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