3066ffe1f9eb3a4cd7f6feadbb3220f182d5e48f
[linux-2.6.git] / lib / swiotlb.c
1 /*
2  * Dynamic DMA mapping support.
3  *
4  * This implementation is a fallback for platforms that do not support
5  * I/O TLBs (aka DMA address translation hardware).
6  * Copyright (C) 2000 Asit Mallick <Asit.K.Mallick@intel.com>
7  * Copyright (C) 2000 Goutham Rao <goutham.rao@intel.com>
8  * Copyright (C) 2000, 2003 Hewlett-Packard Co
9  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
10  *
11  * 03/05/07 davidm      Switch from PCI-DMA to generic device DMA API.
12  * 00/12/13 davidm      Rename to swiotlb.c and add mark_clean() to avoid
13  *                      unnecessary i-cache flushing.
14  * 04/07/.. ak          Better overflow handling. Assorted fixes.
15  * 05/09/10 linville    Add support for syncing ranges, support syncing for
16  *                      DMA_BIDIRECTIONAL mappings, miscellaneous cleanup.
17  */
18
19 #include <linux/cache.h>
20 #include <linux/dma-mapping.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/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)
278 {
279         dma_addr_t mask = 0xffffffff;
280         /* If the device has a mask, use it, otherwise default to 32 bits */
281         if (hwdev && hwdev->dma_mask)
282                 mask = *hwdev->dma_mask;
283         return (addr & ~mask) != 0;
284 }
285
286 /*
287  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
288  */
289 static void *
290 map_single(struct device *hwdev, char *buffer, size_t size, int dir)
291 {
292         unsigned long flags;
293         char *dma_addr;
294         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
295         int i;
296         unsigned long start_dma_addr;
297         unsigned long mask;
298         unsigned long offset_slots;
299         unsigned long max_slots;
300
301         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
302         start_dma_addr = virt_to_bus(io_tlb_start) & mask;
303
304         offset_slots = ALIGN(start_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
305         max_slots = mask + 1
306                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
307                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
308
309         /*
310          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
311          * hence alignment) to a page size.
312          */
313         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
314         if (size > PAGE_SIZE)
315                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
316         else
317                 stride = 1;
318
319         BUG_ON(!nslots);
320
321         /*
322          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
323          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
324          */
325         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
326         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
327         if (index >= io_tlb_nslabs)
328                 index = 0;
329         wrap = index;
330
331         do {
332                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
333                                               max_slots)) {
334                         index += stride;
335                         if (index >= io_tlb_nslabs)
336                                 index = 0;
337                         if (index == wrap)
338                                 goto not_found;
339                 }
340
341                 /*
342                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
343                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
344                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
345                  */
346                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
347                         int count = 0;
348
349                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
350                                 io_tlb_list[i] = 0;
351                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
352                                 io_tlb_list[i] = ++count;
353                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
354
355                         /*
356                          * Update the indices to avoid searching in the next
357                          * round.
358                          */
359                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
360                                         ? (index + nslots) : 0);
361
362                         goto found;
363                 }
364                 index += stride;
365                 if (index >= io_tlb_nslabs)
366                         index = 0;
367         } while (index != wrap);
368
369 not_found:
370         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
371         return NULL;
372 found:
373         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
374
375         /*
376          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
377          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
378          * needed.
379          */
380         for (i = 0; i < nslots; i++)
381                 io_tlb_orig_addr[index+i] = buffer + (i << IO_TLB_SHIFT);
382         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
383                 memcpy(dma_addr, buffer, size);
384
385         return dma_addr;
386 }
387
388 /*
389  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
390  */
391 static void
392 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
393 {
394         unsigned long flags;
395         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
396         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
397         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
398
399         /*
400          * First, sync the memory before unmapping the entry
401          */
402         if (buffer && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
403                 /*
404                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
405                  * delete the bounce buffer.
406                  */
407                 memcpy(buffer, dma_addr, size);
408
409         /*
410          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
411          * entries to indicate the number of contigous entries available.
412          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
413          * with slots below and above the pool being returned.
414          */
415         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
416         {
417                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
418                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
419                 /*
420                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
421                  * slots with superceeding slots
422                  */
423                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
424                         io_tlb_list[i] = ++count;
425                 /*
426                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
427                  * if available (non zero)
428                  */
429                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
430                         io_tlb_list[i] = ++count;
431         }
432         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
433 }
434
435 static void
436 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
437             int dir, int target)
438 {
439         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
440         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
441
442         buffer += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
443
444         switch (target) {
445         case SYNC_FOR_CPU:
446                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
447                         memcpy(buffer, dma_addr, size);
448                 else
449                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
450                 break;
451         case SYNC_FOR_DEVICE:
452                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
453                         memcpy(dma_addr, buffer, size);
454                 else
455                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
456                 break;
457         default:
458                 BUG();
459         }
460 }
461
462 void *
463 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
464                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
465 {
466         dma_addr_t dev_addr;
467         void *ret;
468         int order = get_order(size);
469
470         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
471         if (ret && address_needs_mapping(hwdev, virt_to_bus(ret))) {
472                 /*
473                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
474                  * Fall back on swiotlb_map_single().
