Input: use kzalloc() throughout the code
[linux-2.6] / lib / swiotlb.c
1 /*
2  * Dynamic DMA mapping support.
3  *
4  * This implementation is for IA-64 and EM64T 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
35 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
36                            ( (val) & ( (align) - 1)))
37
38 #define SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg) (page_address((sg)->page) + (sg)->offset)
39 #define SG_ENT_PHYS_ADDRESS(SG) virt_to_phys(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(SG))
40
41 /*
42  * Maximum allowable number of contiguous slabs to map,
43  * must be a power of 2.  What is the appropriate value ?
44  * The complexity of {map,unmap}_single is linearly dependent on this value.
45  */
46 #define IO_TLB_SEGSIZE  128
47
48 /*
49  * log of the size of each IO TLB slab.  The number of slabs is command line
50  * controllable.
51  */
52 #define IO_TLB_SHIFT 11
53
54 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
55
56 /*
57  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
58  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
59  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
60  */
61 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
62
63 /*
64  * Enumeration for sync targets
65  */
66 enum dma_sync_target {
67         SYNC_FOR_CPU = 0,
68         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
69 };
70
71 int swiotlb_force;
72
73 /*
74  * Used to do a quick range check in swiotlb_unmap_single and
75  * swiotlb_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
76  * API.
77  */
78 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
79
80 /*
81  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
82  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
83  */
84 static unsigned long io_tlb_nslabs;
85
86 /*
87  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
88  */
89 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
90
91 void *io_tlb_overflow_buffer;
92
93 /*
94  * This is a free list describing the number of free entries available from
95  * each index
96  */
97 static unsigned int *io_tlb_list;
98 static unsigned int io_tlb_index;
99
100 /*
101  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
102  * for the sync operations.
103  */
104 static unsigned char **io_tlb_orig_addr;
105
106 /*
107  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
108  */
109 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
110
111 static int __init
112 setup_io_tlb_npages(char *str)
113 {
114         if (isdigit(*str)) {
115                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
116                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
117                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
118         }
119         if (*str == ',')
120                 ++str;
121         if (!strcmp(str, "force"))
122                 swiotlb_force = 1;
123         return 1;
124 }
125 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
126 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
127
128 /*
129  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
130  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
131  */
132 void
133 swiotlb_init_with_default_size (size_t default_size)
134 {
135         unsigned long i;
136
137         if (!io_tlb_nslabs) {
138                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
139                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
140         }
141
142         /*
143          * Get IO TLB memory from the low pages
144          */
145         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT));
146         if (!io_tlb_start)
147                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
148         io_tlb_end = io_tlb_start + io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT);
149
150         /*
151          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
152          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
153          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
154          */
155         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
156         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
157                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
158         io_tlb_index = 0;
159         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
160
161         /*
162          * Get the overflow emergency buffer
163          */
164         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
165         printk(KERN_INFO "Placing software IO TLB between 0x%lx - 0x%lx\n",
166                virt_to_phys(io_tlb_start), virt_to_phys(io_tlb_end));
167 }
168
169 void
170 swiotlb_init (void)
171 {
172         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
173 }
174
175 /*
176  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
177  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
178  * This should be just like above, but with some error catching.
