SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - lib/swiotlb.c

   1 /*
   2  * Dynamic DMA mapping support.
   3  *
   4  * This implementation is a fallback for platforms that do not support
   5  * I/O TLBs (aka DMA address translation hardware).
   6  * Copyright (C) 2000 Asit Mallick <Asit.K.Mallick@intel.com>
   7  * Copyright (C) 2000 Goutham Rao <goutham.rao@intel.com>
   8  * Copyright (C) 2000, 2003 Hewlett-Packard Co
   9  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
  10  *
  11  * 03/05/07 davidm      Switch from PCI-DMA to generic device DMA API.
  12  * 00/12/13 davidm      Rename to swiotlb.c and add mark_clean() to avoid
  13  *                      unnecessary i-cache flushing.
  14  * 04/07/.. ak          Better overflow handling. Assorted fixes.
  15  * 05/09/10 linville    Add support for syncing ranges, support syncing for
  16  *                      DMA_BIDIRECTIONAL mappings, miscellaneous cleanup.
  17  * 08/12/11 beckyb      Add highmem support
  18  */
  19
  20 #include <linux/cache.h>
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/string.h>
  26 #include <linux/swiotlb.h>
  27 #include <linux/pfn.h>
  28 #include <linux/types.h>
  29 #include <linux/ctype.h>
  30 #include <linux/highmem.h>
  31
  32 #include <asm/io.h>
  33 #include <asm/dma.h>
  34 #include <asm/scatterlist.h>
  35
  36 #include <linux/init.h>
  37 #include <linux/bootmem.h>
  38 #include <linux/iommu-helper.h>
  39
  40 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
  41                            ( (val) & ( (align) - 1)))
  42
  43 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
  44
  45 /*
  46  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
  47  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
  48  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
  49  */
  50 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
  51
  52 /*
  53  * Enumeration for sync targets
  54  */
  55 enum dma_sync_target {
  56         SYNC_FOR_CPU = 0,
  57         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
  58 };
  59
  60 int swiotlb_force;
  61
  62 /*
  63  * Used to do a quick range check in unmap_single and
  64  * sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
  65  * API.
  66  */
  67 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
  68
  69 /*
  70  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
  71  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
  72  */
  73 static unsigned long io_tlb_nslabs;
  74
  75 /*
  76  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
  77  */
  78 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
  79
  80 void *io_tlb_overflow_buffer;
  81
  82 /*
  83  * This is a free list describing the number of free entries available from
  84  * each index
  85  */
  86 static unsigned int *io_tlb_list;
  87 static unsigned int io_tlb_index;
  88
  89 /*
  90  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
  91  * for the sync operations.
  92  */
  93 static phys_addr_t *io_tlb_orig_addr;
  94
  95 /*
  96  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
  97  */
  98 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
  99
 100 static int __init
 101 setup_io_tlb_npages(char *str)
 102 {
 103         if (isdigit(*str)) {
 104                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
 105                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
 106                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 107         }
 108         if (*str == ',')
 109                 ++str;
 110         if (!strcmp(str, "force"))
 111                 swiotlb_force = 1;
 112         return 1;
 113 }
 114 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
 115 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
 116
 117 dma_addr_t __weak swiotlb_phys_to_bus(struct device *hwdev, phys_addr_t paddr)
 118 {
 119         return paddr;
 120 }
 121
 122 phys_addr_t __weak swiotlb_bus_to_phys(struct device *hwdev, dma_addr_t baddr)
 123 {
 124         return baddr;
 125 }
 126
 127 static dma_addr_t swiotlb_virt_to_bus(struct device *hwdev,
 128                                       volatile void *address)
 129 {
 130         return swiotlb_phys_to_bus(hwdev, virt_to_phys(address));
 131 }
 132
 133 void * __weak swiotlb_bus_to_virt(struct device *hwdev, dma_addr_t address)
 134 {
 135         return phys_to_virt(swiotlb_bus_to_phys(hwdev, address));
 136 }
 137
 138 int __weak swiotlb_arch_address_needs_mapping(struct device *hwdev,
 139                                                dma_addr_t addr, size_t size)
 140 {
 141         return !is_buffer_dma_capable(dma_get_mask(hwdev), addr, size);
 142 }
 143
 144 int __weak swiotlb_arch_range_needs_mapping(phys_addr_t paddr, size_t size)
 145 {
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 static void swiotlb_print_info(unsigned long bytes)
 150 {
 151         phys_addr_t pstart, pend;
 152
 153         pstart = virt_to_phys(io_tlb_start);
 154         pend = virt_to_phys(io_tlb_end);
 155
 156         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between %p - %p\n",
 157                bytes >> 20, io_tlb_start, io_tlb_end);
 158         printk(KERN_INFO "software IO TLB at phys %#llx - %#llx\n",
 159                (unsigned long long)pstart,
 160                (unsigned long long)pend);
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
 165  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
 166  */
 167 void __init
 168 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size)
 169 {
 170         unsigned long i, bytes;
 171
 172         if (!io_tlb_nslabs) {
 173                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
 174                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 175         }
 176
 177         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 178
 179         /*
 180          * Get IO TLB memory from the low pages
 181          */
 182         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(bytes);
 183         if (!io_tlb_start)
 184                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
