Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc
[linux-2.6] / arch / powerpc / platforms / pseries / lpar.c
1 /*
2  * pSeries_lpar.c
3  * Copyright (C) 2001 Todd Inglett, IBM Corporation
4  *
5  * pSeries LPAR support.
6  * 
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  * 
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  * 
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
20  */
21
22 #undef DEBUG_LOW
23
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/dma-mapping.h>
26 #include <linux/console.h>
27 #include <asm/processor.h>
28 #include <asm/mmu.h>
29 #include <asm/page.h>
30 #include <asm/pgtable.h>
31 #include <asm/machdep.h>
32 #include <asm/abs_addr.h>
33 #include <asm/mmu_context.h>
34 #include <asm/iommu.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36 #include <asm/tlb.h>
37 #include <asm/prom.h>
38 #include <asm/cputable.h>
39 #include <asm/udbg.h>
40 #include <asm/smp.h>
41
42 #include "plpar_wrappers.h"
43 #include "pseries.h"
44
45 #ifdef DEBUG_LOW
46 #define DBG_LOW(fmt...) do { udbg_printf(fmt); } while(0)
47 #else
48 #define DBG_LOW(fmt...) do { } while(0)
49 #endif
50
51 /* in hvCall.S */
52 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall);
53 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall9);
54 EXPORT_SYMBOL(plpar_hcall_norets);
55
56 extern void pSeries_find_serial_port(void);
57
58
59 int vtermno;    /* virtual terminal# for udbg  */
60
61 #define __ALIGNED__ __attribute__((__aligned__(sizeof(long))))
62 static void udbg_hvsi_putc(char c)
63 {
64         /* packet's seqno isn't used anyways */
65         uint8_t packet[] __ALIGNED__ = { 0xff, 5, 0, 0, c };
66         int rc;
67
68         if (c == '\n')
69                 udbg_hvsi_putc('\r');
70
71         do {
72                 rc = plpar_put_term_char(vtermno, sizeof(packet), packet);
73         } while (rc == H_BUSY);
74 }
75
76 static long hvsi_udbg_buf_len;
77 static uint8_t hvsi_udbg_buf[256];
78
79 static int udbg_hvsi_getc_poll(void)
80 {
81         unsigned char ch;
82         int rc, i;
83
84         if (hvsi_udbg_buf_len == 0) {
85                 rc = plpar_get_term_char(vtermno, &hvsi_udbg_buf_len, hvsi_udbg_buf);
86                 if (rc != H_SUCCESS || hvsi_udbg_buf[0] != 0xff) {
87                         /* bad read or non-data packet */
88                         hvsi_udbg_buf_len = 0;
89                 } else {
90                         /* remove the packet header */
91                         for (i = 4; i < hvsi_udbg_buf_len; i++)
92                                 hvsi_udbg_buf[i-4] = hvsi_udbg_buf[i];
93                         hvsi_udbg_buf_len -= 4;
94                 }
95         }
96
97         if (hvsi_udbg_buf_len <= 0 || hvsi_udbg_buf_len > 256) {
98                 /* no data ready */
99                 hvsi_udbg_buf_len = 0;
100                 return -1;
101         }
102
103         ch = hvsi_udbg_buf[0];
104         /* shift remaining data down */
105         for (i = 1; i < hvsi_udbg_buf_len; i++) {
106                 hvsi_udbg_buf[i-1] = hvsi_udbg_buf[i];
107         }
108         hvsi_udbg_buf_len--;
109
110         return ch;
111 }
112
113 static int udbg_hvsi_getc(void)
114 {
115         int ch;
116         for (;;) {
117                 ch = udbg_hvsi_getc_poll();
118                 if (ch == -1) {
119                         /* This shouldn't be needed...but... */
120                         volatile unsigned long delay;
121                         for (delay=0; delay < 2000000; delay++)
122                                 ;
123                 } else {
124                         return ch;
125                 }
126         }
127 }
128
129 static void udbg_putcLP(char c)
130 {
131         char buf[16];
132         unsigned long rc;
133
134         if (c == '\n')
135                 udbg_putcLP('\r');
136
137         buf[0] = c;
138         do {
139                 rc = plpar_put_term_char(vtermno, 1, buf);
140         } while(rc == H_BUSY);
141 }
142
143 /* Buffered chars getc */
144 static long inbuflen;
145 static long inbuf[2];   /* must be 2 longs */
146
147 static int udbg_getc_pollLP(void)
148 {
149         /* The interface is tricky because it may return up to 16 chars.