179  */
180 int
181 swiotlb_late_init_with_default_size (size_t default_size)
182 {
183         unsigned long i, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
184         unsigned int order;
185
186         if (!io_tlb_nslabs) {
187                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
188                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
189         }
190
191         /*
192          * Get IO TLB memory from the low pages
193          */
194         order = get_order(io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT));
195         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
196
197         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
198                 io_tlb_start = (char *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
199                                                         order);
200                 if (io_tlb_start)
201                         break;
202                 order--;
203         }
204
205         if (!io_tlb_start)
206                 goto cleanup1;
207
208         if (order != get_order(io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT))) {
209                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
210                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
211                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
212         }
213         io_tlb_end = io_tlb_start + io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT);
214         memset(io_tlb_start, 0, io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT));
215
216         /*
217          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
218          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
219          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
220          */
221         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
222                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
223         if (!io_tlb_list)
224                 goto cleanup2;
225
226         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
227                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
228         io_tlb_index = 0;
229
230         io_tlb_orig_addr = (unsigned char **)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
231                                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(char *)));
232         if (!io_tlb_orig_addr)
233                 goto cleanup3;
234
235         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
236
237         /*
238          * Get the overflow emergency buffer
239          */
240         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
241                                                   get_order(io_tlb_overflow));
242         if (!io_tlb_overflow_buffer)
243                 goto cleanup4;
244
245         printk(KERN_INFO "Placing %ldMB software IO TLB between 0x%lx - "
246                "0x%lx\n", (io_tlb_nslabs * (1 << IO_TLB_SHIFT)) >> 20,
247                virt_to_phys(io_tlb_start), virt_to_phys(io_tlb_end));
248
249         return 0;
250
251 cleanup4:
252         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr, get_order(io_tlb_nslabs *
253                                                               sizeof(char *)));
254         io_tlb_orig_addr = NULL;
255 cleanup3:
256         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
257                                                          sizeof(int)));
258         io_tlb_list = NULL;
259         io_tlb_end = NULL;
260 cleanup2:
261         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
262         io_tlb_start = NULL;
263 cleanup1:
264         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
265         return -ENOMEM;
266 }
267
268 static inline int
269 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr)
270 {
271         dma_addr_t mask = 0xffffffff;
272         /* If the device has a mask, use it, otherwise default to 32 bits */
273         if (hwdev && hwdev->dma_mask)
274                 mask = *hwdev->dma_mask;
275         return (addr & ~mask) != 0;
276 }
277
278 /*
279  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
280  */
281 static void *
282 map_single(struct device *hwdev, char *buffer, size_t size, int dir)
283 {
284         unsigned long flags;
285         char *dma_addr;
286         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
287         int i;
288
289         /*
290          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
291          * hence alignment) to a page size.
292          */
293         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
294         if (size > PAGE_SIZE)
295                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
296         else
297                 stride = 1;
298
299         if (!nslots)
300                 BUG();
301
302         /*
303          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
304          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
305          */
306         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
307         {
308                 wrap = index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
309
310                 if (index >= io_tlb_nslabs)
311                         wrap = index = 0;
312
313                 do {
314                         /*
315                          * If we find a slot that indicates we have 'nslots'
316                          * number of contiguous buffers, we allocate the
317                          * buffers from that slot and mark the entries as '0'
318                          * indicating unavailable.
319                          */
320                         if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
321                                 int count = 0;
322
323                                 for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
324                                         io_tlb_list[i] = 0;
325                                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
326                                         io_tlb_list[i] = ++count;
327                                 dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
328
329                                 /*
330                                  * Update the indices to avoid searching in
331                                  * the next round.
332                                  */
333                                 io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
334                                                 ? (index + nslots) : 0);
335
336                                 goto found;
337                         }
338                         index += stride;
339                         if (index >= io_tlb_nslabs)
340                                 index = 0;
341                 } while (index != wrap);
342
343                 spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
344                 return NULL;
345         }
346   found:
347         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
348
349         /*
350          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
351          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
352          * needed.
353          */
354         io_tlb_orig_addr[index] = buffer;
355         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
356                 memcpy(dma_addr, buffer, size);
357
358         return dma_addr;
359 }
360
361 /*
362  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
363  */
364 static void
365 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
366 {
367         unsigned long flags;
368         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
369         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
370         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
371
372         /*
373          * First, sync the memory before unmapping the entry
374          */
375         if (buffer && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
376                 /*
377                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
378                  * delete the bounce buffer.
379                  */
380                 memcpy(buffer, dma_addr, size);
381
382         /*
383          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
384          * entries to indicate the number of contigous entries available.
385          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
386          * with slots below and above the pool being returned.
