iommu/exynos: Add support for v5 SYSMMU
authorMarek Szyprowski <m.szyprowski@samsung.com>
Thu, 18 Feb 2016 14:12:58 +0000 (15:12 +0100)
committerJoerg Roedel <jroedel@suse.de>
Thu, 25 Feb 2016 14:32:10 +0000 (15:32 +0100)
This patch adds support for v5 of SYSMMU controller, found in Samsung
Exynos 5433 SoCs. The main difference of v5 is support for 36-bit physical
address space and some changes in register layout and core clocks hanging.
This patch also adds support for ARM64 architecture, which is used by
Exynos 5433 SoCs.

Signed-off-by: Marek Szyprowski <m.szyprowski@samsung.com>
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
Documentation/devicetree/bindings/iommu/samsung,sysmmu.txt
drivers/iommu/Kconfig
drivers/iommu/exynos-iommu.c

index f61ca25ca1365ef2ced1d77b084124fa80762d68..85f068805dd8a58648ec790dc3fae21ed9ce4796 100644 (file)
@@ -35,9 +35,10 @@ Required properties:
 - interrupts: An interrupt specifier for interrupt signal of System MMU,
              according to the format defined by a particular interrupt
              controller.
-- clock-names: Should be "sysmmu" if the System MMU is needed to gate its clock.
+- clock-names: Should be "sysmmu" or a pair of "aclk" and "pclk" to gate
+              SYSMMU core clocks.
               Optional "master" if the clock to the System MMU is gated by
-              another gate clock other than "sysmmu" (usually main gate clock
+              another gate clock other core  (usually main gate clock
               of peripheral device this SYSMMU belongs to).
 - clocks: Phandles for respective clocks described by clock-names.
 - power-domains: Required if the System MMU is needed to gate its power.
index a1e75cba18e03f8fbbd63338b7678e8105303e36..1674de1cfed09583947c04ebc29a7ee56f7bc63c 100644 (file)
@@ -243,7 +243,7 @@ config TEGRA_IOMMU_SMMU
 
 config EXYNOS_IOMMU
        bool "Exynos IOMMU Support"
-       depends on ARCH_EXYNOS && ARM && MMU
+       depends on ARCH_EXYNOS && MMU
        select IOMMU_API
        select ARM_DMA_USE_IOMMU
        help
index 8e289e2a05fb2aba31af2f8c46d6dbab89714c03..9c8ce951158de92ace43d6c359607d72c4c7d151 100644 (file)
@@ -1,6 +1,5 @@
-/* linux/drivers/iommu/exynos_iommu.c
- *
- * Copyright (c) 2011 Samsung Electronics Co., Ltd.
+/*
+ * Copyright (c) 2011,2016 Samsung Electronics Co., Ltd.
  *             http://www.samsung.com
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
@@ -55,17 +54,25 @@ typedef u32 sysmmu_pte_t;
 #define lv2ent_small(pent) ((*(pent) & 2) == 2)
 #define lv2ent_large(pent) ((*(pent) & 3) == 1)
 
-static u32 sysmmu_page_offset(sysmmu_iova_t iova, u32 size)
-{
-       return iova & (size - 1);
-}
-
-#define section_phys(sent) (*(sent) & SECT_MASK)
-#define section_offs(iova) sysmmu_page_offset((iova), SECT_SIZE)
-#define lpage_phys(pent) (*(pent) & LPAGE_MASK)
-#define lpage_offs(iova) sysmmu_page_offset((iova), LPAGE_SIZE)
-#define spage_phys(pent) (*(pent) & SPAGE_MASK)
-#define spage_offs(iova) sysmmu_page_offset((iova), SPAGE_SIZE)
+/*
+ * v1.x - v3.x SYSMMU supports 32bit physical and 32bit virtual address spaces
+ * v5.0 introduced support for 36bit physical address space by shifting
+ * all page entry values by 4 bits.
+ * All SYSMMU controllers in the system support the address spaces of the same
+ * size, so PG_ENT_SHIFT can be initialized on first SYSMMU probe to proper
+ * value (0 or 4).
+ */
+static short PG_ENT_SHIFT = -1;
+#define SYSMMU_PG_ENT_SHIFT 0
+#define SYSMMU_V5_PG_ENT_SHIFT 4
+
+#define sect_to_phys(ent) (((phys_addr_t) ent) << PG_ENT_SHIFT)
+#define section_phys(sent) (sect_to_phys(*(sent)) & SECT_MASK)
+#define section_offs(iova) (iova & (SECT_SIZE - 1))
+#define lpage_phys(pent) (sect_to_phys(*(pent)) & LPAGE_MASK)
+#define lpage_offs(iova) (iova & (LPAGE_SIZE - 1))
+#define spage_phys(pent) (sect_to_phys(*(pent)) & SPAGE_MASK)
+#define spage_offs(iova) (iova & (SPAGE_SIZE - 1))
 
