Merge branches 'sched/clock', 'sched/cleanups' and 'linus' into sched/urgent
[pandora-kernel.git] / 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/types.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29
30 #include <asm/io.h>
31 #include <asm/dma.h>
32 #include <asm/scatterlist.h>
33
34 #include <linux/init.h>
35 #include <linux/bootmem.h>
36 #include <linux/iommu-helper.h>
37
38 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
39                            ( (val) & ( (align) - 1)))
40
41 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
42
43 /*
44  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
45  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
46  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
47  */
48 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
49
50 /*
51  * Enumeration for sync targets
52  */
53 enum dma_sync_target {
54         SYNC_FOR_CPU = 0,
55         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
56 };
57
58 int swiotlb_force;
59
60 /*
61  * Used to do a quick range check in swiotlb_unmap_single and
62  * swiotlb_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
63  * API.
64  */
65 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
66
67 /*
68  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
69  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
70  */
71 static unsigned long io_tlb_nslabs;
72
73 /*
74  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
75  */
76 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
77
78 void *io_tlb_overflow_buffer;
79
80 /*
81  * This is a free list describing the number of free entries available from
82  * each index
83  */
84 static unsigned int *io_tlb_list;
85 static unsigned int io_tlb_index;
86
87 /*
88  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
89  * for the sync operations.
90  */
91 static struct swiotlb_phys_addr {
92         struct page *page;
93         unsigned int offset;
94 } *io_tlb_orig_addr;
95
96 /*
97  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
98  */
99 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
100
101 static int __init
102 setup_io_tlb_npages(char *str)
103 {
104         if (isdigit(*str)) {
105                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
106                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
107                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
108         }
109         if (*str == ',')
110                 ++str;
111         if (!strcmp(str, "force"))
112                 swiotlb_force = 1;
113         return 1;
114 }
115 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
116 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
117
118 void * __weak __init swiotlb_alloc_boot(size_t size, unsigned long nslabs)
119 {
120         return alloc_bootmem_low_pages(size);
121 }
122
123 void * __weak swiotlb_alloc(unsigned order, unsigned long nslabs)
124 {
125         return (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN, order);
126 }
127
128 dma_addr_t __weak swiotlb_phys_to_bus(phys_addr_t paddr)
129 {
130         return paddr;
131 }
132
133 phys_addr_t __weak swiotlb_bus_to_phys(dma_addr_t baddr)
134 {
135         return baddr;
136 }
137
138 static dma_addr_t swiotlb_virt_to_bus(volatile void *address)
139 {
140         return swiotlb_phys_to_bus(virt_to_phys(address));
141 }
142
143 static void *swiotlb_bus_to_virt(dma_addr_t address)
144 {
145         return phys_to_virt(swiotlb_bus_to_phys(address));
146 }
147
148 int __weak swiotlb_arch_range_needs_mapping(void *ptr, size_t size)
149 {
150         return 0;
151 }
152
153 static dma_addr_t swiotlb_sg_to_bus(struct scatterlist *sg)
154 {
155         return swiotlb_phys_to_bus(page_to_phys(sg_page(sg)) + sg->offset);
156 }
157
158 static void swiotlb_print_info(unsigned long bytes)
159 {
160         phys_addr_t pstart, pend;
161         dma_addr_t bstart, bend;
162
163         pstart = virt_to_phys(io_tlb_start);
164         pend = virt_to_phys(io_tlb_end);
165
166         bstart = swiotlb_phys_to_bus(pstart);
167         bend = swiotlb_phys_to_bus(pend);
168
169         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between %p - %p\n",
170                bytes >> 20, io_tlb_start, io_tlb_end);
171         if (pstart != bstart || pend != bend)
172                 printk(KERN_INFO "software IO TLB at phys %#llx - %#llx"
173                        " bus %#llx - %#llx\n",
174                        (unsigned long long)pstart,
175                        (unsigned long long)pend,
176                        (unsigned long long)bstart,
177                        (unsigned long long)bend);
178         else
179                 printk(KERN_INFO "software IO TLB at phys %#llx - %#llx\n",
180                        (unsigned long long)pstart,
181                        (unsigned long long)pend);
182 }
183
184 /*
185  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
186  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
187  */
188 void __init
189 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size)
190 {
191         unsigned long i, bytes;
192
193         if (!io_tlb_nslabs) {
194                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
195                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
196         }
197
198         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
199
200         /*
201          * Get IO TLB memory from the low pages
202          */
203         io_tlb_start = swiotlb_alloc_boot(bytes, io_tlb_nslabs);
204         if (!io_tlb_start)
205                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
206         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
207
208         /*
209          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
210          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
211          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
212          */
213         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
214         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
215                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
216         io_tlb_index = 0;
217         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr));
218
219         /*
220          * Get the overflow emergency buffer
221          */
222         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
223         if (!io_tlb_overflow_buffer)
224                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
225
226         swiotlb_print_info(bytes);
227 }
228
229 void __init
230 swiotlb_init(void)
231 {
232         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
233 }
234
235 /*
236  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
237  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
238  * This should be just like above, but with some error catching.
