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  */
  18
  19 #include <linux/cache.h>
  20 #include <linux/dma-mapping.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/module.h>
  23 #include <linux/spinlock.h>
  24 #include <linux/swiotlb.h>
  25 #include <linux/string.h>
  26 #include <linux/swiotlb.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/ctype.h>
  29 #include <linux/highmem.h>
  30
  31 #include <asm/io.h>
  32 #include <asm/dma.h>
  33 #include <asm/scatterlist.h>
  34
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <linux/iommu-helper.h>
  38
  39 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
  40                            ( (val) & ( (align) - 1)))
  41
  42 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
  43
  44 /*
  45  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
  46  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
  47  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
  48  */
  49 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
  50
  51 /*
  52  * Enumeration for sync targets
  53  */
  54 enum dma_sync_target {
  55         SYNC_FOR_CPU = 0,
  56         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
  57 };
  58
  59 int swiotlb_force;
  60
  61 /*
  62  * Used to do a quick range check in swiotlb_unmap_single and
  63  * swiotlb_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
  64  * API.
  65  */
  66 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
  67
  68 /*
  69  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
  70  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
  71  */
  72 static unsigned long io_tlb_nslabs;
  73
  74 /*
  75  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
  76  */
  77 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
  78
  79 void *io_tlb_overflow_buffer;
  80
  81 /*
  82  * This is a free list describing the number of free entries available from
  83  * each index
  84  */
  85 static unsigned int *io_tlb_list;
  86 static unsigned int io_tlb_index;
  87
  88 /*
  89  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
  90  * for the sync operations.
  91  */
  92 static struct swiotlb_phys_addr {
  93         struct page *page;
  94         unsigned int offset;
  95 } *io_tlb_orig_addr;
  96
  97 /*
  98  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
  99  */
 100 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
 101
 102 static int __init
 103 setup_io_tlb_npages(char *str)
 104 {
 105         if (isdigit(*str)) {
 106                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
 107                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
 108                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 109         }
 110         if (*str == ',')
 111                 ++str;
 112         if (!strcmp(str, "force"))
 113                 swiotlb_force = 1;
 114         return 1;
 115 }
 116 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
 117 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
 118
 119 void * __weak swiotlb_alloc_boot(size_t size, unsigned long nslabs)
 120 {
 121         return alloc_bootmem_low_pages(size);
 122 }
 123
 124 void * __weak swiotlb_alloc(unsigned order, unsigned long nslabs)
 125 {
 126         return (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN, order);
 127 }
 128
 129 dma_addr_t __weak swiotlb_phys_to_bus(phys_addr_t paddr)
 130 {
 131         return paddr;
 132 }
 133
 134 phys_addr_t __weak swiotlb_bus_to_phys(dma_addr_t baddr)
 135 {
 136         return baddr;
 137 }
 138
 139 static dma_addr_t swiotlb_virt_to_bus(volatile void *address)
 140 {
 141         return swiotlb_phys_to_bus(virt_to_phys(address));
 142 }
 143
 144 static void *swiotlb_bus_to_virt(dma_addr_t address)
 145 {
 146         return phys_to_virt(swiotlb_bus_to_phys(address));
 147 }
 148
 149 int __weak swiotlb_arch_range_needs_mapping(void *ptr, size_t size)
 150 {
 151         return 0;
 152 }
 153
 154 static dma_addr_t swiotlb_sg_to_bus(struct scatterlist *sg)
 155 {
 156         return swiotlb_phys_to_bus(page_to_phys(sg_page(sg)) + sg->offset);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
 161  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
 162  */
 163 void __init
 164 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size)
 165 {
 166         unsigned long i, bytes;
 167
 168         if (!io_tlb_nslabs) {
 169                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
 170                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 171         }
 172
 173         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 174
 175         /*
 176          * Get IO TLB memory from the low pages
 177          */
 178         io_tlb_start = swiotlb_alloc_boot(bytes, io_tlb_nslabs);
 179         if (!io_tlb_start)
 180                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
 181         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
 182
 183         /*
 184          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
 185          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
 186          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
 187          */
 188         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
 189         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
 190                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
 191         io_tlb_index = 0;
 192         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr));
 193
 194         /*
 195          * Get the overflow emergency buffer
 196          */
 197         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
 198         if (!io_tlb_overflow_buffer)
 199                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
 200
 201         printk(KERN_INFO "Placing software IO TLB between 0x%lx - 0x%lx\n",
 202                swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_start), swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_end));
 203 }
 204
 205 void __init
 206 swiotlb_init(void)
 207 {
 208         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
 213  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
 214  * This should be just like above, but with some error catching.