387          */
388         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
389         {
390                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
391                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
392                 /*
393                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
394                  * slots with superceeding slots
395                  */
396                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
397                         io_tlb_list[i] = ++count;
398                 /*
399                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
400                  * if available (non zero)
401                  */
402                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
403                         io_tlb_list[i] = ++count;
404         }
405         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
406 }
407
408 static void
409 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
410             int dir, int target)
411 {
412         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
413         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
414
415         switch (target) {
416         case SYNC_FOR_CPU:
417                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
418                         memcpy(buffer, dma_addr, size);
419                 else if (dir != DMA_TO_DEVICE)
420                         BUG();
421                 break;
422         case SYNC_FOR_DEVICE:
423                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
424                         memcpy(dma_addr, buffer, size);
425                 else if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
426                         BUG();
427                 break;
428         default:
429                 BUG();
430         }
431 }
432
433 void *
434 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
435                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
436 {
437         unsigned long dev_addr;
438         void *ret;
439         int order = get_order(size);
440
441         /*
442          * XXX fix me: the DMA API should pass us an explicit DMA mask
443          * instead, or use ZONE_DMA32 (ia64 overloads ZONE_DMA to be a ~32
444          * bit range instead of a 16MB one).
445          */
446         flags |= GFP_DMA;
447
448         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
449         if (ret && address_needs_mapping(hwdev, virt_to_phys(ret))) {
450                 /*
451                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
452                  * Fall back on swiotlb_map_single().
453                  */
454                 free_pages((unsigned long) ret, order);
455                 ret = NULL;
456         }
457         if (!ret) {
458                 /*
459                  * We are either out of memory or the device can't DMA
460                  * to GFP_DMA memory; fall back on
461                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
462                  * the lowest available address range.
463                  */
464                 dma_addr_t handle;
465                 handle = swiotlb_map_single(NULL, NULL, size, DMA_FROM_DEVICE);
466                 if (swiotlb_dma_mapping_error(handle))
467                         return NULL;
468
469                 ret = phys_to_virt(handle);
470         }
471
472         memset(ret, 0, size);
473         dev_addr = virt_to_phys(ret);
474
475         /* Confirm address can be DMA'd by device */
476         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
477                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016lx\n",
478                        (unsigned long long)*hwdev->dma_mask, dev_addr);
479                 panic("swiotlb_alloc_coherent: allocated memory is out of "
480                       "range for device");
481         }
482         *dma_handle = dev_addr;
483         return ret;
484 }
485
486 void
487 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
488                       dma_addr_t dma_handle)
489 {
490         if (!(vaddr >= (void *)io_tlb_start
491                     && vaddr < (void *)io_tlb_end))
492                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
493         else
494                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
495                 swiotlb_unmap_single (hwdev, dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE);
496 }
497
498 static void
499 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
500 {
501         /*
502          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
503          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
504          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
505          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
506          * the damage, or panic when the transfer is too big.
507          */
508         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %lu bytes at "
509                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
510
511         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
512                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
513                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
514                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
515                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
516         }
517 }
518
519 /*
520  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
521  * physical address to use is returned.
522  *
523  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
524  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
525  */
526 dma_addr_t
527 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
528 {
529         unsigned long dev_addr = virt_to_phys(ptr);
530         void *map;
531
532         if (dir == DMA_NONE)
533                 BUG();
534         /*
535          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
536          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
537          * buffering it.
538          */
539         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr) && !swiotlb_force)
540                 return dev_addr;
541
542         /*
543          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
544          */
545         map = map_single(hwdev, ptr, size, dir);
546         if (!map) {
547                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
548                 map = io_tlb_overflow_buffer;
549         }
550
551         dev_addr = virt_to_phys(map);
552
553         /*
554          * Ensure that the address returned is DMA'ble
555          */
556         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr))
557                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
558
559         return dev_addr;
560 }
561
562 /*
563  * Since DMA is i-cache coherent, any (complete) pages that were written via
564  * DMA can be marked as "clean" so that lazy_mmu_prot_update() doesn't have to
565  * flush them when they get mapped into an executable vm-area.
566  */
567 static void
568 mark_clean(void *addr, size_t size)
569 {
570         unsigned long pg_addr, end;
571
572         pg_addr = PAGE_ALIGN((unsigned long) addr);
573         end = (unsigned long) addr + size;
574         while (pg_addr + PAGE_SIZE <= end) {
575                 struct page *page = virt_to_page(pg_addr);
576                 set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
577                 pg_addr += PAGE_SIZE;
578         }
579 }
580
581 /*
582  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
583  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
584  * other usages are undefined.
585  *
586  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
587  * whatever the device wrote there.