239  */
240 int
241 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
242 {
243         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
244         unsigned int order;
245
246         if (!io_tlb_nslabs) {
247                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
248                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
249         }
250
251         /*
252          * Get IO TLB memory from the low pages
253          */
254         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
255         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
256         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
257
258         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
259                 io_tlb_start = swiotlb_alloc(order, io_tlb_nslabs);
260                 if (io_tlb_start)
261                         break;
262                 order--;
263         }
264
265         if (!io_tlb_start)
266                 goto cleanup1;
267
268         if (order != get_order(bytes)) {
269                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
270                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
271                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
272                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
273         }
274         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
275         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
276
277         /*
278          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
279          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
280          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
281          */
282         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
283                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
284         if (!io_tlb_list)
285                 goto cleanup2;
286
287         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
288                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
289         io_tlb_index = 0;
290
291         io_tlb_orig_addr = (struct swiotlb_phys_addr *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
292                                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr)));
293         if (!io_tlb_orig_addr)
294                 goto cleanup3;
295
296         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(struct swiotlb_phys_addr));
297
298         /*
299          * Get the overflow emergency buffer
300          */
301         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
302                                                   get_order(io_tlb_overflow));
303         if (!io_tlb_overflow_buffer)
304                 goto cleanup4;
305
306         swiotlb_print_info(bytes);
307
308         return 0;
309
310 cleanup4:
311         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr, get_order(io_tlb_nslabs *
312                                                               sizeof(char *)));
313         io_tlb_orig_addr = NULL;
314 cleanup3:
315         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
316                                                          sizeof(int)));
317         io_tlb_list = NULL;
318 cleanup2:
319         io_tlb_end = NULL;
320         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
321         io_tlb_start = NULL;
322 cleanup1:
323         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
324         return -ENOMEM;
325 }
326
327 static int
328 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr, size_t size)
329 {
330         return !is_buffer_dma_capable(dma_get_mask(hwdev), addr, size);
331 }
332
333 static inline int range_needs_mapping(void *ptr, size_t size)
334 {
335         return swiotlb_force || swiotlb_arch_range_needs_mapping(ptr, size);
336 }
337
338 static int is_swiotlb_buffer(char *addr)
339 {
340         return addr >= io_tlb_start && addr < io_tlb_end;
341 }
342
343 static struct swiotlb_phys_addr swiotlb_bus_to_phys_addr(char *dma_addr)
344 {
345         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
346         struct swiotlb_phys_addr buffer = io_tlb_orig_addr[index];
347         buffer.offset += (long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1);
348         buffer.page += buffer.offset >> PAGE_SHIFT;
349         buffer.offset &= PAGE_SIZE - 1;
350         return buffer;
351 }
352
353 static void
354 __sync_single(struct swiotlb_phys_addr buffer, char *dma_addr, size_t size, int dir)
355 {
356         if (PageHighMem(buffer.page)) {
357                 size_t len, bytes;
358                 char *dev, *host, *kmp;
359
360                 len = size;
361                 while (len != 0) {
362                         unsigned long flags;
363
364                         bytes = len;
365                         if ((bytes + buffer.offset) > PAGE_SIZE)
366                                 bytes = PAGE_SIZE - buffer.offset;
367                         local_irq_save(flags); /* protects KM_BOUNCE_READ */
368                         kmp  = kmap_atomic(buffer.page, KM_BOUNCE_READ);
369                         dev  = dma_addr + size - len;
370                         host = kmp + buffer.offset;
371                         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
372                                 memcpy(host, dev, bytes);
373                         else
374                                 memcpy(dev, host, bytes);
375                         kunmap_atomic(kmp, KM_BOUNCE_READ);
376                         local_irq_restore(flags);
377                         len -= bytes;
378                         buffer.page++;
379                         buffer.offset = 0;
380                 }
381         } else {
382                 void *v = page_address(buffer.page) + buffer.offset;