 #define NUM_LV1ENTRIES 4096
 #define NUM_LV2ENTRIES (SECT_SIZE / SPAGE_SIZE)
@@ -84,13 +91,12 @@ static u32 lv2ent_offset(sysmmu_iova_t iova)
 #define LV2TABLE_SIZE (NUM_LV2ENTRIES * sizeof(sysmmu_pte_t))
 
 #define SPAGES_PER_LPAGE (LPAGE_SIZE / SPAGE_SIZE)
+#define lv2table_base(sent) (sect_to_phys(*(sent) & 0xFFFFFFC0))
 
-#define lv2table_base(sent) (*(sent) & 0xFFFFFC00)
-
-#define mk_lv1ent_sect(pa) ((pa) | 2)
-#define mk_lv1ent_page(pa) ((pa) | 1)
-#define mk_lv2ent_lpage(pa) ((pa) | 1)
-#define mk_lv2ent_spage(pa) ((pa) | 2)
+#define mk_lv1ent_sect(pa) ((pa >> PG_ENT_SHIFT) | 2)
+#define mk_lv1ent_page(pa) ((pa >> PG_ENT_SHIFT) | 1)
+#define mk_lv2ent_lpage(pa) ((pa >> PG_ENT_SHIFT) | 1)
+#define mk_lv2ent_spage(pa) ((pa >> PG_ENT_SHIFT) | 2)
 
 #define CTRL_ENABLE    0x5
 #define CTRL_BLOCK     0x7
@@ -98,14 +104,23 @@ static u32 lv2ent_offset(sysmmu_iova_t iova)
 
 #define CFG_LRU                0x1
 #define CFG_QOS(n)     ((n & 0xF) << 7)
-#define CFG_MASK       0x0150FFFF /* Selecting bit 0-15, 20, 22 and 24 */
 #define CFG_ACGEN      (1 << 24) /* System MMU 3.3 only */
 #define CFG_SYSSEL     (1 << 22) /* System MMU 3.2 only */
 #define CFG_FLPDCACHE  (1 << 20) /* System MMU 3.2+ only */
 
+/* common registers */
 #define REG_MMU_CTRL           0x000
 #define REG_MMU_CFG            0x004
 #define REG_MMU_STATUS         0x008
+#define REG_MMU_VERSION                0x034
+
+#define MMU_MAJ_VER(val)       ((val) >> 7)
+#define MMU_MIN_VER(val)       ((val) & 0x7F)
+#define MMU_RAW_VER(reg)       (((reg) >> 21) & ((1 << 11) - 1)) /* 11 bits */
+
+#define MAKE_MMU_VER(maj, min) ((((maj) & 0xF) << 7) | ((min) & 0x7F))
+
+/* v1.x - v3.x registers */
 #define REG_MMU_FLUSH          0x00C
 #define REG_MMU_FLUSH_ENTRY    0x010
 #define REG_PT_BASE_ADDR       0x014
@@ -117,18 +132,14 @@ static u32 lv2ent_offset(sysmmu_iova_t iova)
 #define REG_AR_FAULT_ADDR      0x02C
 #define REG_DEFAULT_SLAVE_ADDR 0x030
 