475                  */
476                 free_pages((unsigned long) ret, order);
477                 ret = NULL;
478         }
479         if (!ret) {
480                 /*
481                  * We are either out of memory or the device can't DMA
482                  * to GFP_DMA memory; fall back on
483                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
484                  * the lowest available address range.
485                  */
486                 dma_addr_t handle;
487                 handle = swiotlb_map_single(NULL, NULL, size, DMA_FROM_DEVICE);
488                 if (swiotlb_dma_mapping_error(hwdev, handle))
489                         return NULL;
490
491                 ret = bus_to_virt(handle);
492         }
493
494         memset(ret, 0, size);
495         dev_addr = virt_to_bus(ret);
496
497         /* Confirm address can be DMA'd by device */
498         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
499                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
500                        (unsigned long long)*hwdev->dma_mask,
501                        (unsigned long long)dev_addr);
502                 panic("swiotlb_alloc_coherent: allocated memory is out of "
503                       "range for device");
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 (!(vaddr >= (void *)io_tlb_start
515                     && vaddr < (void *)io_tlb_end))
516                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
517         else
518                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
519                 swiotlb_unmap_single (hwdev, dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE);
520 }
521
522 static void
523 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
524 {
525         /*
526          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
527          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
528          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
529          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
530          * the damage, or panic when the transfer is too big.
531          */
532         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
533                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
534
535         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
536                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
537                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
538                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
539                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
540         }
541 }
542
543 /*
544  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
545  * physical address to use is returned.
546  *
547  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
548  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
549  */
550 dma_addr_t
551 swiotlb_map_single_attrs(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size,
552                          int dir, struct dma_attrs *attrs)
553 {
554         dma_addr_t dev_addr = virt_to_bus(ptr);
555         void *map;
556
557         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
558         /*
559          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
560          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
561          * buffering it.
562          */
563         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr) && !swiotlb_force)
564                 return dev_addr;
565
566         /*
567          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
568          */
569         map = map_single(hwdev, ptr, size, dir);
570         if (!map) {
571                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
572                 map = io_tlb_overflow_buffer;
573         }
574
575         dev_addr = virt_to_bus(map);
576
577         /*
578          * Ensure that the address returned is DMA'ble
579          */
580         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr))
581                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
582
583         return dev_addr;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single_attrs);
586
587 dma_addr_t
588 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
589 {
590         return swiotlb_map_single_attrs(hwdev, ptr, size, dir, NULL);
591 }
592
593 /*
594  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
595  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
596  * other usages are undefined.
597  *
598  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
599  * whatever the device wrote there.
600  */
601 void
602 swiotlb_unmap_single_attrs(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
603                            size_t size, int dir, struct dma_attrs *attrs)
604 {
605         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
606
607         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
608         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
609                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
610         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
611                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single_attrs);
614
615 void
616 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
617                      int dir)
618 {
619         return swiotlb_unmap_single_attrs(hwdev, dev_addr, size, dir, NULL);
620 }
621 /*
622  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
623  * after a transfer.
624  *
625  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
626  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
627  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
628  * address back to the card, you must first perform a
629  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
630  */
631 static void
632 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
633                     size_t size, int dir, int target)
634 {
635         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
636
637         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
638         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
639                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
640         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
641                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
642 }
643
644 void
645 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
646                             size_t size, int dir)
647 {
648         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
649 }
650
651 void
652 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
653                                size_t size, int dir)
654 {
655         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
656 }
657
658 /*
659  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
660  */
661 static void
662 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
663                           unsigned long offset, size_t size,
664                           int dir, int target)
665 {
666         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr) + offset;
667
668         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
669         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
670                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
671         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
672                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
673 }
674
675 void
676 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
677                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
678 {
679         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
680                                   SYNC_FOR_CPU);
681 }
682
683 void
684 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
685                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
686 {
687         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
688                                   SYNC_FOR_DEVICE);
689 }
690
691 void swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *, struct scatterlist *, int, int,
692                             struct dma_attrs *);
693 /*
694  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
695  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
696  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
697  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
698  * sg_dma_{address,length}(SG).
699  *
700  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
701  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
702  *       (for example via virtual mapping capabilities)
703  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
704  *       used, at most nents.
705  *
706  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
707  * same here.
708  */
709 int
710 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
711                      int dir, struct dma_attrs *attrs)
712 {
713         struct scatterlist *sg;
714         void *addr;
715         dma_addr_t dev_addr;
716         int i;
717
718         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
719
720         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
721                 addr = SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg);
722                 dev_addr = virt_to_bus(addr);
723                 if (swiotlb_force || address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
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);