383
384                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
385                         memcpy(dma_addr, v, size);
386                 else
387                         memcpy(v, dma_addr, size);
388         }
389 }
390
391 /*
392  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
393  */
394 static void *
395 map_single(struct device *hwdev, struct swiotlb_phys_addr buffer, size_t size, int dir)
396 {
397         unsigned long flags;
398         char *dma_addr;
399         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
400         int i;
401         unsigned long start_dma_addr;
402         unsigned long mask;
403         unsigned long offset_slots;
404         unsigned long max_slots;
405         struct swiotlb_phys_addr slot_buf;
406
407         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
408         start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_start) & mask;
409
410         offset_slots = ALIGN(start_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
411
412         /*
413          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
414          */
415         max_slots = mask + 1
416                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
417                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
418
419         /*
420          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
421          * hence alignment) to a page size.
422          */
423         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
424         if (size > PAGE_SIZE)
425                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
426         else
427                 stride = 1;
428
429         BUG_ON(!nslots);
430
431         /*
432          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
433          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
434          */
435         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
436         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
437         if (index >= io_tlb_nslabs)
438                 index = 0;
439         wrap = index;
440
441         do {
442                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
443                                               max_slots)) {
444                         index += stride;
445                         if (index >= io_tlb_nslabs)
446                                 index = 0;
447                         if (index == wrap)
448                                 goto not_found;
449                 }
450
451                 /*
452                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
453                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
454                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
455                  */
456                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
457                         int count = 0;
458
459                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
460                                 io_tlb_list[i] = 0;
461                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
462                                 io_tlb_list[i] = ++count;
463                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
464
465                         /*
466                          * Update the indices to avoid searching in the next
467                          * round.
468                          */
469                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
470                                         ? (index + nslots) : 0);
471
472                         goto found;
473                 }
474                 index += stride;
475                 if (index >= io_tlb_nslabs)
476                         index = 0;
477         } while (index != wrap);
478
479 not_found:
480         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
481         return NULL;
482 found:
483         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
484
485         /*
486          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
487          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
488          * needed.
489          */
490         slot_buf = buffer;
491         for (i = 0; i < nslots; i++) {
492                 slot_buf.page += slot_buf.offset >> PAGE_SHIFT;
493                 slot_buf.offset &= PAGE_SIZE - 1;
494                 io_tlb_orig_addr[index+i] = slot_buf;
495                 slot_buf.offset += 1 << IO_TLB_SHIFT;
496         }
497         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
498                 __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
499
500         return dma_addr;
501 }
502
503 /*
504  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
505  */
506 static void
507 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
508 {
509         unsigned long flags;
510         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
511         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
512         struct swiotlb_phys_addr buffer = swiotlb_bus_to_phys_addr(dma_addr);
513
514         /*
515          * First, sync the memory before unmapping the entry
516          */
517         if ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
518                 /*
519                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
520                  * delete the bounce buffer.
521                  */
522                 __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
523
524         /*
525          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
526          * entries to indicate the number of contigous entries available.
527          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
528          * with slots below and above the pool being returned.