-#define REG_MMU_VERSION                0x034
-
-#define MMU_MAJ_VER(val)       ((val) >> 7)
-#define MMU_MIN_VER(val)       ((val) & 0x7F)
-#define MMU_RAW_VER(reg)       (((reg) >> 21) & ((1 << 11) - 1)) /* 11 bits */
-
-#define MAKE_MMU_VER(maj, min) ((((maj) & 0xF) << 7) | ((min) & 0x7F))
-
-#define REG_PB0_SADDR          0x04C
-#define REG_PB0_EADDR          0x050
-#define REG_PB1_SADDR          0x054
-#define REG_PB1_EADDR          0x058
+/* v5.x registers */
+#define REG_V5_PT_BASE_PFN     0x00C
+#define REG_V5_MMU_FLUSH_ALL   0x010
+#define REG_V5_MMU_FLUSH_ENTRY 0x014
+#define REG_V5_INT_STATUS      0x060
+#define REG_V5_INT_CLEAR       0x064
+#define REG_V5_FAULT_AR_VA     0x070
+#define REG_V5_FAULT_AW_VA     0x080
 
 #define has_sysmmu(dev)                (dev->archdata.iommu != NULL)
 
@@ -169,6 +180,19 @@ static const struct sysmmu_fault_info sysmmu_faults[] = {
        { 7, REG_AW_FAULT_ADDR, "AW ACCESS PROTECTION", IOMMU_FAULT_WRITE },
 };
 
+static const struct sysmmu_fault_info sysmmu_v5_faults[] = {
+       { 0, REG_V5_FAULT_AR_VA, "AR PTW", IOMMU_FAULT_READ },
+       { 1, REG_V5_FAULT_AR_VA, "AR PAGE", IOMMU_FAULT_READ },
+       { 2, REG_V5_FAULT_AR_VA, "AR MULTI-HIT", IOMMU_FAULT_READ },
+       { 3, REG_V5_FAULT_AR_VA, "AR ACCESS PROTECTION", IOMMU_FAULT_READ },
+       { 4, REG_V5_FAULT_AR_VA, "AR SECURITY PROTECTION", IOMMU_FAULT_READ },
+       { 16, REG_V5_FAULT_AW_VA, "AW PTW", IOMMU_FAULT_WRITE },
+       { 17, REG_V5_FAULT_AW_VA, "AW PAGE", IOMMU_FAULT_WRITE },
+       { 18, REG_V5_FAULT_AW_VA, "AW MULTI-HIT", IOMMU_FAULT_WRITE },
+       { 19, REG_V5_FAULT_AW_VA, "AW ACCESS PROTECTION", IOMMU_FAULT_WRITE },
+       { 20, REG_V5_FAULT_AW_VA, "AW SECURITY PROTECTION", IOMMU_FAULT_WRITE },
+};
+
 /*
  * This structure is attached to dev.archdata.iommu of the master device
  * on device add, contains a list of SYSMMU controllers defined by device tree,
@@ -205,6 +229,8 @@ struct sysmmu_drvdata {
        struct device *master;          /* master device (owner) */
        void __iomem *sfrbase;          /* our registers */
        struct clk *clk;                /* SYSMMU's clock */
+       struct clk *aclk;               /* SYSMMU's aclk clock */
+       struct clk *pclk;               /* SYSMMU's pclk clock */
        struct clk *clk_master;         /* master's device clock */
        int activations;                /* number of calls to sysmmu_enable */
        spinlock_t lock;                /* lock for modyfying state */
@@ -262,7 +288,10 @@ static bool sysmmu_block(struct sysmmu_drvdata *data)
 
 static void __sysmmu_tlb_invalidate(struct sysmmu_drvdata *data)
 {
-       __raw_writel(0x1, data->sfrbase + REG_MMU_FLUSH);
+       if (MMU_MAJ_VER(data->version) < 5)
+               __raw_writel(0x1, data->sfrbase + REG_MMU_FLUSH);
+       else
+               __raw_writel(0x1, data->sfrbase + REG_V5_MMU_FLUSH_ALL);
 }
 
 static void __sysmmu_tlb_invalidate_entry(struct sysmmu_drvdata *data,
@@ -271,15 +300,23 @@ static void __sysmmu_tlb_invalidate_entry(struct sysmmu_drvdata *data,
        unsigned int i;
 
