XZ decompressor: Fix decoding of empty LZMA2 streams
[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  * 08/12/11 beckyb      Add highmem support
18  */
19
20 #include <linux/cache.h>
21 #include <linux/dma-mapping.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25 #include <linux/string.h>
26 #include <linux/swiotlb.h>
27 #include <linux/pfn.h>
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/gfp.h>
32
33 #include <asm/io.h>
34 #include <asm/dma.h>
35 #include <asm/scatterlist.h>
36
37 #include <linux/init.h>
38 #include <linux/bootmem.h>
39 #include <linux/iommu-helper.h>
40
41 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
42                            ( (val) & ( (align) - 1)))
43
44 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
45
46 /*
47  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
48  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
49  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
50  */
51 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
52
53 int swiotlb_force;
54
55 /*
56  * Used to do a quick range check in swiotlb_tbl_unmap_single and
57  * swiotlb_tbl_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
58  * API.
59  */
60 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
61
62 /*
63  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) between io_tlb_start and
64  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
65  */
66 static unsigned long io_tlb_nslabs;
67
68 /*
69  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
70  */
71 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
72
73 static void *io_tlb_overflow_buffer;
74
75 /*
76  * This is a free list describing the number of free entries available from
77  * each index
78  */
79 static unsigned int *io_tlb_list;
80 static unsigned int io_tlb_index;
81
82 /*
83  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
84  * for the sync operations.
85  */
86 static phys_addr_t *io_tlb_orig_addr;
87
88 /*
89  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
90  */
91 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
92
93 static int late_alloc;
94
95 static int __init
96 setup_io_tlb_npages(char *str)
97 {
98         if (isdigit(*str)) {
99                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
100                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
101                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
102         }
103         if (*str == ',')
104                 ++str;
105         if (!strcmp(str, "force"))
106                 swiotlb_force = 1;
107
108         return 1;
109 }
110 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
111 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
112
113 /* Note that this doesn't work with highmem page */
114 static dma_addr_t swiotlb_virt_to_bus(struct device *hwdev,
115                                       volatile void *address)
116 {
117         return phys_to_dma(hwdev, virt_to_phys(address));
118 }
119
120 void swiotlb_print_info(void)
121 {
122         unsigned long bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
123         phys_addr_t pstart, pend;
124
125         pstart = virt_to_phys(io_tlb_start);
126         pend = virt_to_phys(io_tlb_end);
127
128         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between %p - %p\n",
129                bytes >> 20, io_tlb_start, io_tlb_end);
130         printk(KERN_INFO "software IO TLB at phys %#llx - %#llx\n",
131                (unsigned long long)pstart,
132                (unsigned long long)pend);
133 }
134
135 void __init swiotlb_init_with_tbl(char *tlb, unsigned long nslabs, int verbose)
136 {
137         unsigned long i, bytes;
138
139         bytes = nslabs << IO_TLB_SHIFT;
140
141         io_tlb_nslabs = nslabs;
142         io_tlb_start = tlb;
143         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
144
145         /*
146          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
147          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
148          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
149          */
150         io_tlb_list = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
151         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
152                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
153         io_tlb_index = 0;
154         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
155
156         /*
157          * Get the overflow emergency buffer
158          */
159         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
160         if (!io_tlb_overflow_buffer)
161                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
162         if (verbose)
163                 swiotlb_print_info();
164 }
165
166 /*
167  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
168  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
169  */
170 void __init
171 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size, int verbose)
172 {
173         unsigned long bytes;
174
175         if (!io_tlb_nslabs) {
176                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
177                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
178         }
179
180         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
181
182         /*
183          * Get IO TLB memory from the low pages
184          */
185         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(bytes));
186         if (!io_tlb_start)
187                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
188
189         swiotlb_init_with_tbl(io_tlb_start, io_tlb_nslabs, verbose);
190 }
191
192 void __init
193 swiotlb_init(int verbose)
194 {
195         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20), verbose);  /* default to 64MB */
196 }
197
198 /*
199  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
200  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
201  * This should be just like above, but with some error catching.