529          */
530         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
531         {
532                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
533                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
534                 /*
535                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
536                  * slots with superceeding slots
537                  */
538                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
539                         io_tlb_list[i] = ++count;
540                 /*
541                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
542                  * if available (non zero)
543                  */
544                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
545                         io_tlb_list[i] = ++count;
546         }
547         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
548 }
549
550 static void
551 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
552             int dir, int target)
553 {
554         struct swiotlb_phys_addr buffer = swiotlb_bus_to_phys_addr(dma_addr);
555
556         switch (target) {
557         case SYNC_FOR_CPU:
558                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
559                         __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
560                 else
561                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
562                 break;
563         case SYNC_FOR_DEVICE:
564                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
565                         __sync_single(buffer, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
566                 else
567                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
568                 break;
569         default:
570                 BUG();
571         }
572 }
573
574 void *
575 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
576                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
577 {
578         dma_addr_t dev_addr;
579         void *ret;
580         int order = get_order(size);
581         u64 dma_mask = DMA_32BIT_MASK;
582
583         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
584                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
585
586         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
587         if (ret && !is_buffer_dma_capable(dma_mask, swiotlb_virt_to_bus(ret), size)) {
588                 /*
589                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
590                  * Fall back on swiotlb_map_single().
591                  */
592                 free_pages((unsigned long) ret, order);
593                 ret = NULL;
594         }
595         if (!ret) {
596                 /*
597                  * We are either out of memory or the device can't DMA
598                  * to GFP_DMA memory; fall back on
599                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
600                  * the lowest available address range.
601                  */
602                 struct swiotlb_phys_addr buffer;
603                 buffer.page = virt_to_page(NULL);
604                 buffer.offset = 0;
605                 ret = map_single(hwdev, buffer, size, DMA_FROM_DEVICE);
606                 if (!ret)
607                         return NULL;
608         }
609
610         memset(ret, 0, size);
611         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(ret);
612
613         /* Confirm address can be DMA'd by device */
614         if (!is_buffer_dma_capable(dma_mask, dev_addr, size)) {
615                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
616                        (unsigned long long)dma_mask,
617                        (unsigned long long)dev_addr);
618
619                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
620                 unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
621                 return NULL;
622         }
623         *dma_handle = dev_addr;
624         return ret;
625 }
626
627 void
628 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
629                       dma_addr_t dma_handle)
630 {
631         WARN_ON(irqs_disabled());
632         if (!is_swiotlb_buffer(vaddr))
633                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
634         else
635                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
636                 unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
637 }
638
639 static void
640 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
641 {
642         /*
643          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
644          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
645          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
646          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
647          * the damage, or panic when the transfer is too big.
648          */
649         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
650                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
651
652         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
653                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
654                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
655                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
656                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
657         }
658 }
659
660 /*
661  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
662  * physical address to use is returned.
663  *
664  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
665  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
666  */
667 dma_addr_t
668 swiotlb_map_single_attrs(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size,
669                          int dir, struct dma_attrs *attrs)
670 {
671         dma_addr_t dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(ptr);
672         void *map;
673         struct swiotlb_phys_addr buffer;
674
675         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
676         /*
677          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
678          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
679          * buffering it.
680          */
681         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size) &&
682             !range_needs_mapping(ptr, size))
683                 return dev_addr;
684
685         /*
686          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
687          */
688         buffer.page   = virt_to_page(ptr);
689         buffer.offset = (unsigned long)ptr & ~PAGE_MASK;
690         map = map_single(hwdev, buffer, size, dir);
691         if (!map) {
692                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
693                 map = io_tlb_overflow_buffer;
694         }
695
696         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(map);
697
698         /*
699          * Ensure that the address returned is DMA'ble
700          */
701         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size))
702                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
703
704         return dev_addr;
705 }
706 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single_attrs);
707
708 dma_addr_t
709 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
710 {
711         return swiotlb_map_single_attrs(hwdev, ptr, size, dir, NULL);
712 }
713
714 /*
715  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
716  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
717  * other usages are undefined.
718  *
719  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
720  * whatever the device wrote there.
721  */
722 void
723 swiotlb_unmap_single_attrs(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
724                            size_t size, int dir, struct dma_attrs *attrs)
725 {
726         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr);
727
728         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
729         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
730                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
731         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
732                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
733 }
734 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single_attrs);
735
736 void
737 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
738                      int dir)
739 {
740         return swiotlb_unmap_single_attrs(hwdev, dev_addr, size, dir, NULL);
741 }
742 /*
743  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
744  * after a transfer.