 185         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
 186
 187         /*
 188          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
 189          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
 190          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
 191          */
 192         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
 193         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
 194                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
 195         io_tlb_index = 0;
 196         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
 197
 198         /*
 199          * Get the overflow emergency buffer
 200          */
 201         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
 202         if (!io_tlb_overflow_buffer)
 203                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
 204
 205         swiotlb_print_info(bytes);
 206 }
 207
 208 void __init
 209 swiotlb_init(void)
 210 {
 211         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
 216  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
 217  * This should be just like above, but with some error catching.
 218  */
 219 int
 220 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
 221 {
 222         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
 223         unsigned int order;
 224
 225         if (!io_tlb_nslabs) {
 226                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
 227                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 228         }
 229
 230         /*
 231          * Get IO TLB memory from the low pages
 232          */
 233         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
 234         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
 235         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 236
 237         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
 238                 io_tlb_start = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
 239                                                         order);
 240                 if (io_tlb_start)
 241                         break;
 242                 order--;
 243         }
 244
 245         if (!io_tlb_start)
 246                 goto cleanup1;
 247
 248         if (order != get_order(bytes)) {
 249                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
 250                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
 251                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
 252                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 253         }
 254         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
 255         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
 256
 257         /*
 258          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
 259          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
 260          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
 261          */
 262         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
 263                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
 264         if (!io_tlb_list)
 265                 goto cleanup2;
 266
 267         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
 268                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
 269         io_tlb_index = 0;
 270
 271         io_tlb_orig_addr = (phys_addr_t *)
 272                 __get_free_pages(GFP_KERNEL,
 273                                  get_order(io_tlb_nslabs *
 274                                            sizeof(phys_addr_t)));
 275         if (!io_tlb_orig_addr)
 276                 goto cleanup3;
 277
 278         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
 279
 280         /*
 281          * Get the overflow emergency buffer
 282          */
 283         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
 284                                                   get_order(io_tlb_overflow));
 285         if (!io_tlb_overflow_buffer)
 286                 goto cleanup4;
 287
 288         swiotlb_print_info(bytes);
 289
 290         return 0;
 291
 292 cleanup4:
 293         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
 294                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
 295         io_tlb_orig_addr = NULL;
 296 cleanup3:
 297         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
 298                                                          sizeof(int)));
 299         io_tlb_list = NULL;
 300 cleanup2:
 301         io_tlb_end = NULL;
 302         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
 303         io_tlb_start = NULL;
 304 cleanup1:
 305         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
 306         return -ENOMEM;
 307 }
 308
 309 static inline int
 310 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr, size_t size)
 311 {
 312         return swiotlb_arch_address_needs_mapping(hwdev, addr, size);
 313 }
 314
 315 static inline int range_needs_mapping(phys_addr_t paddr, size_t size)
 316 {
 317         return swiotlb_force || swiotlb_arch_range_needs_mapping(paddr, size);
 318 }
 319
 320 static int is_swiotlb_buffer(char *addr)
 321 {
 322         return addr >= io_tlb_start && addr < io_tlb_end;
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Bounce: copy the swiotlb buffer back to the original dma location
 327  */
 328 static void swiotlb_bounce(phys_addr_t phys, char *dma_addr, size_t size,
 329                            enum dma_data_direction dir)
 330 {
 331         unsigned long pfn = PFN_DOWN(phys);
 332
 333         if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn))) {
 334                 /* The buffer does not have a mapping.  Map it in and copy */
 335                 unsigned int offset = phys & ~PAGE_MASK;
 336                 char *buffer;
 337                 unsigned int sz = 0;
 338                 unsigned long flags;
 339
 340                 while (size) {
 341                         sz = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
 342
 343                         local_irq_save(flags);
