pages_node(nid, GFP_ATOMIC | __GFP_NOWARN,
   shift - PAGE_SHIFT);
 if (!tce_mem) {
  pr_err("Failed to allocate a TCE memory, level shift=%d\n",
    shift);
  return NULL;
 }
 addr = page_address(tce_mem);
 memset(addr, 0, 1UL << shift);

 return addr;
}

static void pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(__be64 *addr,
  unsigned long size, unsigned int levels);

static __be64 *pnv_tce(struct iommu_table *tbl, bool user, long idx, bool alloc)
{
 __be64 *tmp = user ? tbl->it_userspace : (__be64 *) tbl->it_base;
 int  level = tbl->it_indirect_levels;
 const long shift = ilog2(tbl->it_level_size);
 unsigned long mask = (tbl->it_level_size - 1) << (level * shift);

 while (level) {
  int n = (idx & mask) >> (level * shift);
  unsigned long oldtce, tce = be64_to_cpu(READ_ONCE(tmp[n]));

  if (!tce) {
   __be64 *tmp2;

   if (!alloc)
    return NULL;

   tmp2 = pnv_alloc_tce_level(tbl->it_nid,
     ilog2(tbl->it_level_size) + 3);
   if (!tmp2)
    return NULL;

   tce = __pa(tmp2) | TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE;
   oldtce = be64_to_cpu(cmpxchg(&tmp[n], 0,
     cpu_to_be64(tce)));
   if (oldtce) {
    pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(tmp2,
     ilog2(tbl->it_level_size) + 3, 1);
    tce = oldtce;
   }
  }

  tmp = __va(tce & ~(TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE));
  idx &= ~mask;
  mask >>= shift;
  --level;
 }

 return tmp + idx;
}

int pnv_tce_build(struct iommu_table *tbl, long index, long npages,
  unsigned long uaddr, enum dma_data_direction direction,
  unsigned long attrs)
{
 u64 proto_tce = iommu_direction_to_tce_perm(direction);
 u64 rpn = __pa(uaddr) >> tbl->it_page_shift;
 long i;

 if (proto_tce & TCE_PCI_WRITE)
  proto_tce |= TCE_PCI_READ;

 for (i = 0; i < npages; i++) {
  unsigned long newtce = proto_tce |
   ((rpn + i) << tbl->it_page_shift);
  unsigned long idx = index - tbl->it_offset + i;

  *(pnv_tce(tbl, false, idx, true)) = cpu_to_be64(newtce);
 }

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_IOMMU_API
int pnv_tce_xchg(struct iommu_table *tbl, long index,
  unsigned long *hpa, enum dma_data_direction *direction)
{
 u64 proto_tce = iommu_direction_to_tce_perm(*direction);
 unsigned long newtce = *hpa | proto_tce, oldtce;
 unsigned long idx = index - tbl->it_offset;
 __be64 *ptce = NULL;

 BUG_ON(*hpa & ~IOMMU_PAGE_MASK(tbl));

 if (*direction == DMA_NONE) {
  ptce = pnv_tce(tbl, false, idx, false);
  if (!ptce) {
   *hpa = 0;
   return 0;
  }
 }

 if (!ptce) {
  ptce = pnv_tce(tbl, false, idx, true);
  if (!ptce)
   return -ENOMEM;
 }

 if (newtce & TCE_PCI_WRITE)
  newtce |= TCE_PCI_READ;

 oldtce = be64_to_cpu(xchg(ptce, cpu_to_be64(newtce)));
 *hpa = oldtce & ~(TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE);
 *direction = iommu_tce_direction(oldtce);

 return 0;
}

__be64 *pnv_tce_useraddrptr(struct iommu_table *tbl, long index, bool alloc)
{
 if (WARN_ON_ONCE(!tbl->it_userspace))
  return NULL;

 return pnv_tce(tbl, true, index - tbl->it_offset, alloc);
}
#endif

void pnv_tce_free(struct iommu_table *tbl, long index, long npages)
{
 long i;

 for (i = 0; i < npages; i++) {
  unsigned long idx = index - tbl->it_offset + i;
  __be64 *ptce = pnv_tce(tbl, false, idx, false);

  if (ptce)
   *ptce = cpu_to_be64(0);
  else
   /* Skip the rest of the level */
   i |= tbl->it_level_size - 1;
 }
}

unsigned long pnv_tce_get(struct iommu_table *tbl, long index)
{
 __be64 *ptce = pnv_tce(tbl, false, index - tbl->it_offset, false);

 if (!ptce)
  return 0;

 return be64_to_cpu(*ptce);
}

static void pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(__be64 *addr,
  unsigned long size, unsigned int levels)
{
 const unsigned long addr_ul = (unsigned long) addr &
   ~(TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE);

 if (levels) {
  long i;
  u64 *tmp = (u64 *) addr_ul;

  for (i = 0; i < size; ++i) {
   unsigned long hpa = be64_to_cpu(tmp[i]);

   if (!(hpa & (TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE)))
    continue;

   pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(__va(hpa), size,
     levels - 1);
  }
 }

 free_pages(addr_ul, get_order(size << 3));
}

void pnv_pci_ioda2_table_free_pages(struct iommu_table *tbl)
{
 const unsigned long size = tbl->it_indirect_levels ?
   tbl->it_level_size : tbl->it_size;

 if (!tbl->it_size)
  return;

 pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages((__be64 *)tbl->it_base, size,
   tbl->it_indirect_levels);
 if (tbl->it_userspace) {
  pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(tbl->it_userspace, size,
    tbl->it_indirect_levels);
 }
}

static __be64 *pnv_pci_ioda2_table_do_alloc_pages(int nid, unsigned int shift,
  unsigned int levels, unsigned long limit,
  unsigned long *current_offset, unsigned long *total_allocated)
{
 __be64 *addr, *tmp;
 unsigned long allocated = 1UL << shift;
 unsigned int entries = 1UL << (shift - 3);
 long i;

 addr = pnv_alloc_tce_level(nid, shift);
 *total_allocated += allocated;