588  */
589 void
590 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
591                      int dir)
592 {
593         char *dma_addr = phys_to_virt(dev_addr);
594
595         if (dir == DMA_NONE)
596                 BUG();
597         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
598                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
599         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
600                 mark_clean(dma_addr, size);
601 }
602
603 /*
604  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
605  * after a transfer.
606  *
607  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
608  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
609  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
610  * address back to the card, you must first perform a
611  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
612  */
613 static inline void
614 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
615                     size_t size, int dir, int target)
616 {
617         char *dma_addr = phys_to_virt(dev_addr);
618
619         if (dir == DMA_NONE)
620                 BUG();
621         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
622                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
623         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
624                 mark_clean(dma_addr, size);
625 }
626
627 void
628 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
629                             size_t size, int dir)
630 {
631         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
632 }
633
634 void
635 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
636                                size_t size, int dir)
637 {
638         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
639 }
640
641 /*
642  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
643  */
644 static inline void
645 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
646                           unsigned long offset, size_t size,
647                           int dir, int target)
648 {
649         char *dma_addr = phys_to_virt(dev_addr) + offset;
650
651         if (dir == DMA_NONE)
652                 BUG();
653         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
654                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
655         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
656                 mark_clean(dma_addr, size);
657 }
658
659 void
660 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
661                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
662 {
663         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
664                                   SYNC_FOR_CPU);
665 }
666
667 void
668 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
669                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
670 {
671         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
672                                   SYNC_FOR_DEVICE);
673 }
674
675 /*
676  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
677  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
678  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
679  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
680  * sg_dma_{address,length}(SG).
681  *
682  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
683  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
684  *       (for example via virtual mapping capabilities)
685  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
686  *       used, at most nents.
687  *
688  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
689  * same here.
690  */
691 int
692 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg, int nelems,
693                int dir)
694 {
695         void *addr;
696         unsigned long dev_addr;
697         int i;
698
699         if (dir == DMA_NONE)
700                 BUG();
701
702         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++) {
703                 addr = SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg);
704                 dev_addr = virt_to_phys(addr);
705                 if (swiotlb_force || address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
706                         void *map = map_single(hwdev, addr, sg->length, dir);
707                         sg->dma_address = virt_to_bus(map);
708                         if (!map) {
709                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
710                                    to do proper error handling. */
711                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
712                                 swiotlb_unmap_sg(hwdev, sg - i, i, dir);
713                                 sg[0].dma_length = 0;
714                                 return 0;
715                         }
716                 } else
717                         sg->dma_address = dev_addr;
718                 sg->dma_length = sg->length;
719         }
720         return nelems;
721 }
722
723 /*
724  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
725  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
726  */
727 void
728 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg, int nelems,
729                  int dir)
730 {
731         int i;
732
733         if (dir == DMA_NONE)
734                 BUG();
735
736         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
737                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
738                         unmap_single(hwdev, (void *) phys_to_virt(sg->dma_address), sg->dma_length, dir);
739                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
740                         mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
741 }
742
743 /*
744  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
745  * after a transfer.
746  *
747  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
748  * and usage.
749  */
750 static inline void
751 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
752                 int nelems, int dir, int target)
753 {
754         int i;
755
756         if (dir == DMA_NONE)
757                 BUG();
758
759         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
760                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
761                         sync_single(hwdev, (void *) sg->dma_address,
762                                     sg->dma_length, dir, target);
763 }
764
765 void
766 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
767                         int nelems, int dir)
768 {
769         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
770 }
771
772 void
773 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
774                            int nelems, int dir)
775 {
776         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
777 }
778
779 int
780 swiotlb_dma_mapping_error(dma_addr_t dma_addr)
781 {
782         return (dma_addr == virt_to_phys(io_tlb_overflow_buffer));
783 }
784
785 /*
786  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
787  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
788  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
789  * this function.
790  */
791 int
792 swiotlb_dma_supported (struct device *hwdev, u64 mask)
793 {
794         return (virt_to_phys (io_tlb_end) - 1) <= mask;
795 }
796
797 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_init);
798 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
799 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
800 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
801 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
802 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
803 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
804 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
805 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
806 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
807 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
808 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
809 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
810 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
811 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);