202  */
203 int
204 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
205 {
206         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
207         unsigned int order;
208
209         if (!io_tlb_nslabs) {
210                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
211                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
212         }
213
214         /*
215          * Get IO TLB memory from the low pages
216          */
217         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
218         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
219         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
220
221         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
222                 io_tlb_start = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
223                                                         order);
224                 if (io_tlb_start)
225                         break;
226                 order--;
227         }
228
229         if (!io_tlb_start)
230                 goto cleanup1;
231
232         if (order != get_order(bytes)) {
233                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
234                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
235                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
236                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
237         }
238         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
239         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
240
241         /*
242          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
243          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
244          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
245          */
246         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
247                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
248         if (!io_tlb_list)
249                 goto cleanup2;
250
251         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
252                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
253         io_tlb_index = 0;
254
255         io_tlb_orig_addr = (phys_addr_t *)
256                 __get_free_pages(GFP_KERNEL,
257                                  get_order(io_tlb_nslabs *
258                                            sizeof(phys_addr_t)));
259         if (!io_tlb_orig_addr)
260                 goto cleanup3;
261
262         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
263
264         /*
265          * Get the overflow emergency buffer
266          */
267         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
268                                                   get_order(io_tlb_overflow));
269         if (!io_tlb_overflow_buffer)
270                 goto cleanup4;
271
272         swiotlb_print_info();
273
274         late_alloc = 1;
275
276         return 0;
277
278 cleanup4:
279         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
280                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
281         io_tlb_orig_addr = NULL;
282 cleanup3:
283         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
284                                                          sizeof(int)));
285         io_tlb_list = NULL;
286 cleanup2:
287         io_tlb_end = NULL;
288         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
289         io_tlb_start = NULL;
290 cleanup1:
291         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
292         return -ENOMEM;
293 }
294
295 void __init swiotlb_free(void)
296 {
297         if (!io_tlb_overflow_buffer)
298                 return;
299
300         if (late_alloc) {
301                 free_pages((unsigned long)io_tlb_overflow_buffer,
302                            get_order(io_tlb_overflow));
303                 free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
304                            get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
305                 free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
306                                                                  sizeof(int)));
307                 free_pages((unsigned long)io_tlb_start,
308                            get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
309         } else {
310                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_overflow_buffer),
311                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
312                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_orig_addr),
313                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
314                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_list),
315                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
316                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_start),
317                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
318         }
319 }
320
321 static int is_swiotlb_buffer(phys_addr_t paddr)
322 {
323         return paddr >= virt_to_phys(io_tlb_start) &&
324                 paddr < virt_to_phys(io_tlb_end);
325 }
326
327 /*
328  * Bounce: copy the swiotlb buffer back to the original dma location
329  */
330 void swiotlb_bounce(phys_addr_t phys, char *dma_addr, size_t size,
331                     enum dma_data_direction dir)
332 {
333         unsigned long pfn = PFN_DOWN(phys);
334
335         if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn))) {
336                 /* The buffer does not have a mapping.  Map it in and copy */
337                 unsigned int offset = phys & ~PAGE_MASK;
338                 char *buffer;
339                 unsigned int sz = 0;
340                 unsigned long flags;
341
342                 while (size) {
343                         sz = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
344
345                         local_irq_save(flags);
346                         buffer = kmap_atomic(pfn_to_page(pfn),
347                                              KM_BOUNCE_READ);
348                         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
349                                 memcpy(dma_addr, buffer + offset, sz);
350                         else
351                                 memcpy(buffer + offset, dma_addr, sz);
352                         kunmap_atomic(buffer, KM_BOUNCE_READ);
353                         local_irq_restore(flags);
354
355                         size -= sz;
356                         pfn++;
357                         dma_addr += sz;
358                         offset = 0;
359                 }
360         } else {
361                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
362                         memcpy(dma_addr, phys_to_virt(phys), size);
363                 else
364                         memcpy(phys_to_virt(phys), dma_addr, size);
365         }
366 }
367 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_bounce);
368
369 void *swiotlb_tbl_map_single(struct device *hwdev, dma_addr_t tbl_dma_addr,
370                              phys_addr_t phys, size_t size,
371                              enum dma_data_direction dir)
372 {
373         unsigned long flags;
374         char *dma_addr;
375         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
376         int i;
377         unsigned long mask;
378         unsigned long offset_slots;
379         unsigned long max_slots;
380
381         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
382
383         tbl_dma_addr &= mask;
384
385         offset_slots = ALIGN(tbl_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
386
387         /*
388          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
389          */
390         max_slots = mask + 1
391                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
392                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
393
394         /*
395          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
396          * hence alignment) to a page size.
397          */
398         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
399         if (size > PAGE_SIZE)
400                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
401         else
402                 stride = 1;
403
404         BUG_ON(!nslots);
405
406         /*
407          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
408          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
409          */
410         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
411         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
412         if (index >= io_tlb_nslabs)
413                 index = 0;
414         wrap = index;
415
416         do {
417                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
418                                               max_slots)) {
419                         index += stride;
420                         if (index >= io_tlb_nslabs)
421                                 index = 0;
422                         if (index == wrap)
423                                 goto not_found;
424                 }
425
426                 /*
427                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
428                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
429                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
430                  */
431                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
432                         int count = 0;
433
434                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
435                                 io_tlb_list[i] = 0;
436                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
437                                 io_tlb_list[i] = ++count;
438                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
439
440                         /*
441                          * Update the indices to avoid searching in the next
442                          * round.