150          * We save them statically for future calls to udbg_getc().
151          */
152         char ch, *buf = (char *)inbuf;
153         int i;
154         long rc;
155         if (inbuflen == 0) {
156                 /* get some more chars. */
157                 inbuflen = 0;
158                 rc = plpar_get_term_char(vtermno, &inbuflen, buf);
159                 if (rc != H_SUCCESS)
160                         inbuflen = 0;   /* otherwise inbuflen is garbage */
161         }
162         if (inbuflen <= 0 || inbuflen > 16) {
163                 /* Catch error case as well as other oddities (corruption) */
164                 inbuflen = 0;
165                 return -1;
166         }
167         ch = buf[0];
168         for (i = 1; i < inbuflen; i++)  /* shuffle them down. */
169                 buf[i-1] = buf[i];
170         inbuflen--;
171         return ch;
172 }
173
174 static int udbg_getcLP(void)
175 {
176         int ch;
177         for (;;) {
178                 ch = udbg_getc_pollLP();
179                 if (ch == -1) {
180                         /* This shouldn't be needed...but... */
181                         volatile unsigned long delay;
182                         for (delay=0; delay < 2000000; delay++)
183                                 ;
184                 } else {
185                         return ch;
186                 }
187         }
188 }
189
190 /* call this from early_init() for a working debug console on
191  * vterm capable LPAR machines
192  */
193 void __init udbg_init_debug_lpar(void)
194 {
195         vtermno = 0;
196         udbg_putc = udbg_putcLP;
197         udbg_getc = udbg_getcLP;
198         udbg_getc_poll = udbg_getc_pollLP;
199 }
200
201 /* returns 0 if couldn't find or use /chosen/stdout as console */
202 void __init find_udbg_vterm(void)
203 {
204         struct device_node *stdout_node;
205         const u32 *termno;
206         const char *name;
207
208         /* find the boot console from /chosen/stdout */
209         if (!of_chosen)
210                 return;
211         name = of_get_property(of_chosen, "linux,stdout-path", NULL);
212         if (name == NULL)
213                 return;
214         stdout_node = of_find_node_by_path(name);
215         if (!stdout_node)
216                 return;
217         name = of_get_property(stdout_node, "name", NULL);
218         if (!name) {
219                 printk(KERN_WARNING "stdout node missing 'name' property!\n");
220                 goto out;
221         }
222
223         /* Check if it's a virtual terminal */
224         if (strncmp(name, "vty", 3) != 0)
225                 goto out;
226         termno = of_get_property(stdout_node, "reg", NULL);
227         if (termno == NULL)
228                 goto out;
229         vtermno = termno[0];
230
231         if (of_device_is_compatible(stdout_node, "hvterm1")) {
232                 udbg_putc = udbg_putcLP;
233                 udbg_getc = udbg_getcLP;
234                 udbg_getc_poll = udbg_getc_pollLP;
235                 add_preferred_console("hvc", termno[0] & 0xff, NULL);
236         } else if (of_device_is_compatible(stdout_node, "hvterm-protocol")) {
237                 vtermno = termno[0];
238                 udbg_putc = udbg_hvsi_putc;
239                 udbg_getc = udbg_hvsi_getc;
240                 udbg_getc_poll = udbg_hvsi_getc_poll;
241                 add_preferred_console("hvsi", termno[0] & 0xff, NULL);
242         }
243 out:
244         of_node_put(stdout_node);
245 }
246
247 void vpa_init(int cpu)
248 {
249         int hwcpu = get_hard_smp_processor_id(cpu);
250         unsigned long addr;
251         long ret;
252
253         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ALTIVEC))
254                 lppaca[cpu].vmxregs_in_use = 1;
255
256         addr = __pa(&lppaca[cpu]);
257         ret = register_vpa(hwcpu, addr);
258
259         if (ret) {
260                 printk(KERN_ERR "WARNING: vpa_init: VPA registration for "
261                                 "cpu %d (hw %d) of area %lx returns %ld\n",
262                                 cpu, hwcpu, addr, ret);
263                 return;
264         }
265         /*
266          * PAPR says this feature is SLB-Buffer but firmware never
267          * reports that.  All SPLPAR support SLB shadow buffer.