 --levels;
 if (!levels) {
  *current_offset += allocated;
  return addr;
 }

 for (i = 0; i < entries; ++i) {
  tmp = pnv_pci_ioda2_table_do_alloc_pages(nid, shift,
    levels, limit, current_offset, total_allocated);
  if (!tmp)
   break;

  addr[i] = cpu_to_be64(__pa(tmp) |
    TCE_PCI_READ | TCE_PCI_WRITE);

  if (*current_offset >= limit)
   break;
 }

 return addr;
}

long pnv_pci_ioda2_table_alloc_pages(int nid, __u64 bus_offset,
  __u32 page_shift, __u64 window_size, __u32 levels,
  bool alloc_userspace_copy, struct iommu_table *tbl)
{
 void *addr, *uas = NULL;
 unsigned long offset = 0, level_shift, total_allocated = 0;
 unsigned long total_allocated_uas = 0;
 const unsigned int window_shift = ilog2(window_size);
 unsigned int entries_shift = window_shift - page_shift;
 unsigned int table_shift = max_t(unsigned int, entries_shift + 3,
   PAGE_SHIFT);
 const unsigned long tce_table_size = 1UL << table_shift;

 if (!levels || (levels > POWERNV_IOMMU_MAX_LEVELS))
  return -EINVAL;

 if (!is_power_of_2(window_size))
  return -EINVAL;

 /* Adjust direct table size from window_size and levels */
 entries_shift = (entries_shift + levels - 1) / levels;
 level_shift = entries_shift + 3;
 level_shift = max_t(unsigned int, level_shift, PAGE_SHIFT);

 if ((level_shift - 3) * levels + page_shift >= 55)
  return -EINVAL;

 /* Allocate TCE table */
 addr = pnv_pci_ioda2_table_do_alloc_pages(nid, level_shift,
   1, tce_table_size, &offset, &total_allocated);

 /* addr==NULL means that the first level allocation failed */
 if (!addr)
  return -ENOMEM;

 /*
 * First level was allocated but some lower level failed as
 * we did not allocate as much as we wanted,
 * release partially allocated table.
 */
 if (levels == 1 && offset < tce_table_size)
  goto free_tces_exit;

 /* Allocate userspace view of the TCE table */
 if (alloc_userspace_copy) {
  offset = 0;
  uas = pnv_pci_ioda2_table_do_alloc_pages(nid, level_shift,
    1, tce_table_size, &offset,
    &total_allocated_uas);
  if (!uas)
   goto free_tces_exit;
  if (levels == 1 && (offset < tce_table_size ||
    total_allocated_uas != total_allocated))
   goto free_uas_exit;
 }

 /* Setup linux iommu table */
 pnv_pci_setup_iommu_table(tbl, addr, tce_table_size, bus_offset,
   page_shift);
 tbl->it_level_size = 1ULL << (level_shift - 3);
 tbl->it_indirect_levels = levels - 1;
 tbl->it_userspace = uas;
 tbl->it_nid = nid;

 pr_debug("Created TCE table: ws=%08llx ts=%lx @%08llx base=%lx uas=%p levels=%d/%d\n",
   window_size, tce_table_size, bus_offset, tbl->it_base,
   tbl->it_userspace, 1, levels);

 return 0;

free_uas_exit:
 pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(uas,
   1ULL << (level_shift - 3), levels - 1);
free_tces_exit:
 pnv_pci_ioda2_table_do_free_pages(addr,
   1ULL << (level_shift - 3), levels - 1);

 return -ENOMEM;
}

void pnv_pci_unlink_table_and_group(struct iommu_table *tbl,
  struct iommu_table_group *table_group)
{
 long i;
 bool found;
 struct iommu_table_group_link *tgl;

 if (!tbl || !table_group)
  return;

 /* Remove link to a group from table's list of attached groups */
 found = false;

 rcu_read_lock();
 list_for_each_entry_rcu(tgl, &tbl->it_group_list, next) {
  if (tgl->table_group == table_group) {
   list_del_rcu(&tgl->next);
   kfree_rcu(tgl, rcu);
   found = true;
   break;
  }
 }
 rcu_read_unlock();

 if (WARN_ON(!found))
  return;

 /* Clean a pointer to iommu_table in iommu_table_group::tables[] */
 found = false;
 for (i = 0; i < IOMMU_TABLE_GROUP_MAX_TABLES; ++i) {
  if (table_group->tables[i] == tbl) {
   iommu_tce_table_put(tbl);
   table_group->tables[i] = NULL;
   found = true;
   break;
  }
 }
 WARN_ON(!found);
}

long pnv_pci_link_table_and_group(int node, int num,
  struct iommu_table *tbl,
  struct iommu_table_group *table_group)
{
 struct iommu_table_group_link *tgl = NULL;

 if (WARN_ON(!tbl || !table_group))
  return -EINVAL;

 tgl = kzalloc_node(sizeof(struct iommu_table_group_link), GFP_KERNEL,
   node);
 if (!tgl)
  return -ENOMEM;

 tgl->table_group = table_group;
 list_add_rcu(&tgl->next, &tbl->it_group_list);

 table_group->tables[num] = iommu_tce_table_get(tbl);

 return 0;
}