 344                         buffer = kmap_atomic(pfn_to_page(pfn),
 345                                              KM_BOUNCE_READ);
 346                         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
 347                                 memcpy(dma_addr, buffer + offset, sz);
 348                         else
 349                                 memcpy(buffer + offset, dma_addr, sz);
 350                         kunmap_atomic(buffer, KM_BOUNCE_READ);
 351                         local_irq_restore(flags);
 352
 353                         size -= sz;
 354                         pfn++;
 355                         dma_addr += sz;
 356                         offset = 0;
 357                 }
 358         } else {
 359                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
 360                         memcpy(dma_addr, phys_to_virt(phys), size);
 361                 else
 362                         memcpy(phys_to_virt(phys), dma_addr, size);
 363         }
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
 368  */
 369 static void *
 370 map_single(struct device *hwdev, phys_addr_t phys, size_t size, int dir)
 371 {
 372         unsigned long flags;
 373         char *dma_addr;
 374         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
 375         int i;
 376         unsigned long start_dma_addr;
 377         unsigned long mask;
 378         unsigned long offset_slots;
 379         unsigned long max_slots;
 380
 381         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
 382         start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_start) & mask;
 383
 384         offset_slots = ALIGN(start_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 385
 386         /*
 387          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
 388          */
 389         max_slots = mask + 1
 390                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
 391                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
 392
 393         /*
 394          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
 395          * hence alignment) to a page size.
 396          */
 397         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 398         if (size > PAGE_SIZE)
 399                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
 400         else
 401                 stride = 1;
 402
 403         BUG_ON(!nslots);
 404
 405         /*
 406          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
 407          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
 408          */
 409         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
 410         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
 411         if (index >= io_tlb_nslabs)
 412                 index = 0;
 413         wrap = index;
 414
 415         do {
 416                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
 417                                               max_slots)) {
 418                         index += stride;
 419                         if (index >= io_tlb_nslabs)
 420                                 index = 0;
 421                         if (index == wrap)
 422                                 goto not_found;
 423                 }
 424
 425                 /*
 426                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
 427                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
 428                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
 429                  */
 430                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
 431                         int count = 0;
 432
 433                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
 434                                 io_tlb_list[i] = 0;
 435                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
 436                                 io_tlb_list[i] = ++count;
 437                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
 438
 439                         /*
 440                          * Update the indices to avoid searching in the next
 441                          * round.
 442                          */
 443                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
 444                                         ? (index + nslots) : 0);
 445
 446                         goto found;
 447                 }
 448                 index += stride;
 449                 if (index >= io_tlb_nslabs)
 450                         index = 0;
 451         } while (index != wrap);
 452
 453 not_found:
 454         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 455         return NULL;
 456 found:
 457         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 458
 459         /*
 460          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
 461          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
 462          * needed.
 463          */
 464         for (i = 0; i < nslots; i++)
 465                 io_tlb_orig_addr[index+i] = phys + (i << IO_TLB_SHIFT);
 466         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 467                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
 468
 469         return dma_addr;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
 474  */
 475 static void
 476 do_unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
 477 {
 478         unsigned long flags;
 479         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 480         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
 481         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
 482
 483         /*
 484          * First, sync the memory before unmapping the entry
 485          */
 486         if (phys && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
 487                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
 488
 489         /*
 490          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
 491          * entries to indicate the number of contigous entries available.
 492          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
 493          * with slots below and above the pool being returned.
