bcmdhd: do not turn off mmc at probe
[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 unsigned long swioltb_nr_tbl(void)
114 {
115         return io_tlb_nslabs;
116 }
117
118 /* Note that this doesn't work with highmem page */
119 static dma_addr_t swiotlb_virt_to_bus(struct device *hwdev,
120                                       volatile void *address)
121 {
122         return phys_to_dma(hwdev, virt_to_phys(address));
123 }
124
125 void swiotlb_print_info(void)
126 {
127         unsigned long bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
128         phys_addr_t pstart, pend;
129
130         pstart = virt_to_phys(io_tlb_start);
131         pend = virt_to_phys(io_tlb_end);
132
133         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between %p - %p\n",
134                bytes >> 20, io_tlb_start, io_tlb_end);
135         printk(KERN_INFO "software IO TLB at phys %#llx - %#llx\n",
136                (unsigned long long)pstart,
137                (unsigned long long)pend);
138 }
139
140 void __init swiotlb_init_with_tbl(char *tlb, unsigned long nslabs, int verbose)
141 {
142         unsigned long i, bytes;
143
144         bytes = nslabs << IO_TLB_SHIFT;
145
146         io_tlb_nslabs = nslabs;
147         io_tlb_start = tlb;
148         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
149
150         /*
151          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
152          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
153          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
154          */
155         io_tlb_list = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
156         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
157                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
158         io_tlb_index = 0;
159         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
160
161         /*
162          * Get the overflow emergency buffer
163          */
164         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
165         if (!io_tlb_overflow_buffer)
166                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
167         if (verbose)
168                 swiotlb_print_info();
169 }
170
171 /*
172  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
173  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
174  */
175 void __init
176 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size, int verbose)
177 {
178         unsigned long bytes;
179
180         if (!io_tlb_nslabs) {
181                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
182                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
183         }
184
185         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
186
187         /*
188          * Get IO TLB memory from the low pages
189          */
190         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(bytes));
191         if (!io_tlb_start)
192                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
193
194         swiotlb_init_with_tbl(io_tlb_start, io_tlb_nslabs, verbose);
195 }
196
197 void __init
198 swiotlb_init(int verbose)
199 {
200         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20), verbose);  /* default to 64MB */
201 }
202
203 /*
204  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
205  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
206  * This should be just like above, but with some error catching.
207  */
208 int
209 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
210 {
211         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
212         unsigned int order;
213
214         if (!io_tlb_nslabs) {
215                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
216                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
217         }
218
219         /*
220          * Get IO TLB memory from the low pages
221          */
222         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
223         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
224         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
225
226         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
227                 io_tlb_start = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
228                                                         order);
229                 if (io_tlb_start)
230                         break;
231                 order--;
232         }
233
234         if (!io_tlb_start)
235                 goto cleanup1;
236
237         if (order != get_order(bytes)) {
238                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
239                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
240                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
241                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
242         }
243         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
244         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
245
246         /*
247          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
248          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
249          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
250          */
251         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
252                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
253         if (!io_tlb_list)
254                 goto cleanup2;
255
256         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
257                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
258         io_tlb_index = 0;
259
260         io_tlb_orig_addr = (phys_addr_t *)
261                 __get_free_pages(GFP_KERNEL,
262                                  get_order(io_tlb_nslabs *
263                                            sizeof(phys_addr_t)));
264         if (!io_tlb_orig_addr)
265                 goto cleanup3;
266
267         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
268
269         /*
270          * Get the overflow emergency buffer
271          */
272         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
273                                                   get_order(io_tlb_overflow));
274         if (!io_tlb_overflow_buffer)
275                 goto cleanup4;
276
277         swiotlb_print_info();
278
279         late_alloc = 1;
280
281         return 0;
282
283 cleanup4:
284         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
285                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
286         io_tlb_orig_addr = NULL;
287 cleanup3:
288         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
289                                                          sizeof(int)));
290         io_tlb_list = NULL;
291 cleanup2:
292         io_tlb_end = NULL;
293         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
294         io_tlb_start = NULL;
295 cleanup1:
296         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
297         return -ENOMEM;
298 }
299
300 void __init swiotlb_free(void)
301 {
302         if (!io_tlb_overflow_buffer)
303                 return;
304
305         if (late_alloc) {
306                 free_pages((unsigned long)io_tlb_overflow_buffer,
307                            get_order(io_tlb_overflow));
308                 free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
309                            get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
310                 free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
311                                                                  sizeof(int)));
312                 free_pages((unsigned long)io_tlb_start,
313                            get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
314         } else {
315                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_overflow_buffer),
316                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
