Revert "[IA64] swiotlb abstraction (e.g. for Xen)"
[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
35 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
36                            ( (val) & ( (align) - 1)))
37
38 #define SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg) (page_address((sg)->page) + (sg)->offset)
39 #define SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg) virt_to_bus(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg))
40
41 /*
42  * Maximum allowable number of contiguous slabs to map,
43  * must be a power of 2.  What is the appropriate value ?
44  * The complexity of {map,unmap}_single is linearly dependent on this value.
45  */
46 #define IO_TLB_SEGSIZE  128
47
48 /*
49  * log of the size of each IO TLB slab.  The number of slabs is command line
50  * controllable.
51  */
52 #define IO_TLB_SHIFT 11
53
54 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
55
56 /*
57  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
58  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
59  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
60  */
61 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
62
63 /*
64  * Enumeration for sync targets
65  */
66 enum dma_sync_target {
67         SYNC_FOR_CPU = 0,
68         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
69 };
70
71 int swiotlb_force;
72
73 /*
74  * Used to do a quick range check in swiotlb_unmap_single and
75  * swiotlb_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
76  * API.
77  */
78 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
79
80 /*
81  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
82  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
83  */
84 static unsigned long io_tlb_nslabs;
85
86 /*
87  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
88  */
89 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
90
91 void *io_tlb_overflow_buffer;
92
93 /*
94  * This is a free list describing the number of free entries available from
95  * each index
96  */
97 static unsigned int *io_tlb_list;
98 static unsigned int io_tlb_index;
99
100 /*
101  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
102  * for the sync operations.
103  */
104 static unsigned char **io_tlb_orig_addr;
105
106 /*
107  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
108  */
109 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
110
111 static int __init
112 setup_io_tlb_npages(char *str)
113 {
114         if (isdigit(*str)) {
115                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
116                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
117                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
118         }
119         if (*str == ',')
120                 ++str;
121         if (!strcmp(str, "force"))
122                 swiotlb_force = 1;
123         return 1;
124 }
125 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
126 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
127
128 /*
129  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
130  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
131  */
132 void __init
133 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size)
134 {
135         unsigned long i, bytes;
136
137         if (!io_tlb_nslabs) {
138                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
139                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
140         }
141
142         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
143
144         /*
145          * Get IO TLB memory from the low pages
146          */
147         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(bytes);
148         if (!io_tlb_start)
149                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
150         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
151
152         /*
153          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
154          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
155          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
156          */
157         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
158         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
159                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
160         io_tlb_index = 0;
161         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
162
163         /*
164          * Get the overflow emergency buffer
165          */
166         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
167         if (!io_tlb_overflow_buffer)
168                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
169
170         printk(KERN_INFO "Placing software IO TLB between 0x%lx - 0x%lx\n",
171                virt_to_bus(io_tlb_start), virt_to_bus(io_tlb_end));
172 }
173
174 void __init
175 swiotlb_init(void)
176 {
177         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
178 }
179
180 /*
181  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
182  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
183  * This should be just like above, but with some error catching.
184  */
185 int
186 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
187 {
188         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
189         unsigned int order;
190
191         if (!io_tlb_nslabs) {
192                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
193                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
194         }
195
196         /*
197          * Get IO TLB memory from the low pages
198          */
199         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
200         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
201         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
202
203         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
204                 io_tlb_start = (char *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
205                                                         order);
206                 if (io_tlb_start)
207                         break;
208                 order--;
209         }
210
211         if (!io_tlb_start)
212                 goto cleanup1;
213
214         if (order != get_order(bytes)) {
215                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
216                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
217                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
218                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
219         }
220         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
221         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
222
223         /*
224          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
225          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
226          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
227          */
228         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
229                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
230         if (!io_tlb_list)
231                 goto cleanup2;
232
233         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
234                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
235         io_tlb_index = 0;
236
237         io_tlb_orig_addr = (unsigned char **)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
238                                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(char *)));
239         if (!io_tlb_orig_addr)
240                 goto cleanup3;
241
242         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
243
244         /*
245          * Get the overflow emergency buffer
246          */
247         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
248                                                   get_order(io_tlb_overflow));
249         if (!io_tlb_overflow_buffer)
250                 goto cleanup4;
251
252         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between 0x%lx - "
253                "0x%lx\n", bytes >> 20,
254                virt_to_bus(io_tlb_start), virt_to_bus(io_tlb_end));
255
256         return 0;
257
258 cleanup4:
259         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr, get_order(io_tlb_nslabs *
260                                                               sizeof(char *)));
261         io_tlb_orig_addr = NULL;
262 cleanup3:
263         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
264                                                          sizeof(int)));
265         io_tlb_list = NULL;
266 cleanup2:
267         io_tlb_end = NULL;
268         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
269         io_tlb_start = NULL;
270 cleanup1:
271         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
272         return -ENOMEM;
273 }
274
275 static int
276 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr)
277 {
278         dma_addr_t mask = 0xffffffff;
279         /* If the device has a mask, use it, otherwise default to 32 bits */
280         if (hwdev && hwdev->dma_mask)
281                 mask = *hwdev->dma_mask;
282         return (addr & ~mask) != 0;
283 }
284
285 /*
286  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
287  */
288 static void *
289 map_single(struct device *hwdev, char *buffer, size_t size, int dir)
290 {
291         unsigned long flags;
292         char *dma_addr;
293         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
294         int i;
295
296         /*
297          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
298          * hence alignment) to a page size.