 494          */
 495         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
 496         {
 497                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
 498                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
 499                 /*
 500                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
 501                  * slots with superceeding slots
 502                  */
 503                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
 504                         io_tlb_list[i] = ++count;
 505                 /*
 506                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
 507                  * if available (non zero)
 508                  */
 509                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
 510                         io_tlb_list[i] = ++count;
 511         }
 512         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 513 }
 514
 515 static void
 516 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
 517             int dir, int target)
 518 {
 519         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
 520         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
 521
 522         phys += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
 523
 524         switch (target) {
 525         case SYNC_FOR_CPU:
 526                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
 527                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
 528                 else
 529                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
 530                 break;
 531         case SYNC_FOR_DEVICE:
 532                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
 533                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
 534                 else
 535                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
 536                 break;
 537         default:
 538                 BUG();
 539         }
 540 }
 541
 542 void *
 543 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
 544                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
 545 {
 546         dma_addr_t dev_addr;
 547         void *ret;
 548         int order = get_order(size);
 549         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
 550
 551         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
 552                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
 553
 554         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
 555         if (ret &&
 556             !is_buffer_dma_capable(dma_mask, swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret),
 557                                    size)) {
 558                 /*
 559                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
 560                  */
 561                 free_pages((unsigned long) ret, order);
 562                 ret = NULL;
 563         }
 564         if (!ret) {
 565                 /*
 566                  * We are either out of memory or the device can't DMA
 567                  * to GFP_DMA memory; fall back on map_single(), which
 568                  * will grab memory from the lowest available address range.
 569                  */
 570                 ret = map_single(hwdev, 0, size, DMA_FROM_DEVICE);
 571                 if (!ret)
 572                         return NULL;
 573         }
 574
 575         memset(ret, 0, size);
 576         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret);
 577
 578         /* Confirm address can be DMA'd by device */
 579         if (!is_buffer_dma_capable(dma_mask, dev_addr, size)) {
 580                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
 581                        (unsigned long long)dma_mask,
 582                        (unsigned long long)dev_addr);
 583
 584                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
 585                 do_unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
 586                 return NULL;
 587         }
 588         *dma_handle = dev_addr;
 589         return ret;
 590 }
 591 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
 592
 593 void
 594 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
 595                       dma_addr_t dma_handle)
 596 {
 597         WARN_ON(irqs_disabled());
 598         if (!is_swiotlb_buffer(vaddr))
 599                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
 600         else
 601                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
 602                 do_unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
 603 }
 604 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
 605
 606 static void
 607 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
 608 {
 609         /*
 610          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
 611          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
 612          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
 613          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
 614          * the damage, or panic when the transfer is too big.
 615          */
 616         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
 617                "device %s\n", size, dev ? dev_name(dev) : "?");
 618
 619         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
 620                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 621                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
 622                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 623                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
 624         }
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
 629  * physical address to use is returned.
 630  *
 631  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
 632  * either swiotlb_unmap_page or swiotlb_dma_sync_single is performed.
 633  */
 634 dma_addr_t swiotlb_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 635                             unsigned long offset, size_t size,
 636                             enum dma_data_direction dir,
 637                             struct dma_attrs *attrs)
 638 {
 639         phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
 640         dma_addr_t dev_addr = swiotlb_phys_to_bus(dev, phys);
 641         void *map;
 642
 643         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 644         /*
 645          * If the address happens to be in the device's DMA window,
 646          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
 647          * buffering it.
 648          */
 649         if (!address_needs_mapping(dev, dev_addr, size) &&
 650             !range_needs_mapping(phys, size))
 651                 return dev_addr;
 652
 653         /*
 654          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
 655          */
 656         map = map_single(dev, phys, size, dir);
 657         if (!map) {
 658                 swiotlb_full(dev, size, dir, 1);
 659                 map = io_tlb_overflow_buffer;
 660         }
 661
 662         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, map);
 663
 664         /*
 665          * Ensure that the address returned is DMA'ble
 666          */
 667         if (address_needs_mapping(dev, dev_addr, size))
 668                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
 669
 670         return dev_addr;
 671 }
 672 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_map_page);
 673
 674 /*
 675  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
 676  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_page call.  All
 677  * other usages are undefined.
 678  *
 679  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
 680  * whatever the device wrote there.
 681  */
 682 static void unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 683                          size_t size, int dir)
 684 {
 685         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(hwdev, dev_addr);
 686
 687         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 688
 689         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr)) {
 690                 do_unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
 691                 return;
 692         }
 693
 694         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
 695                 return;
 696
 697         dma_mark_clean(dma_addr, size);
 698 }
 699
 700 void swiotlb_unmap_page(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 701                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 702                         struct dma_attrs *attrs)
 703 {
 704         unmap_single(hwdev, dev_addr, size, dir);
 705 }
 706 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_unmap_page);
 707
 708 /*
 709  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
 710  * after a transfer.