268          */
269         addr = __pa(&slb_shadow[cpu]);
270         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
271                 ret = register_slb_shadow(hwcpu, addr);
272                 if (ret)
273                         printk(KERN_ERR
274                                "WARNING: vpa_init: SLB shadow buffer "
275                                "registration for cpu %d (hw %d) of area %lx "
276                                "returns %ld\n", cpu, hwcpu, addr, ret);
277         }
278 }
279
280 static long pSeries_lpar_hpte_insert(unsigned long hpte_group,
281                               unsigned long va, unsigned long pa,
282                               unsigned long rflags, unsigned long vflags,
283                               int psize, int ssize)
284 {
285         unsigned long lpar_rc;
286         unsigned long flags;
287         unsigned long slot;
288         unsigned long hpte_v, hpte_r;
289
290         if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED))
291                 DBG_LOW("hpte_insert(group=%lx, va=%016lx, pa=%016lx, "
292                         "rflags=%lx, vflags=%lx, psize=%d)\n",
293                 hpte_group, va, pa, rflags, vflags, psize);
294
295         hpte_v = hpte_encode_v(va, psize, ssize) | vflags | HPTE_V_VALID;
296         hpte_r = hpte_encode_r(pa, psize) | rflags;
297
298         if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED))
299                 DBG_LOW(" hpte_v=%016lx, hpte_r=%016lx\n", hpte_v, hpte_r);
300
301         /* Now fill in the actual HPTE */
302         /* Set CEC cookie to 0         */
303         /* Zero page = 0               */
304         /* I-cache Invalidate = 0      */
305         /* I-cache synchronize = 0     */
306         /* Exact = 0                   */
307         flags = 0;
308
309         /* Make pHyp happy */
310         if (rflags & (_PAGE_GUARDED|_PAGE_NO_CACHE))
311                 hpte_r &= ~_PAGE_COHERENT;
312
313         lpar_rc = plpar_pte_enter(flags, hpte_group, hpte_v, hpte_r, &slot);
314         if (unlikely(lpar_rc == H_PTEG_FULL)) {
315                 if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED))
316                         DBG_LOW(" full\n");
317                 return -1;
318         }
319
320         /*
321          * Since we try and ioremap PHBs we don't own, the pte insert
322          * will fail. However we must catch the failure in hash_page
323          * or we will loop forever, so return -2 in this case.
324          */
325         if (unlikely(lpar_rc != H_SUCCESS)) {
326                 if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED))
327                         DBG_LOW(" lpar err %d\n", lpar_rc);
328                 return -2;
329         }
330         if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED))
331                 DBG_LOW(" -> slot: %d\n", slot & 7);
332
333         /* Because of iSeries, we have to pass down the secondary
334          * bucket bit here as well
335          */
336         return (slot & 7) | (!!(vflags & HPTE_V_SECONDARY) << 3);
337 }
338
339 static DEFINE_SPINLOCK(pSeries_lpar_tlbie_lock);
340
341 static long pSeries_lpar_hpte_remove(unsigned long hpte_group)
342 {
343         unsigned long slot_offset;
344         unsigned long lpar_rc;
345         int i;
346         unsigned long dummy1, dummy2;
347
348         /* pick a random slot to start at */
349         slot_offset = mftb() & 0x7;
350
351         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
352
353                 /* don't remove a bolted entry */
354                 lpar_rc = plpar_pte_remove(H_ANDCOND, hpte_group + slot_offset,
355                                            (0x1UL << 4), &dummy1, &dummy2);
356                 if (lpar_rc == H_SUCCESS)
357                         return i;
358                 BUG_ON(lpar_rc != H_NOT_FOUND);
359
360                 slot_offset++;
361                 slot_offset &= 0x7;
362         }
363
364         return -1;
365 }
366
367 static void pSeries_lpar_hptab_clear(void)
368 {
369         unsigned long size_bytes = 1UL << ppc64_pft_size;
370         unsigned long hpte_count = size_bytes >> 4;
371         unsigned long dummy1, dummy2, dword0;
372         long lpar_rc;
373         int i;
374
375         /* TODO: Use bulk call */
376         for (i = 0; i < hpte_count; i++) {
377                 /* dont remove HPTEs with VRMA mappings */
378                 lpar_rc = plpar_pte_remove_raw(H_ANDCOND, i, HPTE_V_1TB_SEG,
379                                                 &dummy1, &dummy2);
380                 if (lpar_rc == H_NOT_FOUND) {
381                         lpar_rc = plpar_pte_read_raw(0, i, &dword0, &dummy1);
382                         if (!lpar_rc && ((dword0 & HPTE_V_VRMA_MASK)
383                                 != HPTE_V_VRMA_MASK))
384                                 /* Can be hpte for 1TB Seg. So remove it */
385                                 plpar_pte_remove_raw(0, i, 0, &dummy1, &dummy2);
386                 }
387         }
388 }
389
390 /*
391  * This computes the AVPN and B fields of the first dword of a HPTE,
392  * for use when we want to match an existing PTE.  The bottom 7 bits
393  * of the returned value are zero.