317                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_orig_addr),
318                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
319                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_list),
320                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
321                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_start),
322                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
323         }
324 }
325
326 static int is_swiotlb_buffer(phys_addr_t paddr)
327 {
328         return paddr >= virt_to_phys(io_tlb_start) &&
329                 paddr < virt_to_phys(io_tlb_end);
330 }
331
332 /*
333  * Bounce: copy the swiotlb buffer back to the original dma location
334  */
335 void swiotlb_bounce(phys_addr_t phys, char *dma_addr, size_t size,
336                     enum dma_data_direction dir)
337 {
338         unsigned long pfn = PFN_DOWN(phys);
339
340         if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn))) {
341                 /* The buffer does not have a mapping.  Map it in and copy */
342                 unsigned int offset = phys & ~PAGE_MASK;
343                 char *buffer;
344                 unsigned int sz = 0;
345                 unsigned long flags;
346
347                 while (size) {
348                         sz = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
349
350                         local_irq_save(flags);
351                         buffer = kmap_atomic(pfn_to_page(pfn),
352                                              KM_BOUNCE_READ);
353                         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
354                                 memcpy(dma_addr, buffer + offset, sz);
355                         else
356                                 memcpy(buffer + offset, dma_addr, sz);
357                         kunmap_atomic(buffer, KM_BOUNCE_READ);
358                         local_irq_restore(flags);
359
360                         size -= sz;
361                         pfn++;
362                         dma_addr += sz;
363                         offset = 0;
364                 }
365         } else {
366                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
367                         memcpy(dma_addr, phys_to_virt(phys), size);
368                 else
369                         memcpy(phys_to_virt(phys), dma_addr, size);
370         }
371 }
372 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_bounce);
373
374 void *swiotlb_tbl_map_single(struct device *hwdev, dma_addr_t tbl_dma_addr,
375                              phys_addr_t phys, size_t size,
376                              enum dma_data_direction dir)
377 {
378         unsigned long flags;
379         char *dma_addr;
380         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
381         int i;
382         unsigned long mask;
383         unsigned long offset_slots;
384         unsigned long max_slots;
385
386         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
387
388         tbl_dma_addr &= mask;
389
390         offset_slots = ALIGN(tbl_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
391
392         /*
393          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
394          */
395         max_slots = mask + 1
396                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
397                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
398
399         /*
400          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
401          * hence alignment) to a page size.
402          */
403         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
404         if (size > PAGE_SIZE)
405                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
406         else
407                 stride = 1;
408
409         BUG_ON(!nslots);
410
411         /*
412          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
413          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
414          */
415         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
416         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
417         if (index >= io_tlb_nslabs)
418                 index = 0;
419         wrap = index;
420
421         do {
422                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
423                                               max_slots)) {
424                         index += stride;
425                         if (index >= io_tlb_nslabs)
426                                 index = 0;
427                         if (index == wrap)
428                                 goto not_found;
429                 }
430
431                 /*
432                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
433                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
434                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
435                  */
436                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
437                         int count = 0;
438
439                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
440                                 io_tlb_list[i] = 0;
441                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
442                                 io_tlb_list[i] = ++count;
443                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
444
445                         /*
446                          * Update the indices to avoid searching in the next
447                          * round.
448                          */
449                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
450                                         ? (index + nslots) : 0);
451
452                         goto found;
453                 }
454                 index += stride;
455                 if (index >= io_tlb_nslabs)
456                         index = 0;
457         } while (index != wrap);
458
459 not_found:
460         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
461         return NULL;
462 found:
463         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
464
465         /*
466          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
467          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
468          * needed.
469          */
470         for (i = 0; i < nslots; i++)
471                 io_tlb_orig_addr[index+i] = phys + (i << IO_TLB_SHIFT);
472         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
473                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
474
475         return dma_addr;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_map_single);
478
479 /*
480  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
481  */
482
483 static void *
484 map_single(struct device *hwdev, phys_addr_t phys, size_t size,
485            enum dma_data_direction dir)
486 {
487         dma_addr_t start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_start);
488
489         return swiotlb_tbl_map_single(hwdev, start_dma_addr, phys, size, dir);
490 }
491
492 /*
493  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
494  */
495 void
496 swiotlb_tbl_unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
497                         enum dma_data_direction dir)
498 {
499         unsigned long flags;
500         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
501         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
502         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
503
504         /*
505          * First, sync the memory before unmapping the entry
506          */
507         if (phys && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
508                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
509
510         /*
511          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
512          * entries to indicate the number of contiguous entries available.