        for (i = 0; i < num_inv; i++) {
-               __raw_writel((iova & SPAGE_MASK) | 1,
-                               data->sfrbase + REG_MMU_FLUSH_ENTRY);
+               if (MMU_MAJ_VER(data->version) < 5)
+                       __raw_writel((iova & SPAGE_MASK) | 1,
+                                    data->sfrbase + REG_MMU_FLUSH_ENTRY);
+               else
+                       __raw_writel((iova & SPAGE_MASK) | 1,
+                                    data->sfrbase + REG_V5_MMU_FLUSH_ENTRY);
                iova += SPAGE_SIZE;
        }
 }
 
 static void __sysmmu_set_ptbase(struct sysmmu_drvdata *data, phys_addr_t pgd)
 {
-       __raw_writel(pgd, data->sfrbase + REG_PT_BASE_ADDR);
+       if (MMU_MAJ_VER(data->version) < 5)
+               __raw_writel(pgd, data->sfrbase + REG_PT_BASE_ADDR);
+       else
+               __raw_writel(pgd >> PAGE_SHIFT,
+                            data->sfrbase + REG_V5_PT_BASE_PFN);
 
        __sysmmu_tlb_invalidate(data);
 }
@@ -290,6 +327,8 @@ static void __sysmmu_get_version(struct sysmmu_drvdata *data)
 
        clk_enable(data->clk_master);
        clk_enable(data->clk);
+       clk_enable(data->pclk);
+       clk_enable(data->aclk);
 
        ver = __raw_readl(data->sfrbase + REG_MMU_VERSION);
 
@@ -302,6 +341,8 @@ static void __sysmmu_get_version(struct sysmmu_drvdata *data)
        dev_dbg(data->sysmmu, "hardware version: %d.%d\n",
                MMU_MAJ_VER(data->version), MMU_MIN_VER(data->version));
 
+       clk_disable(data->aclk);
+       clk_disable(data->pclk);
        clk_disable(data->clk);
        clk_disable(data->clk_master);
 }
@@ -326,19 +367,31 @@ static irqreturn_t exynos_sysmmu_irq(int irq, void *dev_id)
 {
        /* SYSMMU is in blocked state when interrupt occurred. */
        struct sysmmu_drvdata *data = dev_id;
-       const struct sysmmu_fault_info *finfo = sysmmu_faults;
-       int i, n = ARRAY_SIZE(sysmmu_faults);
-       unsigned int itype;
+       const struct sysmmu_fault_info *finfo;
+       unsigned int i, n, itype;
        sysmmu_iova_t fault_addr = -1;
+       unsigned short reg_status, reg_clear;
        int ret = -ENOSYS;
 
        WARN_ON(!is_sysmmu_active(data));
 
+       if (MMU_MAJ_VER(data->version) < 5) {
+               reg_status = REG_INT_STATUS;
+               reg_clear = REG_INT_CLEAR;
+               finfo = sysmmu_faults;
+               n = ARRAY_SIZE(sysmmu_faults);
+       } else {
+               reg_status = REG_V5_INT_STATUS;
+               reg_clear = REG_V5_INT_CLEAR;
+               finfo = sysmmu_v5_faults;
+               n = ARRAY_SIZE(sysmmu_v5_faults);
+       }
+
        spin_lock(&data->lock);
 
        clk_enable(data->clk_master);
 
-       itype = __ffs(__raw_readl(data->sfrbase + REG_INT_STATUS));
+       itype = __ffs(__raw_readl(data->sfrbase + reg_status));
        for (i = 0; i < n; i++, finfo++)
                if (finfo->bit == itype)
                        break;
@@ -355,7 +408,7 @@ static irqreturn_t exynos_sysmmu_irq(int irq, void *dev_id)
        /* fault is not recovered by fault handler */
        BUG_ON(ret != 0);
 
-       __raw_writel(1 << itype, data->sfrbase + REG_INT_CLEAR);
+       __raw_writel(1 << itype, data->sfrbase + reg_clear);
 
        sysmmu_unblock(data);
 
