arch/arm/mach-mvebu/coherency.c

   1 /*
   2  * Coherency fabric (Aurora) support for Armada 370, 375, 38x and XP
   3  * platforms.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2012 Marvell
   6  *
   7  * Yehuda Yitschak <yehuday@marvell.com>
   8  * Gregory Clement <gregory.clement@free-electrons.com>
   9  * Thomas Petazzoni <thomas.petazzoni@free-electrons.com>
  10  *
  11  * This file is licensed under the terms of the GNU General Public
  12  * License version 2.  This program is licensed "as is" without any
  13  * warranty of any kind, whether express or implied.
  14  *
  15  * The Armada 370, 375, 38x and XP SOCs have a coherency fabric which is
  16  * responsible for ensuring hardware coherency between all CPUs and between
  17  * CPUs and I/O masters. This file initializes the coherency fabric and
  18  * supplies basic routines for configuring and controlling hardware coherency
  19  */
  20
  21 #define pr_fmt(fmt) "mvebu-coherency: " fmt
  22
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/of_address.h>
  26 #include <linux/io.h>
  27 #include <linux/smp.h>
  28 #include <linux/dma-mapping.h>
  29 #include <linux/platform_device.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/mbus.h>
  32 #include <linux/pci.h>
  33 #include <asm/smp_plat.h>
  34 #include <asm/cacheflush.h>
  35 #include <asm/mach/map.h>
  36 #include "armada-370-xp.h"
  37 #include "coherency.h"
  38 #include "mvebu-soc-id.h"
  39
  40 unsigned long coherency_phys_base;
  41 void __iomem *coherency_base;
  42 static void __iomem *coherency_cpu_base;
  43
  44 /* Coherency fabric registers */
  45 #define IO_SYNC_BARRIER_CTL_OFFSET                 0x0
  46
  47 enum {
  48         COHERENCY_FABRIC_TYPE_NONE,
  49         COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_370_XP,
  50         COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_375,
  51         COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_380,
  52 };
  53
  54 static struct of_device_id of_coherency_table[] = {
  55         {.compatible = "marvell,coherency-fabric",
  56          .data = (void *) COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_370_XP },
  57         {.compatible = "marvell,armada-375-coherency-fabric",
  58          .data = (void *) COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_375 },
  59         {.compatible = "marvell,armada-380-coherency-fabric",
  60          .data = (void *) COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_380 },
  61         { /* end of list */ },
  62 };
  63
  64 /* Functions defined in coherency_ll.S */
  65 int ll_enable_coherency(void);
  66 void ll_add_cpu_to_smp_group(void);
  67
  68 int set_cpu_coherent(void)
  69 {
  70         if (!coherency_base) {
  71                 pr_warn("Can't make current CPU cache coherent.\n");
  72                 pr_warn("Coherency fabric is not initialized\n");
  73                 return 1;
  74         }
  75
  76         ll_add_cpu_to_smp_group();
  77         return ll_enable_coherency();
  78 }
  79
  80 static inline void mvebu_hwcc_sync_io_barrier(void)
  81 {
  82         writel(0x1, coherency_cpu_base + IO_SYNC_BARRIER_CTL_OFFSET);
  83         while (readl(coherency_cpu_base + IO_SYNC_BARRIER_CTL_OFFSET) & 0x1);
  84 }
  85
  86 static dma_addr_t mvebu_hwcc_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  87                                   unsigned long offset, size_t size,
  88                                   enum dma_data_direction dir,
  89                                   struct dma_attrs *attrs)
  90 {
  91         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
  92                 mvebu_hwcc_sync_io_barrier();
  93         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  94 }
  95
  96
  97 static void mvebu_hwcc_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  98                               size_t size, enum dma_data_direction dir,
  99                               struct dma_attrs *attrs)
 100 {
 101         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
 102                 mvebu_hwcc_sync_io_barrier();
 103 }
 104
 105 static void mvebu_hwcc_dma_sync(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
 106                         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 107 {
 108         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
 109                 mvebu_hwcc_sync_io_barrier();
 110 }
 111
 112 static struct dma_map_ops mvebu_hwcc_dma_ops = {
 113         .alloc                  = arm_dma_alloc,
 114         .free                   = arm_dma_free,
 115         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 116         .map_page               = mvebu_hwcc_dma_map_page,
 117         .unmap_page             = mvebu_hwcc_dma_unmap_page,
 118         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 119         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 120         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
 121         .sync_single_for_cpu    = mvebu_hwcc_dma_sync,
 122         .sync_single_for_device = mvebu_hwcc_dma_sync,
 123         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
 124         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
 125         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 126 };
 127
 128 static int mvebu_hwcc_notifier(struct notifier_block *nb,
 129                                unsigned long event, void *__dev)
 130 {
 131         struct device *dev = __dev;
 132
 133         if (event != BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE)
 134                 return NOTIFY_DONE;
 135         set_dma_ops(dev, &mvebu_hwcc_dma_ops);
 136
 137         return NOTIFY_OK;
 138 }
 139
 140 static struct notifier_block mvebu_hwcc_nb = {
 141         .notifier_call = mvebu_hwcc_notifier,
 142 };
 143
 144 static struct notifier_block mvebu_hwcc_pci_nb = {
 145         .notifier_call = mvebu_hwcc_notifier,
 146 };
 147
 148 static void __init armada_370_coherency_init(struct device_node *np)
 149 {
 150         struct resource res;
 151
 152         of_address_to_resource(np, 0, &res);
 153         coherency_phys_base = res.start;
 154         /*
 155          * Ensure secondary CPUs will see the updated value,
 156          * which they read before they join the coherency
 157          * fabric, and therefore before they are coherent with
 158          * the boot CPU cache.
