Merge commit 'v2.6.28-rc7' into tracing/core
[linux-2.6] / 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         u64 dma_mask = DMA_32BIT_MASK;
471
472         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
473                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
474
475         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
476         if (ret && !is_buffer_dma_capable(dma_mask, virt_to_bus(ret), size)) {
477                 /*
478                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
479                  * Fall back on swiotlb_map_single().
480                  */
481                 free_pages((unsigned long) ret, order);
482                 ret = NULL;
483         }
484         if (!ret) {
485                 /*
486                  * We are either out of memory or the device can't DMA
487                  * to GFP_DMA memory; fall back on
488                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
489                  * the lowest available address range.
490                  */
491                 ret = map_single(hwdev, NULL, size, DMA_FROM_DEVICE);
492                 if (!ret)
493                         return NULL;
494         }
495
496         memset(ret, 0, size);
497         dev_addr = virt_to_bus(ret);
498
499         /* Confirm address can be DMA'd by device */
500         if (!is_buffer_dma_capable(dma_mask, dev_addr, size)) {
501                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
502                        (unsigned long long)dma_mask,
503                        (unsigned long long)dev_addr);
504
505                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
506                 unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
507                 return NULL;
508         }
509         *dma_handle = dev_addr;
510         return ret;
511 }
512
513 void
514 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
515                       dma_addr_t dma_handle)
516 {
517         WARN_ON(irqs_disabled());
518         if (!is_swiotlb_buffer(vaddr))
519                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
520         else
521                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
522                 unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
523 }
524
525 static void
526 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
527 {
528         /*
529          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
530          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
531          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
532          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
533          * the damage, or panic when the transfer is too big.
534          */
535         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
536                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
537
538         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
539                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
540                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
541                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
542                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
543         }
544 }
545
546 /*
547  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
548  * physical address to use is returned.
549  *
550  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
551  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
552  */
553 dma_addr_t
554 swiotlb_map_single_attrs(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size,
555                          int dir, struct dma_attrs *attrs)
556 {
557         dma_addr_t dev_addr = virt_to_bus(ptr);
558         void *map;
559
560         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
561         /*
562          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
563          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
564          * buffering it.
565          */
566         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size) && !swiotlb_force)
567                 return dev_addr;
568
569         /*
570          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
571          */
572         map = map_single(hwdev, ptr, size, dir);
573         if (!map) {
574                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
575                 map = io_tlb_overflow_buffer;
576         }
577
578         dev_addr = virt_to_bus(map);
579
580         /*
581          * Ensure that the address returned is DMA'ble
582          */
583         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, size))
584                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
585
586         return dev_addr;
587 }
588 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single_attrs);
589
590 dma_addr_t
591 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
592 {
593         return swiotlb_map_single_attrs(hwdev, ptr, size, dir, NULL);
594 }
595
596 /*
597  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
598  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
599  * other usages are undefined.
600  *
601  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
602  * whatever the device wrote there.
603  */
604 void
605 swiotlb_unmap_single_attrs(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
606                            size_t size, int dir, struct dma_attrs *attrs)
607 {
608         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
609
610         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
611         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
612                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
613         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
614                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
615 }
616 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single_attrs);
617
618 void
619 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
620                      int dir)
621 {
622         return swiotlb_unmap_single_attrs(hwdev, dev_addr, size, dir, NULL);
623 }
624 /*
625  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
626  * after a transfer.
627  *
628  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
629  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
630  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
631  * address back to the card, you must first perform a
632  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
633  */
634 static void
635 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
636                     size_t size, int dir, int target)
637 {
638         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
639
640         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
641         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
642                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
643         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
644                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
645 }
646
647 void
648 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
649                             size_t size, int dir)
650 {
651         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
652 }
653
654 void
655 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
656                                size_t size, int dir)
657 {
658         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
659 }
660
661 /*
662  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
663  */
664 static void
665 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
666                           unsigned long offset, size_t size,
667                           int dir, int target)
668 {
669         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr) + offset;
670
671         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
672         if (is_swiotlb_buffer(dma_addr))
673                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
674         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
675                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
676 }
677
678 void
679 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
680                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
681 {
682         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
683                                   SYNC_FOR_CPU);
684 }
685
686 void
687 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
688                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
689 {
690         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
691                                   SYNC_FOR_DEVICE);
692 }
693
694 void swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *, struct scatterlist *, int, int,
695                             struct dma_attrs *);
696 /*
697  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
698  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
699  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
700  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
701  * sg_dma_{address,length}(SG).
702  *
703  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
704  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
705  *       (for example via virtual mapping capabilities)
706  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
707  *       used, at most nents.
708  *
709  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
710  * same here.
711  */
712 int
713 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
714                      int dir, struct dma_attrs *attrs)
715 {
716         struct scatterlist *sg;
717         void *addr;
718         dma_addr_t dev_addr;
719         int i;
720
721         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
722
723         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
724                 addr = SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg);
725                 dev_addr = virt_to_bus(addr);
726                 if (swiotlb_force ||
727                     address_needs_mapping(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
728                         void *map = map_single(hwdev, addr, sg->length, dir);
729                         if (!map) {
730                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
731                                    to do proper error handling. */
732                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
733                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
734                                                        attrs);
735                                 sgl[0].dma_length = 0;
736                                 return 0;
737                         }
738                         sg->dma_address = virt_to_bus(map);
739                 } else
740                         sg->dma_address = dev_addr;
741                 sg->dma_length = sg->length;
742         }
743         return nelems;
744 }
745 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
746
747 int
748 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
749                int dir)
750 {
751         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
752 }
753
754 /*
755  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
756  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
757  */
758 void
759 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
760                        int nelems, int dir, struct dma_attrs *attrs)
761 {
762         struct scatterlist *sg;
763         int i;
764
765         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
766
767         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
768                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
769                         unmap_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
770                                      sg->dma_length, dir);
771                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
772                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
773         }
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
776
777 void
778 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
779                  int dir)
780 {
781         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
782 }
783
784 /*
785  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
786  * after a transfer.
787  *
788  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
789  * and usage.
790  */
791 static void
792 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
793                 int nelems, int dir, int target)
794 {
795         struct scatterlist *sg;
796         int i;
797
798         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
799
800         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
801                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
802                         sync_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
803                                     sg->dma_length, dir, target);
804                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
805                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
806         }
807 }
808
809 void
810 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
811                         int nelems, int dir)
812 {
813         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
814 }
815
816 void
817 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
818                            int nelems, int dir)
819 {
820         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
821 }
822
823 int
824 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
825 {
826         return (dma_addr == virt_to_bus(io_tlb_overflow_buffer));
827 }
828
829 /*
830  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
831  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
832  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
833  * this function.
834  */
835 int
836 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
837 {
838         return virt_to_bus(io_tlb_end - 1) <= mask;
839 }
840
841 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
842 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
843 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
844 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
845 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
846 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
847 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
848 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
849 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
850 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
851 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
852 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
853 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
854 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);