394  */
395 static inline unsigned long hpte_encode_avpn(unsigned long va, int psize,
396                                              int ssize)
397 {
398         unsigned long v;
399
400         v = (va >> 23) & ~(mmu_psize_defs[psize].avpnm);
401         v <<= HPTE_V_AVPN_SHIFT;
402         v |= ((unsigned long) ssize) << HPTE_V_SSIZE_SHIFT;
403         return v;
404 }
405
406 /*
407  * NOTE: for updatepp ops we are fortunate that the linux "newpp" bits and
408  * the low 3 bits of flags happen to line up.  So no transform is needed.
409  * We can probably optimize here and assume the high bits of newpp are
410  * already zero.  For now I am paranoid.
411  */
412 static long pSeries_lpar_hpte_updatepp(unsigned long slot,
413                                        unsigned long newpp,
414                                        unsigned long va,
415                                        int psize, int ssize, int local)
416 {
417         unsigned long lpar_rc;
418         unsigned long flags = (newpp & 7) | H_AVPN;
419         unsigned long want_v;
420
421         want_v = hpte_encode_avpn(va, psize, ssize);
422
423         DBG_LOW("    update: avpnv=%016lx, hash=%016lx, f=%x, psize: %d ... ",
424                 want_v, slot, flags, psize);
425
426         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, want_v);
427
428         if (lpar_rc == H_NOT_FOUND) {
429                 DBG_LOW("not found !\n");
430                 return -1;
431         }
432
433         DBG_LOW("ok\n");
434
435         BUG_ON(lpar_rc != H_SUCCESS);
436
437         return 0;
438 }
439
440 static unsigned long pSeries_lpar_hpte_getword0(unsigned long slot)
441 {
442         unsigned long dword0;
443         unsigned long lpar_rc;
444         unsigned long dummy_word1;
445         unsigned long flags;
446
447         /* Read 1 pte at a time                        */
448         /* Do not need RPN to logical page translation */
449         /* No cross CEC PFT access                     */
450         flags = 0;
451
452         lpar_rc = plpar_pte_read(flags, slot, &dword0, &dummy_word1);
453
454         BUG_ON(lpar_rc != H_SUCCESS);
455
456         return dword0;
457 }
458
459 static long pSeries_lpar_hpte_find(unsigned long va, int psize, int ssize)
460 {
461         unsigned long hash;
462         unsigned long i;
463         long slot;
464         unsigned long want_v, hpte_v;
465
466         hash = hpt_hash(va, mmu_psize_defs[psize].shift, ssize);
467         want_v = hpte_encode_avpn(va, psize, ssize);
468
469         /* Bolted entries are always in the primary group */
470         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
471         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
472                 hpte_v = pSeries_lpar_hpte_getword0(slot);
473
474                 if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID))
475                         /* HPTE matches */
476                         return slot;
477                 ++slot;
478         }
479
480         return -1;
481
482
483 static void pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp(unsigned long newpp,
484                                              unsigned long ea,
485                                              int psize, int ssize)
486 {
487         unsigned long lpar_rc, slot, vsid, va, flags;
488
489         vsid = get_kernel_vsid(ea, ssize);
490         va = hpt_va(ea, vsid, ssize);
491
492         slot = pSeries_lpar_hpte_find(va, psize, ssize);
493         BUG_ON(slot == -1);
494
495         flags = newpp & 7;
496         lpar_rc = plpar_pte_protect(flags, slot, 0);
497
498         BUG_ON(lpar_rc != H_SUCCESS);
499 }
500
501 static void pSeries_lpar_hpte_invalidate(unsigned long slot, unsigned long va,
502                                          int psize, int ssize, int local)
503 {
504         unsigned long want_v;
505         unsigned long lpar_rc;
506         unsigned long dummy1, dummy2;
507
508         DBG_LOW("    inval : slot=%lx, va=%016lx, psize: %d, local: %d",
509                 slot, va, psize, local);
510
511         want_v = hpte_encode_avpn(va, psize, ssize);
512         lpar_rc = plpar_pte_remove(H_AVPN, slot, want_v, &dummy1, &dummy2);
513         if (lpar_rc == H_NOT_FOUND)
514                 return;
515
516         BUG_ON(lpar_rc != H_SUCCESS);
517 }
518
519 static void pSeries_lpar_hpte_removebolted(unsigned long ea,