 215  */
 216 int
 217 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
 218 {
 219         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
 220         unsigned int order;
 221
 222         if (!io_tlb_nslabs) {
 223                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
 224                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 225         }
 226
 227         /*
 228          * Get IO TLB memory from the low pages
 229          */
 230         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
 231         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
 232         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 233
 234         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
 235                 io_tlb_start = swiotlb_alloc(order, io_tlb_nslabs);
 236                 if (io_tlb_start)
 237                         break;
 238                 order--;
 239         }
 240
 241         if (!io_tlb_start)
 242                 goto cleanup1;
 243
 244         if (order != get_order(bytes)) {
 245                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
 246                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
 247                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
 248                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 249         }
 250         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
 251         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
 252
 253         /*
 254          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
 255          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
 256          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
 257          */
 258         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
 259                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
 260         if (!io_tlb_list)
 261                 goto cleanup2;
 262
 263         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
 264                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
 265         io_tlb_index = 0;
 266
 267         io_tlb_orig_addr = (struct swiotlb_phys_addr *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
 268                                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr)));
 269         if (!io_tlb_orig_addr)
 270                 goto cleanup3;
 271
 272         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr));
 273
 274         /*
 275          * Get the overflow emergency buffer
 276          */
 277         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
 278                                                   get_order(io_tlb_overflow));
 279         if (!io_tlb_overflow_buffer)
 280                 goto cleanup4;
 281
 282         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between 0x%lx - "
 283                "0x%lx\n", bytes >> 20,
 284                swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_start), swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_end));
 285
 286         return 0;
 287
 288 cleanup4:
 289         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr, get_order(io_tlb_nslabs *
 290                                                               sizeof(char *)));
 291         io_tlb_orig_addr = NULL;
 292 cleanup3:
 293         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
 294                                                          sizeof(int)));
 295         io_tlb_list = NULL;
 296 cleanup2:
 297         io_tlb_end = NULL;
 298         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
 299         io_tlb_start = NULL;
 300 cleanup1:
 301         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
 302         return -ENOMEM;
 303 }
 304
 305 static int
 306 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr, size_t size)
 307 {
 308         return !is_buffer_dma_capable(dma_get_mask(hwdev), addr, size);
 309 }
 310
 311 static inline int range_needs_mapping(void *ptr, size_t size)
 312 {
 313         return swiotlb_force || swiotlb_arch_range_needs_mapping(ptr, size);
 314 }
 315
 316 static int is_swiotlb_buffer(char *addr)
 317 {
 318         return addr >= io_tlb_start && addr < io_tlb_end;
 319 }
 320
 321 static struct swiotlb_phys_addr swiotlb_bus_to_phys_addr(char *dma_addr)
 322 {
 323         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
 324         struct swiotlb_phys_addr buffer = io_tlb_orig_addr[index];
 325         buffer.offset += (long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1);
 326         buffer.page += buffer.offset >> PAGE_SHIFT;
 327         buffer.offset &= PAGE_SIZE - 1;
 328         return buffer;
 329 }
 330
 331 static void
 332 __sync_single(struct swiotlb_phys_addr buffer, char *dma_addr, size_t size, int dir)
 333 {
 334         if (PageHighMem(buffer.page)) {
 335                 size_t len, bytes;
 336                 char *dev, *host, *kmp;
 337
 338                 len = size;
 339                 while (len != 0) {
 340                         unsigned long flags;
 341
 342                         bytes = len;
 343                         if ((bytes + buffer.offset) > PAGE_SIZE)
 344                                 bytes = PAGE_SIZE - buffer.offset;
 345                         local_irq_save(flags); /* protects KM_BOUNCE_READ */
 346                         kmp  = kmap_atomic(buffer.page, KM_BOUNCE_READ);
 347                         dev  = dma_addr + size - len;
 348                         host = kmp + buffer.offset;
 349                         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 350                                 memcpy(host, dev, bytes);
 351                         else
 352                                 memcpy(dev, host, bytes);
 353                         kunmap_atomic(kmp, KM_BOUNCE_READ);
 354                         local_irq_restore(flags);
 355                         len -= bytes;
 356                         buffer.page++;
 357                         buffer.offset = 0;
 358                 }
 359         } else {
 360                 void *v = page_address(buffer.page) + buffer.offset;
 361
 362                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
 363                         memcpy(dma_addr, v, size);
 364                 else
 365                         memcpy(v, dma_addr, size);
 366         }
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
 371  */
 372 static void *
 373 map_single(struct device *hwdev, struct swiotlb_phys_addr buffer, size_t size, int dir)
 374 {
 375         unsigned long flags;
 376         char *dma_addr;
 377         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
 378         int i;
 379         unsigned long start_dma_addr;
 380         unsigned long mask;
 381         unsigned long offset_slots;
 382         unsigned long max_slots;
 383         struct swiotlb_phys_addr slot_buf;
 384
 385         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
 386         start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_start) & mask;
 387
 388         offset_slots = ALIGN(start_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 389
 390         /*
 391          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
 392          */
 393         max_slots = mask + 1
 394                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
 395                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
 396
 397         /*
 398          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
 399          * hence alignment) to a page size.