745  *
746  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
747  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
748  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
749  * address back to the card, you must first perform a
750  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
751  */
752 static void
753 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
754                     size_t size, int dir, int target)
755 {
756         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr);
757
758         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
759         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
760                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
761         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
762                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
763 }
764
765 void
766 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
767                             size_t size, int dir)
768 {
769         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
770 }
771
772 void
773 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
774                                size_t size, int dir)
775 {
776         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
777 }
778
779 /*
780  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
781  */
782 static void
783 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
784                           unsigned long offset, size_t size,
785                           int dir, int target)
786 {
787         char *dma_addr = swiotlb_bus_to_virt(dev_addr) + offset;
788
789         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
790         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
791                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
792         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
793                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
794 }
795
796 void
797 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
798                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
799 {
800         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
801                                   SYNC_FOR_CPU);
802 }
803
804 void
805 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
806                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
807 {
808         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
809                                   SYNC_FOR_DEVICE);
810 }
811
812 void swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *, struct scatterlist *, int, int,
813                             struct dma_attrs *);
814 /*
815  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
816  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
817  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
818  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
819  * sg_dma_{address,length}(SG).
820  *
821  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
822  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
823  *       (for example via virtual mapping capabilities)
824  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
825  *       used, at most nents.
826  *
827  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
828  * same here.
829  */
830 int
831 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
832                      int dir, struct dma_attrs *attrs)
833 {
834         struct scatterlist *sg;
835         struct swiotlb_phys_addr buffer;
836         dma_addr_t dev_addr;
837         int i;
838
839         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
840
841         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
842                 dev_addr = swiotlb_sg_to_bus(sg);
843                 if (range_needs_mapping(sg_virt(sg), sg->length) ||
844                     address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
845                         void *map;
846                         buffer.page   = sg_page(sg);
847                         buffer.offset = sg->offset;
848                         map = map_single(hwdev, buffer, sg->length, dir);
849                         if (!map) {
850                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
851                                    to do proper error handling. */
852                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
853                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
854                                                        attrs);
855                                 sgl[0].dma_length = 0;
856                                 return 0;
857                         }
858                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(map);
859                 } else
860                         sg->dma_address = dev_addr;
861                 sg->dma_length = sg->length;
862         }
863         return nelems;
864 }
865 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
866
867 int
868 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
869                int dir)
870 {
871         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
872 }
873
874 /*
875  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
876  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
877  */
878 void
879 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
880                        int nelems, int dir, struct dma_attrs *attrs)
881 {
882         struct scatterlist *sg;
883         int i;
884
885         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
886
887         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
888                 if (sg->dma_address != swiotlb_sg_to_bus(sg))
889                         unmap_single(hwdev, swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address),
890                                      sg->dma_length, dir);
891                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
892                         dma_mark_clean(swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address), sg->dma_length);
893         }
894 }
895 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
896
897 void
898 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
899                  int dir)
900 {
901         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
902 }
903
904 /*
905  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
906  * after a transfer.
907  *
908  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
909  * and usage.
910  */
911 static void
912 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
913                 int nelems, int dir, int target)
914 {
915         struct scatterlist *sg;
916         int i;
917
918         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
919
920         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
921                 if (sg->dma_address != swiotlb_sg_to_bus(sg))
922                         sync_single(hwdev, swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address),
923                                     sg->dma_length, dir, target);
924                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
925                         dma_mark_clean(swiotlb_bus_to_virt(sg->dma_address), sg->dma_length);
926         }
927 }
928
929 void
930 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
931                         int nelems, int dir)
932 {
933         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
934 }
935
936 void
937 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
938                            int nelems, int dir)
939 {
940         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
941 }
942
943 int
944 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
945 {
946         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_overflow_buffer));
947 }
948
949 /*
950  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
951  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
952  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
953  * this function.
954  */
955 int
956 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
957 {
958         return swiotlb_virt_to_bus(io_tlb_end - 1) <= mask;
959 }
960
961 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
962 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
963 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
964 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
965 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
966 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
967 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
968 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
969 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
970 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
971 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
972 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
973 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
974 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);