 159          */
 160         sync_cache_w(&coherency_phys_base);
 161         coherency_base = of_iomap(np, 0);
 162         coherency_cpu_base = of_iomap(np, 1);
 163         set_cpu_coherent();
 164 }
 165
 166 /*
 167  * This ioremap hook is used on Armada 375/38x to ensure that PCIe
 168  * memory areas are mapped as MT_UNCACHED instead of MT_DEVICE. This
 169  * is needed as a workaround for a deadlock issue between the PCIe
 170  * interface and the cache controller.
 171  */
 172 static void __iomem *
 173 armada_pcie_wa_ioremap_caller(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
 174                               unsigned int mtype, void *caller)
 175 {
 176         struct resource pcie_mem;
 177
 178         mvebu_mbus_get_pcie_mem_aperture(&pcie_mem);
 179
 180         if (pcie_mem.start <= phys_addr && (phys_addr + size) <= pcie_mem.end)
 181                 mtype = MT_UNCACHED;
 182
 183         return __arm_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype, caller);
 184 }
 185
 186 static void __init armada_375_380_coherency_init(struct device_node *np)
 187 {
 188         struct device_node *cache_dn;
 189
 190         coherency_cpu_base = of_iomap(np, 0);
 191         arch_ioremap_caller = armada_pcie_wa_ioremap_caller;
 192
 193         /*
 194          * Add the PL310 property "arm,io-coherent". This makes sure the
 195          * outer sync operation is not used, which allows to
 196          * workaround the system erratum that causes deadlocks when
 197          * doing PCIe in an SMP situation on Armada 375 and Armada
 198          * 38x.
 199          */
 200         for_each_compatible_node(cache_dn, NULL, "arm,pl310-cache") {
 201                 struct property *p;
 202
 203                 p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
 204                 p->name = kstrdup("arm,io-coherent", GFP_KERNEL);
 205                 of_add_property(cache_dn, p);
 206         }
 207 }
 208
 209 static int coherency_type(void)
 210 {
 211         struct device_node *np;
 212         const struct of_device_id *match;
 213         int type;
 214
 215         /*
 216          * The coherency fabric is needed:
 217          * - For coherency between processors on Armada XP, so only
 218          *   when SMP is enabled.
 219          * - For coherency between the processor and I/O devices, but
 220          *   this coherency requires many pre-requisites (write
 221          *   allocate cache policy, shareable pages, SMP bit set) that
 222          *   are only meant in SMP situations.
 223          *
 224          * Note that this means that on Armada 370, there is currently
 225          * no way to use hardware I/O coherency, because even when
 226          * CONFIG_SMP is enabled, is_smp() returns false due to the
 227          * Armada 370 being a single-core processor. To lift this
 228          * limitation, we would have to find a way to make the cache
 229          * policy set to write-allocate (on all Armada SoCs), and to
 230          * set the shareable attribute in page tables (on all Armada
 231          * SoCs except the Armada 370). Unfortunately, such decisions
 232          * are taken very early in the kernel boot process, at a point
 233          * where we don't know yet on which SoC we are running.
 234
 235          */
 236         if (!is_smp())
 237                 return COHERENCY_FABRIC_TYPE_NONE;
 238
 239         np = of_find_matching_node_and_match(NULL, of_coherency_table, &match);
 240         if (!np)
 241                 return COHERENCY_FABRIC_TYPE_NONE;
 242
 243         type = (int) match->data;
 244
 245         of_node_put(np);
 246
 247         return type;
 248 }
 249
 250 int coherency_available(void)
 251 {
 252         return coherency_type() != COHERENCY_FABRIC_TYPE_NONE;
 253 }
 254
 255 int __init coherency_init(void)
 256 {
 257         int type = coherency_type();
 258         struct device_node *np;
 259
 260         np = of_find_matching_node(NULL, of_coherency_table);
 261
 262         if (type == COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_370_XP)
 263                 armada_370_coherency_init(np);
 264         else if (type == COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_375 ||
 265                  type == COHERENCY_FABRIC_TYPE_ARMADA_380)
 266                 armada_375_380_coherency_init(np);
 267
 268         of_node_put(np);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 static int __init coherency_late_init(void)
 274 {
 275         if (coherency_available())
 276                 bus_register_notifier(&platform_bus_type,
 277                                       &mvebu_hwcc_nb);
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 postcore_initcall(coherency_late_init);
 282
 283 #if IS_ENABLED(CONFIG_PCI)
 284 static int __init coherency_pci_init(void)
 285 {
 286         if (coherency_available())
 287                 bus_register_notifier(&pci_bus_type,
 288                                        &mvebu_hwcc_pci_nb);
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 arch_initcall(coherency_pci_init);
 293 #endif