 400          */
 401         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 402         if (size > PAGE_SIZE)
 403                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
 404         else
 405                 stride = 1;
 406
 407         BUG_ON(!nslots);
 408
 409         /*
 410          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
 411          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
 412          */
 413         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
 414         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
 415         if (index >= io_tlb_nslabs)
 416                 index = 0;
 417         wrap = index;
 418
 419         do {
 420                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
 421                                               max_slots)) {
 422                         index += stride;
 423                         if (index >= io_tlb_nslabs)
 424                                 index = 0;
 425                         if (index == wrap)
 426                                 goto not_found;
 427                 }
 428
 429                 /*
 430                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
 431                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
 432                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
 433                  */
 434                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
 435                         int count = 0;
 436
 437                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
 438                                 io_tlb_list[i] = 0;
 439                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
 440                                 io_tlb_list[i] = ++count;
 441                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
 442
 443                         /*
 444                          * Update the indices to avoid searching in the next
 445                          * round.
 446                          */
 447                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
 448                                         ? (index + nslots) : 0);
 449
 450                         goto found;
 451                 }
 452                 index += stride;
 453                 if (index >= io_tlb_nslabs)
 454                         index = 0;
 455         } while (index != wrap);
 456
 457 not_found:
 458         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 459         return NULL;
 460 found:
 461         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 462
 463         /*
 464          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
 465          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
 466          * needed.
 467          */
 468         slot_buf = buffer;
 469         for (i = 0; i < nslots; i++) {
 470                 slot_buf.page += slot_buf.offset >> PAGE_SHIFT;
 471                 slot_buf.offset &= PAGE_SIZE - 1;
 472                 io_tlb_orig_addr[index+i] = slot_buf;
 473                 slot_buf.offset += 1 << IO_TLB_SHIFT;
 474         }
 475         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 476                 __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
 477
 478         return dma_addr;
 479 }
 480
 481 /*
 482  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
 483  */
 484 static void
 485 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
 486 {
 487         unsigned long flags;
 488         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
 489         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
 490         struct swiotlb_phys_addr buffer = swiotlb_bus_to_phys_addr(dma_addr);
 491
 492         /*
 493          * First, sync the memory before unmapping the entry
 494          */
 495         if ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
 496                 /*
 497                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
 498                  * delete the bounce buffer.
 499                  */
 500                 __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
 501
 502         /*
 503          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
 504          * entries to indicate the number of contigous entries available.
 505          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
 506          * with slots below and above the pool being returned.