@@ -373,6 +426,8 @@ static void __sysmmu_disable_nocount(struct sysmmu_drvdata *data)
        __raw_writel(CTRL_DISABLE, data->sfrbase + REG_MMU_CTRL);
        __raw_writel(0, data->sfrbase + REG_MMU_CFG);
 
+       clk_disable(data->aclk);
+       clk_disable(data->pclk);
        clk_disable(data->clk);
        clk_disable(data->clk_master);
 }
@@ -421,6 +476,8 @@ static void __sysmmu_enable_nocount(struct sysmmu_drvdata *data)
 {
        clk_enable(data->clk_master);
        clk_enable(data->clk);
+       clk_enable(data->pclk);
+       clk_enable(data->aclk);
 
        __raw_writel(CTRL_BLOCK, data->sfrbase + REG_MMU_CTRL);
 
@@ -544,22 +601,47 @@ static int __init exynos_sysmmu_probe(struct platform_device *pdev)
        }
 
        data->clk = devm_clk_get(dev, "sysmmu");
-       if (IS_ERR(data->clk)) {
-               dev_err(dev, "Failed to get clock!\n");
-               return PTR_ERR(data->clk);
-       } else  {
+       if (!IS_ERR(data->clk)) {
                ret = clk_prepare(data->clk);
                if (ret) {
                        dev_err(dev, "Failed to prepare clk\n");
                        return ret;
                }
+       } else {
+               data->clk = NULL;
+       }
+
+       data->aclk = devm_clk_get(dev, "aclk");
+       if (!IS_ERR(data->aclk)) {
+               ret = clk_prepare(data->aclk);
+               if (ret) {
+                       dev_err(dev, "Failed to prepare aclk\n");
+                       return ret;
+               }
+       } else {
+               data->aclk = NULL;
+       }
+
+       data->pclk = devm_clk_get(dev, "pclk");
+       if (!IS_ERR(data->pclk)) {
+               ret = clk_prepare(data->pclk);
+               if (ret) {
+                       dev_err(dev, "Failed to prepare pclk\n");
+                       return ret;
+               }
+       } else {
+               data->pclk = NULL;
+       }
+
+       if (!data->clk && (!data->aclk || !data->pclk)) {
+               dev_err(dev, "Failed to get device clock(s)!\n");
+               return -ENOSYS;
        }
 
        data->clk_master = devm_clk_get(dev, "master");
        if (!IS_ERR(data->clk_master)) {
                ret = clk_prepare(data->clk_master);
                if (ret) {
-                       clk_unprepare(data->clk);
                        dev_err(dev, "Failed to prepare master's clk\n");
                        return ret;
                }
@@ -573,6 +655,13 @@ static int __init exynos_sysmmu_probe(struct platform_device *pdev)
        platform_set_drvdata(pdev, data);
 
        __sysmmu_get_version(data);
+       if (PG_ENT_SHIFT < 0) {
+               if (MMU_MAJ_VER(data->version) < 5)
+                       PG_ENT_SHIFT = SYSMMU_PG_ENT_SHIFT;
+               else
+                       PG_ENT_SHIFT = SYSMMU_V5_PG_ENT_SHIFT;
+       }
+
        pm_runtime_enable(dev);
 
        return 0;
@@ -637,6 +726,8 @@ static struct iommu_domain *exynos_iommu_domain_alloc(unsigned type)
        dma_addr_t handle;
        int i;
 
+       /* Check if correct PTE offsets are initialized */
+       BUG_ON(PG_ENT_SHIFT < 0 || !dma_dev);
 
        domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
        if (!domain)
@@ -816,7 +907,7 @@ static sysmmu_pte_t *alloc_lv2entry(struct exynos_iommu_domain *domain,
                bool need_flush_flpd_cache = lv1ent_zero(sent);
 
                pent = kmem_cache_zalloc(lv2table_kmem_cache, GFP_ATOMIC);
-               BUG_ON((unsigned int)pent & (LV2TABLE_SIZE - 1));
+               BUG_ON((phys_addr_t)pent & (LV2TABLE_SIZE - 1));
                if (!pent)
                        return ERR_PTR(-ENOMEM);