443                          */
444                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
445                                         ? (index + nslots) : 0);
446
447                         goto found;
448                 }
449                 index += stride;
450                 if (index >= io_tlb_nslabs)
451                         index = 0;
452         } while (index != wrap);
453
454 not_found:
455         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
456         return NULL;
457 found:
458         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
459
460         /*
461          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
462          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
463          * needed.
464          */
465         for (i = 0; i < nslots; i++)
466                 io_tlb_orig_addr[index+i] = phys + (i << IO_TLB_SHIFT);
467         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
468                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
469
470         return dma_addr;
471 }
472 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_map_single);
473
474 /*
475  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
476  */
477
478 static void *
479 map_single(struct device *hwdev, phys_addr_t phys, size_t size,
480            enum dma_data_direction dir)
481 {
482         dma_addr_t start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_start);
483
484         return swiotlb_tbl_map_single(hwdev, start_dma_addr, phys, size, dir);
485 }
486
487 /*
488  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
489  */
490 void
491 swiotlb_tbl_unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
492                         enum dma_data_direction dir)
493 {
494         unsigned long flags;
495         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
496         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
497         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
498
499         /*
500          * First, sync the memory before unmapping the entry
501          */
502         if (phys && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
503                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
504
505         /*
506          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
507          * entries to indicate the number of contiguous entries available.
508          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
509          * with slots below and above the pool being returned.
510          */
511         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
512         {
513                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
514                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
515                 /*
516                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
517                  * slots with superceeding slots
518                  */
519                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
520                         io_tlb_list[i] = ++count;
521                 /*
522                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
523                  * if available (non zero)
524                  */
525                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
526                         io_tlb_list[i] = ++count;
527         }
528         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
529 }
530 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_unmap_single);
531
532 void
533 swiotlb_tbl_sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
534                         enum dma_data_direction dir,
535                         enum dma_sync_target target)
536 {
537         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
538         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
539
540         phys += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
541
542         switch (target) {
543         case SYNC_FOR_CPU:
544                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
545                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
546                 else
547                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
548                 break;
549         case SYNC_FOR_DEVICE:
550                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
551                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
552                 else
553                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
554                 break;
555         default:
556                 BUG();
557         }
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_sync_single);
560
561 void *
562 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
563                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
564 {
565         dma_addr_t dev_addr;
566         void *ret;
567         int order = get_order(size);
568         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
569
570         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
571                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
572
573         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
574         if (ret && swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret) + size - 1 > dma_mask) {
575                 /*
576                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
577                  */
578                 free_pages((unsigned long) ret, order);
579                 ret = NULL;
580         }
581         if (!ret) {
582                 /*
583                  * We are either out of memory or the device can't DMA to
584                  * GFP_DMA memory; fall back on map_single(), which
585                  * will grab memory from the lowest available address range.
586                  */
587                 ret = map_single(hwdev, 0, size, DMA_FROM_DEVICE);
588                 if (!ret)
589                         return NULL;
590         }
591
592         memset(ret, 0, size);
593         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret);
594
595         /* Confirm address can be DMA'd by device */
596         if (dev_addr + size - 1 > dma_mask) {
597                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
598                        (unsigned long long)dma_mask,
599                        (unsigned long long)dev_addr);
600
601                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
602                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
603                 return NULL;
604         }
605         *dma_handle = dev_addr;
606         return ret;
607 }
608 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
609
610 void
611 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
612                       dma_addr_t dev_addr)
613 {
614         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
615
616         WARN_ON(irqs_disabled());
617         if (!is_swiotlb_buffer(paddr))
618                 free_pages((unsigned long)vaddr, get_order(size));
619         else
620                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in swiotlb_tbl_unmap_single */
621                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
622 }
623 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
624
625 static void
626 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, enum dma_data_direction dir,
627              int do_panic)
628 {
629         /*
630          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
631          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
632          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
633          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
634          * the damage, or panic when the transfer is too big.
635          */
636         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
637                "device %s\n", size, dev ? dev_name(dev) : "?");
638
639         if (size <= io_tlb_overflow || !do_panic)
640                 return;
641
642         if (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
643                 panic("DMA: Random memory could be DMA accessed\n");
644         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
645                 panic("DMA: Random memory could be DMA written\n");
646         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
647                 panic("DMA: Random memory could be DMA read\n");
648 }
649
650 /*
651  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
652  * physical address to use is returned.
653  *
654  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
655  * either swiotlb_unmap_page or swiotlb_dma_sync_single is performed.
656  */
657 dma_addr_t swiotlb_map_page(struct device *dev, struct page *page,
658                             unsigned long offset, size_t size,
659                             enum dma_data_direction dir,
660                             struct dma_attrs *attrs)
661 {
662         phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
663         dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(dev, phys);
664         void *map;
665
666         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
667         /*
668          * If the address happens to be in the device's DMA window,
669          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
670          * buffering it.