299          */
300         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
301         if (size > PAGE_SIZE)
302                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
303         else
304                 stride = 1;
305
306         BUG_ON(!nslots);
307
308         /*
309          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
310          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
311          */
312         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
313         {
314                 wrap = index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
315
316                 if (index >= io_tlb_nslabs)
317                         wrap = index = 0;
318
319                 do {
320                         /*
321                          * If we find a slot that indicates we have 'nslots'
322                          * number of contiguous buffers, we allocate the
323                          * buffers from that slot and mark the entries as '0'
324                          * indicating unavailable.
325                          */
326                         if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
327                                 int count = 0;
328
329                                 for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
330                                         io_tlb_list[i] = 0;
331                                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
332                                         io_tlb_list[i] = ++count;
333                                 dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
334
335                                 /*
336                                  * Update the indices to avoid searching in
337                                  * the next round.
338                                  */
339                                 io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
340                                                 ? (index + nslots) : 0);
341
342                                 goto found;
343                         }
344                         index += stride;
345                         if (index >= io_tlb_nslabs)
346                                 index = 0;
347                 } while (index != wrap);
348
349                 spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
350                 return NULL;
351         }
352   found:
353         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
354
355         /*
356          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
357          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
358          * needed.
359          */
360         io_tlb_orig_addr[index] = buffer;
361         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
362                 memcpy(dma_addr, buffer, size);
363
364         return dma_addr;
365 }
366
367 /*
368  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
369  */
370 static void
371 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
372 {
373         unsigned long flags;
374         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
375         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
376         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
377
378         /*
379          * First, sync the memory before unmapping the entry
380          */
381         if (buffer && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
382                 /*
383                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
384                  * delete the bounce buffer.
385                  */
386                 memcpy(buffer, dma_addr, size);
387
388         /*
389          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
390          * entries to indicate the number of contigous entries available.
391          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
392          * with slots below and above the pool being returned.
393          */
394         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
395         {
396                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
397                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
398                 /*
399                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
400                  * slots with superceeding slots
401                  */
402                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
403                         io_tlb_list[i] = ++count;
404                 /*
405                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
406                  * if available (non zero)
407                  */
408                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
409                         io_tlb_list[i] = ++count;
410         }
411         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
412 }
413
414 static void
415 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
416             int dir, int target)
417 {
418         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
419         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
420
421         switch (target) {
422         case SYNC_FOR_CPU:
423                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
424                         memcpy(buffer, dma_addr, size);
425                 else
426                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
427                 break;
428         case SYNC_FOR_DEVICE:
429                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
430                         memcpy(dma_addr, buffer, size);
431                 else
432                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
433                 break;
434         default:
435                 BUG();
436         }
437 }
438
439 void *
440 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
441                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
442 {
443         dma_addr_t dev_addr;
444         void *ret;
445         int order = get_order(size);
446
447         /*
448          * XXX fix me: the DMA API should pass us an explicit DMA mask
449          * instead, or use ZONE_DMA32 (ia64 overloads ZONE_DMA to be a ~32
450          * bit range instead of a 16MB one).
451          */
452         flags |= GFP_DMA;
453
454         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
455         if (ret && address_needs_mapping(hwdev, virt_to_bus(ret))) {
456                 /*
457                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
458                  * Fall back on swiotlb_map_single().
459                  */
460                 free_pages((unsigned long) ret, order);
461                 ret = NULL;
462         }
463         if (!ret) {
464                 /*
465                  * We are either out of memory or the device can't DMA
466                  * to GFP_DMA memory; fall back on
467                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
468                  * the lowest available address range.