 507          */
 508         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
 509         {
 510                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
 511                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
 512                 /*
 513                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
 514                  * slots with superceeding slots
 515                  */
 516                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
 517                         io_tlb_list[i] = ++count;
 518                 /*
 519                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
 520                  * if available (non zero)
 521                  */
 522                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
 523                         io_tlb_list[i] = ++count;
 524         }
 525         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
 526 }
 527
 528 static void
 529 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
 530             int dir, int target)
 531 {
 532         struct swiotlb_phys_addr buffer = swiotlb_bus_to_phys_addr(dma_addr);
 533
 534         switch (target) {
 535         case SYNC_FOR_CPU:
 536                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
 537                         __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
 538                 else
 539                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
 540                 break;
 541         case SYNC_FOR_DEVICE:
 542                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
 543                         __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
 544                 else
 545                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
 546                 break;
 547         default:
 548                 BUG();
 549         }
 550 }
 551
 552 void *
 553 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
 554                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
 555 {
 556         dma_addr_t dev_addr;
 557         void *ret;
 558         int order = get_order(size);
 559         u64 dma_mask = DMA_32BIT_MASK;
 560
 561         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
 562                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
 563
 564         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
 565         if (ret && !is_buffer_dma_capable(dma_mask, swiotlb_virt_to_bus(ret), size)) {
 566                 /*
 567                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
 568                  * Fall back on swiotlb_map_single().
 569                  */
 570                 free_pages((unsigned long) ret, order);
 571                 ret = NULL;
 572         }
 573         if (!ret) {
 574                 /*
 575                  * We are either out of memory or the device can't DMA
 576                  * to GFP_DMA memory; fall back on
 577                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
 578                  * the lowest available address range.
 579                  */
 580                 struct swiotlb_phys_addr buffer;
 581                 buffer.page = virt_to_page(NULL);
 582                 buffer.offset = 0;
 583                 ret = map_single(hwdev, buffer, size, DMA_FROM_DEVICE);
 584                 if (!ret)
 585                         return NULL;
 586         }
 587
 588         memset(ret, 0, size);
 589         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(ret);
 590
 591         /* Confirm address can be DMA'd by device */
 592         if (!is_buffer_dma_capable(dma_mask, dev_addr, size)) {
 593                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
 594                        (unsigned long long)dma_mask,
 595                        (unsigned long long)dev_addr);
 596
 597                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
 598                 unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
 599                 return NULL;
 600         }
 601         *dma_handle = dev_addr;
 602         return ret;
 603 }
 604
 605 void
 606 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
 607                       dma_addr_t dma_handle)
 608 {
 609         WARN_ON(irqs_disabled());
 610         if (!is_swiotlb_buffer(vaddr))
 611                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
 612         else
 613                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
 614                 unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
 615 }
 616
 617 static void
 618 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
 619 {
 620         /*
 621          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
 622          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
 623          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
 624          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
 625          * the damage, or panic when the transfer is too big.
 626          */
 627         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
 628                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
 629
 630         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
 631                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 632                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
 633                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
 634                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
 635         }
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
 640  * physical address to use is returned.
 641  *
 642  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
 643  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
 644  */
 645 dma_addr_t
 646 swiotlb_map_single_attrs(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size,
 647                          int dir, struct dma_attrs *attrs)
 648 {
 649         dma_addr_t dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(ptr);
 650         void *map;
 651         struct swiotlb_phys_addr buffer;
 652
 653         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 654         /*
 655          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
 656          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
 657          * buffering it.
 658          */
 659         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size) &&
 660             !range_needs_mapping(ptr, size))
 661                 return dev_addr;
 662
 663         /*
 664          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
 665          */
 666         buffer.page   = virt_to_page(ptr);
 667         buffer.offset = (unsigned long)ptr & ~PAGE_MASK;
 668         map = map_single(hwdev, buffer, size, dir);
 669         if (!map) {
 670                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
 671                 map = io_tlb_overflow_buffer;
 672         }
 673
 674         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(map);
 675
 676         /*
 677          * Ensure that the address returned is DMA'ble
 678          */
 679         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size))
 680                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
 681
 682         return dev_addr;
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single_attrs);
 685
 686 dma_addr_t
 687 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
 688 {
 689         return swiotlb_map_single_attrs(hwdev, ptr, size, dir, NULL);
 690 }
 691
 692 /*
 693  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
 694  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
 695  * other usages are undefined.
 696  *
 697  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
 698  * whatever the device wrote there.
 699  */
 700 void
 701 swiotlb_unmap_single_attrs(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 702                            size_t size, int dir, struct dma_attrs *attrs)
 703 {
 704         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr);
 705
 706         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 707         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
 708                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
 709         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 710                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
 711 }
 712 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single_attrs);
 713
 714 void
 715 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
 716                      int dir)
 717 {
 718         return swiotlb_unmap_single_attrs(hwdev, dev_addr, size, dir, NULL);
 719 }
 720 /*
 721  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
 722  * after a transfer.