513          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
514          * with slots below and above the pool being returned.
515          */
516         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
517         {
518                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
519                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
520                 /*
521                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
522                  * slots with superceeding slots
523                  */
524                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
525                         io_tlb_list[i] = ++count;
526                 /*
527                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
528                  * if available (non zero)
529                  */
530                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
531                         io_tlb_list[i] = ++count;
532         }
533         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
534 }
535 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_unmap_single);
536
537 void
538 swiotlb_tbl_sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
539                         enum dma_data_direction dir,
540                         enum dma_sync_target target)
541 {
542         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
543         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
544
545         phys += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
546
547         switch (target) {
548         case SYNC_FOR_CPU:
549                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
550                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
551                 else
552                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
553                 break;
554         case SYNC_FOR_DEVICE:
555                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
556                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
557                 else
558                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
559                 break;
560         default:
561                 BUG();
562         }
563 }
564 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_sync_single);
565
566 void *
567 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
568                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
569 {
570         dma_addr_t dev_addr;
571         void *ret;
572         int order = get_order(size);
573         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
574
575         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
576                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
577
578         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
579         if (ret && swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret) + size - 1 > dma_mask) {
580                 /*
581                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
582                  */
583                 free_pages((unsigned long) ret, order);
584                 ret = NULL;
585         }
586         if (!ret) {
587                 /*
588                  * We are either out of memory or the device can't DMA to
589                  * GFP_DMA memory; fall back on map_single(), which
590                  * will grab memory from the lowest available address range.
591                  */
592                 ret = map_single(hwdev, 0, size, DMA_FROM_DEVICE);
593                 if (!ret)
594                         return NULL;
595         }
596
597         memset(ret, 0, size);
598         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret);
599
600         /* Confirm address can be DMA'd by device */
601         if (dev_addr + size - 1 > dma_mask) {
602                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
603                        (unsigned long long)dma_mask,
604                        (unsigned long long)dev_addr);
605
606                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
607                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
608                 return NULL;
609         }
610         *dma_handle = dev_addr;
611         return ret;
612 }
613 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
614
615 void
616 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
617                       dma_addr_t dev_addr)
618 {
619         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
620
621         WARN_ON(irqs_disabled());
622         if (!is_swiotlb_buffer(paddr))
623                 free_pages((unsigned long)vaddr, get_order(size));
624         else
625                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in swiotlb_tbl_unmap_single */
626                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
627 }
628 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
629
630 static void
631 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, enum dma_data_direction dir,
632              int do_panic)
633 {
634         /*
635          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
636          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
637          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
638          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
639          * the damage, or panic when the transfer is too big.
640          */
641         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
642                "device %s\n", size, dev ? dev_name(dev) : "?");
643
644         if (size <= io_tlb_overflow || !do_panic)
645                 return;
646
647         if (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
648                 panic("DMA: Random memory could be DMA accessed\n");
649         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
650                 panic("DMA: Random memory could be DMA written\n");
651         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
652                 panic("DMA: Random memory could be DMA read\n");
653 }
654
655 /*
656  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
657  * physical address to use is returned.
658  *
659  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
660  * either swiotlb_unmap_page or swiotlb_dma_sync_single is performed.
661  */
662 dma_addr_t swiotlb_map_page(struct device *dev, struct page *page,
663                             unsigned long offset, size_t size,
664                             enum dma_data_direction dir,
665                             struct dma_attrs *attrs)
666 {
667         phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
668         dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(dev, phys);
669         void *map;
670
671         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
672         /*
673          * If the address happens to be in the device's DMA window,
674          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
675          * buffering it.
676          */
677         if (dma_capable(dev, dev_addr, size) && !swiotlb_force)
678                 return dev_addr;
679
680         /*
681          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
682          */
683         map = map_single(dev, phys, size, dir);
684         if (!map) {
685                 swiotlb_full(dev, size, dir, 1);
686                 map = io_tlb_overflow_buffer;
687         }
688
689         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, map);
690
691         /*
692          * Ensure that the address returned is DMA'ble
693          */
694         if (!dma_capable(dev, dev_addr, size)) {
695                 swiotlb_tbl_unmap_single(dev, map, size, dir);
696                 dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, io_tlb_overflow_buffer);
697         }
698
699         return dev_addr;
700 }
701 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_map_page);
702
703 /*
704  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
705  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_page call.  All
706  * other usages are undefined.