520                                            int psize, int ssize)
521 {
522         unsigned long slot, vsid, va;
523
524         vsid = get_kernel_vsid(ea, ssize);
525         va = hpt_va(ea, vsid, ssize);
526
527         slot = pSeries_lpar_hpte_find(va, psize, ssize);
528         BUG_ON(slot == -1);
529
530         pSeries_lpar_hpte_invalidate(slot, va, psize, ssize, 0);
531 }
532
533 /* Flag bits for H_BULK_REMOVE */
534 #define HBR_REQUEST     0x4000000000000000UL
535 #define HBR_RESPONSE    0x8000000000000000UL
536 #define HBR_END         0xc000000000000000UL
537 #define HBR_AVPN        0x0200000000000000UL
538 #define HBR_ANDCOND     0x0100000000000000UL
539
540 /*
541  * Take a spinlock around flushes to avoid bouncing the hypervisor tlbie
542  * lock.
543  */
544 static void pSeries_lpar_flush_hash_range(unsigned long number, int local)
545 {
546         unsigned long i, pix, rc;
547         unsigned long flags = 0;
548         struct ppc64_tlb_batch *batch = &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
549         int lock_tlbie = !cpu_has_feature(CPU_FTR_LOCKLESS_TLBIE);
550         unsigned long param[9];
551         unsigned long va;
552         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
553         real_pte_t pte;
554         int psize, ssize;
555
556         if (lock_tlbie)
557                 spin_lock_irqsave(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
558
559         psize = batch->psize;
560         ssize = batch->ssize;
561         pix = 0;
562         for (i = 0; i < number; i++) {
563                 va = batch->vaddr[i];
564                 pte = batch->pte[i];
565                 pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, va, index, shift) {
566                         hash = hpt_hash(va, shift, ssize);
567                         hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
568                         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
569                                 hash = ~hash;
570                         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
571                         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
572                         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_BULK_REMOVE)) {
573                                 pSeries_lpar_hpte_invalidate(slot, va, psize,
574                                                              ssize, local);
575                         } else {
576                                 param[pix] = HBR_REQUEST | HBR_AVPN | slot;
577                                 param[pix+1] = hpte_encode_avpn(va, psize,
578                                                                 ssize);
579                                 pix += 2;
580                                 if (pix == 8) {
581                                         rc = plpar_hcall9(H_BULK_REMOVE, param,
582                                                 param[0], param[1], param[2],
583                                                 param[3], param[4], param[5],
584                                                 param[6], param[7]);
585                                         BUG_ON(rc != H_SUCCESS);
586                                         pix = 0;
587                                 }
588                         }
589                 } pte_iterate_hashed_end();
590         }
591         if (pix) {
592                 param[pix] = HBR_END;
593                 rc = plpar_hcall9(H_BULK_REMOVE, param, param[0], param[1],
594                                   param[2], param[3], param[4], param[5],
595                                   param[6], param[7]);
596                 BUG_ON(rc != H_SUCCESS);
597         }
598
599         if (lock_tlbie)
600                 spin_unlock_irqrestore(&pSeries_lpar_tlbie_lock, flags);
601 }
602
603 void __init hpte_init_lpar(void)
604 {
605         ppc_md.hpte_invalidate  = pSeries_lpar_hpte_invalidate;
606         ppc_md.hpte_updatepp    = pSeries_lpar_hpte_updatepp;
607         ppc_md.hpte_updateboltedpp = pSeries_lpar_hpte_updateboltedpp;
608         ppc_md.hpte_insert      = pSeries_lpar_hpte_insert;
609         ppc_md.hpte_remove      = pSeries_lpar_hpte_remove;
610         ppc_md.hpte_removebolted = pSeries_lpar_hpte_removebolted;
611         ppc_md.flush_hash_range = pSeries_lpar_flush_hash_range;
612         ppc_md.hpte_clear_all   = pSeries_lpar_hptab_clear;
613 }