 723  *
 724  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
 725  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
 726  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
 727  * address back to the card, you must first perform a
 728  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
 729  */
 730 static void
 731 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 732                     size_t size, int dir, int target)
 733 {
 734         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr);
 735
 736         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 737         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
 738                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
 739         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 740                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
 741 }
 742
 743 void
 744 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 745                             size_t size, int dir)
 746 {
 747         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
 748 }
 749
 750 void
 751 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 752                                size_t size, int dir)
 753 {
 754         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 755 }
 756
 757 /*
 758  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
 759  */
 760 static void
 761 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 762                           unsigned long offset, size_t size,
 763                           int dir, int target)
 764 {
 765         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr) + offset;
 766
 767         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 768         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
 769                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
 770         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 771                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
 772 }
 773
 774 void
 775 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 776                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
 777 {
 778         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
 779                                   SYNC_FOR_CPU);
 780 }
 781
 782 void
 783 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 784                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
 785 {
 786         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
 787                                   SYNC_FOR_DEVICE);
 788 }
 789
 790 void swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *, struct scatterlist *, int, int,
 791                             struct dma_attrs *);
 792 /*
 793  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 794  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
 795  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 796  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 797  * sg_dma_{address,length}(SG).
 798  *
 799  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
 800  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
 801  *       (for example via virtual mapping capabilities)
 802  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
 803  *       used, at most nents.
 804  *
 805  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
 806  * same here.
 807  */
 808 int
 809 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 810                      int dir, struct dma_attrs *attrs)
 811 {
 812         struct scatterlist *sg;
 813         struct swiotlb_phys_addr buffer;
 814         dma_addr_t dev_addr;
 815         int i;
 816
 817         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 818
 819         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
 820                 dev_addr = swiotlb_sg_to_bus(sg);
 821                 if (range_needs_mapping(sg_virt(sg), sg->length) ||
 822                     address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
 823                         void *map;
 824                         buffer.page   = sg_page(sg);
 825                         buffer.offset = sg->offset;
 826                         map = map_single(hwdev, buffer, sg->length, dir);
 827                         if (!map) {
 828                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
 829                                    to do proper error handling. */
 830                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
 831                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
 832                                                        attrs);
 833                                 sgl[0].dma_length = 0;
 834                                 return 0;
 835                         }
 836                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(map);
 837                 } else
 838                         sg->dma_address = dev_addr;
 839                 sg->dma_length = sg->length;
 840         }
 841         return nelems;
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
 844
 845 int
 846 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 847                int dir)
 848 {
 849         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
 854  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
 855  */
 856 void
 857 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 858                        int nelems, int dir, struct dma_attrs *attrs)
 859 {
 860         struct scatterlist *sg;
 861         int i;
 862
 863         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 864
 865         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
 866                 if (sg->dma_address != swiotlb_sg_to_bus(sg))
 867                         unmap_single(hwdev, swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address),
 868                                      sg->dma_length, dir);
 869                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 870                         dma_mark_clean(swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address), sg->dma_length);
 871         }
 872 }
 873 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
 874
 875 void
 876 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
 877                  int dir)
 878 {
 879         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
 884  * after a transfer.
 885  *
 886  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
 887  * and usage.
 888  */
 889 static void
 890 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 891                 int nelems, int dir, int target)
 892 {
 893         struct scatterlist *sg;
 894         int i;
 895
 896         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 897
 898         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
 899                 if (sg->dma_address != swiotlb_sg_to_bus(sg))
 900                         sync_single(hwdev, swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address),
 901                                     sg->dma_length, dir, target);
 902                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 903                         dma_mark_clean(swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address), sg->dma_length);
 904         }
 905 }
 906
 907 void
 908 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 909                         int nelems, int dir)
 910 {
 911         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
 912 }
 913
 914 void
 915 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 916                            int nelems, int dir)
 917 {
 918         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 919 }
 920
 921 int
 922 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
 923 {
 924         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_overflow_buffer));
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
 929  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
 930  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
 931  * this function.
 932  */
 933 int
 934 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
 935 {
 936         return swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_end - 1) <= mask;
 937 }
 938
 939 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
 940 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
 941 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
 942 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
 943 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
 944 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
 945 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
 946 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
 947 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
 948 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
 949 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
 950 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
 951 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
 952 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);