707  *
708  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
709  * whatever the device wrote there.
710  */
711 static void unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
712                          size_t size, enum dma_data_direction dir)
713 {
714         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
715
716         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
717
718         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
719                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir);
720                 return;
721         }
722
723         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
724                 return;
725
726         /*
727          * phys_to_virt doesn't work with hihgmem page but we could
728          * call dma_mark_clean() with hihgmem page here. However, we
729          * are fine since dma_mark_clean() is null on POWERPC. We can
730          * make dma_mark_clean() take a physical address if necessary.
731          */
732         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
733 }
734
735 void swiotlb_unmap_page(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
736                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
737                         struct dma_attrs *attrs)
738 {
739         unmap_single(hwdev, dev_addr, size, dir);
740 }
741 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_unmap_page);
742
743 /*
744  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
745  * after a transfer.
746  *
747  * If you perform a swiotlb_map_page() but wish to interrogate the buffer
748  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
749  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
750  * address back to the card, you must first perform a
751  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
752  */
753 static void
754 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
755                     size_t size, enum dma_data_direction dir,
756                     enum dma_sync_target target)
757 {
758         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
759
760         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
761
762         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
763                 swiotlb_tbl_sync_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir,
764                                        target);
765                 return;
766         }
767
768         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
769                 return;
770
771         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
772 }
773
774 void
775 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
776                             size_t size, enum dma_data_direction dir)
777 {
778         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
779 }
780 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
781
782 void
783 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
784                                size_t size, enum dma_data_direction dir)
785 {
786         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
787 }
788 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
789
790 /*
791  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
792  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_page
793  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
794  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
795  * sg_dma_{address,length}(SG).
796  *
797  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
798  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
799  *       (for example via virtual mapping capabilities)
800  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
801  *       used, at most nents.
802  *
803  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_page are the
804  * same here.
805  */
806 int
807 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
808                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
809 {
810         struct scatterlist *sg;
811         int i;
812
813         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
814
815         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
816                 phys_addr_t paddr = sg_phys(sg);
817                 dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(hwdev, paddr);
818
819                 if (swiotlb_force ||
820                     !dma_capable(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
821                         void *map = map_single(hwdev, sg_phys(sg),
822                                                sg->length, dir);
823                         if (!map) {
824                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
825                                    to do proper error handling. */
826                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
827                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
828                                                        attrs);
829                                 sgl[0].dma_length = 0;
830                                 return 0;
831                         }
832                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, map);
833                 } else
834                         sg->dma_address = dev_addr;
835                 sg->dma_length = sg->length;
836         }
837         return nelems;
838 }
839 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
840
841 int
842 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
843                enum dma_data_direction dir)
844 {
845         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
846 }
847 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
848
849 /*
850  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
851  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_page() above.
852  */
853 void
854 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
855                        int nelems, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
856 {
857         struct scatterlist *sg;
858         int i;
859
860         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
861
862         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
863                 unmap_single(hwdev, sg->dma_address, sg->dma_length, dir);
864
865 }
866 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
867
868 void
869 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
870                  enum dma_data_direction dir)
871 {
872         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
873 }
874 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
875
876 /*
877  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
878  * after a transfer.
879  *
880  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
881  * and usage.
882  */
883 static void
884 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
885                 int nelems, enum dma_data_direction dir,
886                 enum dma_sync_target target)
887 {
888         struct scatterlist *sg;
889         int i;
890
891         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
892                 swiotlb_sync_single(hwdev, sg->dma_address,
893                                     sg->dma_length, dir, target);
894 }
895
896 void
897 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
898                         int nelems, enum dma_data_direction dir)
899 {
900         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
901 }
902 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
903
904 void
905 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
906                            int nelems, enum dma_data_direction dir)
907 {
908         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
909 }
910 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
911
912 int
913 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
914 {
915         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_overflow_buffer));
916 }
917 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
918
919 /*
920  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
921  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
922  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
923  * this function.
924  */
925 int
926 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
927 {
928         return swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_end - 1) <= mask;
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);