671          */
672         if (dma_capable(dev, dev_addr, size) && !swiotlb_force)
673                 return dev_addr;
674
675         /*
676          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
677          */
678         map = map_single(dev, phys, size, dir);
679         if (!map) {
680                 swiotlb_full(dev, size, dir, 1);
681                 map = io_tlb_overflow_buffer;
682         }
683
684         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, map);
685
686         /*
687          * Ensure that the address returned is DMA'ble
688          */
689         if (!dma_capable(dev, dev_addr, size)) {
690                 swiotlb_tbl_unmap_single(dev, map, size, dir);
691                 dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, io_tlb_overflow_buffer);
692         }
693
694         return dev_addr;
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_map_page);
697
698 /*
699  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
700  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_page call.  All
701  * other usages are undefined.
702  *
703  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
704  * whatever the device wrote there.
705  */
706 static void unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
707                          size_t size, enum dma_data_direction dir)
708 {
709         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
710
711         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
712
713         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
714                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir);
715                 return;
716         }
717
718         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
719                 return;
720
721         /*
722          * phys_to_virt doesn't work with hihgmem page but we could
723          * call dma_mark_clean() with hihgmem page here. However, we
724          * are fine since dma_mark_clean() is null on POWERPC. We can
725          * make dma_mark_clean() take a physical address if necessary.
726          */
727         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
728 }
729
730 void swiotlb_unmap_page(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
731                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
732                         struct dma_attrs *attrs)
733 {
734         unmap_single(hwdev, dev_addr, size, dir);
735 }
736 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_unmap_page);
737
738 /*
739  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
740  * after a transfer.
741  *
742  * If you perform a swiotlb_map_page() but wish to interrogate the buffer
743  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
744  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
745  * address back to the card, you must first perform a
746  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
747  */
748 static void
749 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
750                     size_t size, enum dma_data_direction dir,
751                     enum dma_sync_target target)
752 {
753         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
754
755         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
756
757         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
758                 swiotlb_tbl_sync_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir,
759                                        target);
760                 return;
761         }
762
763         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
764                 return;
765
766         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
767 }
768
769 void
770 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
771                             size_t size, enum dma_data_direction dir)
772 {
773         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
776
777 void
778 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
779                                size_t size, enum dma_data_direction dir)
780 {
781         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
782 }
783 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
784
785 /*
786  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
787  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_page
788  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
789  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
790  * sg_dma_{address,length}(SG).
791  *
792  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
793  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
794  *       (for example via virtual mapping capabilities)
795  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
796  *       used, at most nents.
797  *
798  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_page are the
799  * same here.
800  */
801 int
802 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
803                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
804 {
805         struct scatterlist *sg;
806         int i;
807
808         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
809
810         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
811                 phys_addr_t paddr = sg_phys(sg);
812                 dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(hwdev, paddr);
813
814                 if (swiotlb_force ||
815                     !dma_capable(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
816                         void *map = map_single(hwdev, sg_phys(sg),
817                                                sg->length, dir);
818                         if (!map) {
819                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
820                                    to do proper error handling. */
821                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
822                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
823                                                        attrs);
824                                 sgl[0].dma_length = 0;
825                                 return 0;
826                         }
827                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, map);
828                 } else
829                         sg->dma_address = dev_addr;
830                 sg->dma_length = sg->length;
831         }
832         return nelems;
833 }
834 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
835
836 int
837 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
838                enum dma_data_direction dir)
839 {
840         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
841 }
842 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
843
844 /*
845  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
846  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_page() above.
847  */
848 void
849 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
850                        int nelems, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
851 {
852         struct scatterlist *sg;
853         int i;
854
855         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
856
857         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
858                 unmap_single(hwdev, sg->dma_address, sg->dma_length, dir);
859
860 }
861 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
862
863 void
864 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
865                  enum dma_data_direction dir)
866 {
867         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
868 }
869 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
870
871 /*
872  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
873  * after a transfer.
874  *
875  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
876  * and usage.
877  */
878 static void
879 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
880                 int nelems, enum dma_data_direction dir,
881                 enum dma_sync_target target)
882 {
883         struct scatterlist *sg;
884         int i;
885
886         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
887                 swiotlb_sync_single(hwdev, sg->dma_address,
888                                     sg->dma_length, dir, target);
889 }
890
891 void
892 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
893                         int nelems, enum dma_data_direction dir)
894 {
895         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
896 }
897 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
898
899 void
900 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
901                            int nelems, enum dma_data_direction dir)
902 {
903         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
906
907 int
908 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
909 {
910         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_overflow_buffer));
911 }
912 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
913
914 /*
915  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
916  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
917  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
918  * this function.
919  */
920 int
921 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
922 {
923         return swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_end - 1) <= mask;
924 }
925 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);