 711  *
 712  * If you perform a swiotlb_map_page() but wish to interrogate the buffer
 713  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
 714  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
 715  * address back to the card, you must first perform a
 716  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
 717  */
 718 static void
 719 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 720                     size_t size, int dir, int target)
 721 {
 722         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(hwdev, dev_addr);
 723
 724         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 725
 726         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr)) {
 727                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
 728                 return;
 729         }
 730
 731         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
 732                 return;
 733
 734         dma_mark_clean(dma_addr, size);
 735 }
 736
 737 void
 738 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 739                             size_t size, enum dma_data_direction dir)
 740 {
 741         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
 742 }
 743 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
 744
 745 void
 746 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 747                                size_t size, enum dma_data_direction dir)
 748 {
 749         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 750 }
 751 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
 752
 753 /*
 754  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
 755  */
 756 static void
 757 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 758                           unsigned long offset, size_t size,
 759                           int dir, int target)
 760 {
 761         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr + offset, size, dir, target);
 762 }
 763
 764 void
 765 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 766                                   unsigned long offset, size_t size,
 767                                   enum dma_data_direction dir)
 768 {
 769         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
 770                                   SYNC_FOR_CPU);
 771 }
 772 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
 773
 774 void
 775 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 776                                      unsigned long offset, size_t size,
 777                                      enum dma_data_direction dir)
 778 {
 779         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
 780                                   SYNC_FOR_DEVICE);
 781 }
 782 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
 783
 784 /*
 785  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 786  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_page
 787  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 788  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 789  * sg_dma_{address,length}(SG).
 790  *
 791  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
 792  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
 793  *       (for example via virtual mapping capabilities)
 794  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
 795  *       used, at most nents.
 796  *
 797  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_page are the
 798  * same here.
 799  */
 800 int
 801 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 802                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 803 {
 804         struct scatterlist *sg;
 805         int i;
 806
 807         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 808
 809         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
 810                 phys_addr_t paddr = sg_phys(sg);
 811                 dma_addr_t dev_addr = swiotlb_phys_to_bus(hwdev, paddr);
 812
 813                 if (range_needs_mapping(paddr, sg->length) ||
 814                     address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
 815                         void *map = map_single(hwdev, sg_phys(sg),
 816                                                sg->length, dir);
 817                         if (!map) {
 818                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
 819                                    to do proper error handling. */
 820                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
 821                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
 822                                                        attrs);
 823                                 sgl[0].dma_length = 0;
 824                                 return 0;
 825                         }
 826                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, map);
 827                 } else
 828                         sg->dma_address = dev_addr;
 829                 sg->dma_length = sg->length;
 830         }
 831         return nelems;
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
 834
 835 int
 836 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 837                int dir)
 838 {
 839         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
 840 }
 841 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
 842
 843 /*
 844  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
 845  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_page() above.
 846  */
 847 void
 848 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 849                        int nelems, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 850 {
 851         struct scatterlist *sg;
 852         int i;
 853
 854         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 855
 856         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
 857                 unmap_single(hwdev, sg->dma_address, sg->dma_length, dir);
 858
 859 }
 860 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
 861
 862 void
 863 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 864                  int dir)
 865 {
 866         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
 867 }
 868 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
 869
 870 /*
 871  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
 872  * after a transfer.
 873  *
 874  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
 875  * and usage.
 876  */
 877 static void
 878 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 879                 int nelems, int dir, int target)
 880 {
 881         struct scatterlist *sg;
 882         int i;
 883
 884         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
 885                 swiotlb_sync_single(hwdev, sg->dma_address,
 886                                     sg->dma_length, dir, target);
 887 }
 888
 889 void
 890 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 891                         int nelems, enum dma_data_direction dir)
 892 {
 893         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
 894 }
 895 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
 896
 897 void
 898 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 899                            int nelems, enum dma_data_direction dir)
 900 {
 901         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 902 }
 903 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
 904
 905 int
 906 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
 907 {
 908         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_overflow_buffer));
 909 }
 910 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
 911
 912 /*
 913  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
 914  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
 915  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
 916  * this function.
 917  */
 918 int
 919 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
 920 {
 921         return swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_end - 1) <= mask;
 922 }
 923 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);