469                  */
470                 dma_addr_t handle;
471                 handle = swiotlb_map_single(NULL, NULL, size, DMA_FROM_DEVICE);
472                 if (swiotlb_dma_mapping_error(handle))
473                         return NULL;
474
475                 ret = bus_to_virt(handle);
476         }
477
478         memset(ret, 0, size);
479         dev_addr = virt_to_bus(ret);
480
481         /* Confirm address can be DMA'd by device */
482         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
483                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
484                        (unsigned long long)*hwdev->dma_mask,
485                        (unsigned long long)dev_addr);
486                 panic("swiotlb_alloc_coherent: allocated memory is out of "
487                       "range for device");
488         }
489         *dma_handle = dev_addr;
490         return ret;
491 }
492
493 void
494 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
495                       dma_addr_t dma_handle)
496 {
497         if (!(vaddr >= (void *)io_tlb_start
498                     && vaddr < (void *)io_tlb_end))
499                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
500         else
501                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
502                 swiotlb_unmap_single (hwdev, dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE);
503 }
504
505 static void
506 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
507 {
508         /*
509          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
510          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
511          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
512          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
513          * the damage, or panic when the transfer is too big.
514          */
515         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
516                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
517
518         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
519                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
520                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
521                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
522                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
523         }
524 }
525
526 /*
527  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
528  * physical address to use is returned.
529  *
530  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
531  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
532  */
533 dma_addr_t
534 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
535 {
536         dma_addr_t dev_addr = virt_to_bus(ptr);
537         void *map;
538
539         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
540         /*
541          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
542          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
543          * buffering it.
544          */
545         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr) && !swiotlb_force)
546                 return dev_addr;
547
548         /*
549          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
550          */
551         map = map_single(hwdev, ptr, size, dir);
552         if (!map) {
553                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
554                 map = io_tlb_overflow_buffer;
555         }
556
557         dev_addr = virt_to_bus(map);
558
559         /*
560          * Ensure that the address returned is DMA'ble
561          */
562         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr))
563                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
564
565         return dev_addr;
566 }
567
568 /*
569  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
570  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
571  * other usages are undefined.
572  *
573  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
574  * whatever the device wrote there.
575  */
576 void
577 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
578                      int dir)
579 {
580         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
581
582         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
583         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
584                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
585         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
586                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
587 }
588
589 /*
590  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
591  * after a transfer.
592  *
593  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
594  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
595  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
596  * address back to the card, you must first perform a
597  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
598  */
599 static void
600 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
601                     size_t size, int dir, int target)
602 {
603         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
604
605         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
606         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
607                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
608         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
609                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
610 }
611
612 void
613 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
614                             size_t size, int dir)
615 {
616         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
617 }
618
619 void
620 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
621                                size_t size, int dir)
622 {
623         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
624 }
625
626 /*
627  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
628  */
629 static void
630 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
631                           unsigned long offset, size_t size,
632                           int dir, int target)
633 {
634         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr) + offset;
635
636         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
637         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
638                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
639         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
640                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
641 }
642
643 void
644 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
645                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
646 {
647         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
648                                   SYNC_FOR_CPU);
649 }
650
651 void
652 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
653                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
654 {
655         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
656                                   SYNC_FOR_DEVICE);
657 }
658
659 /*
660  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
661  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
662  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
663  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
664  * sg_dma_{address,length}(SG).
665  *
666  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
667  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
668  *       (for example via virtual mapping capabilities)
669  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
670  *       used, at most nents.
671  *
672  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
673  * same here.
674  */
675 int
676 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg, int nelems,
677                int dir)
678 {
679         void *addr;
680         dma_addr_t dev_addr;
681         int i;
682
683         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
684
685         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++) {
686                 addr = SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg);
687                 dev_addr = virt_to_bus(addr);
688                 if (swiotlb_force || address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
689                         void *map = map_single(hwdev, addr, sg->length, dir);
690                         if (!map) {
691                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
692                                    to do proper error handling. */
693                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
694                                 swiotlb_unmap_sg(hwdev, sg - i, i, dir);
695                                 sg[0].dma_length = 0;
696                                 return 0;
697                         }
698                         sg->dma_address = virt_to_bus(map);
699                 } else
700                         sg->dma_address = dev_addr;
701                 sg->dma_length = sg->length;
702         }
703         return nelems;
704 }
705
706 /*
707  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
708  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
709  */
710 void
711 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg, int nelems,
712                  int dir)
713 {
714         int i;
715
716         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
717
718         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
719                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
720                         unmap_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
721                                      sg->dma_length, dir);
722                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
723                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
724 }
725
726 /*
727  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
728  * after a transfer.
729  *
730  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
731  * and usage.
732  */
733 static void
734 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
735                 int nelems, int dir, int target)
736 {
737         int i;
738
739         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
740
741         for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
742                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
743                         sync_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
744                                     sg->dma_length, dir, target);
745                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
746                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
747 }
748
749 void
750 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
751                         int nelems, int dir)
752 {
753         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
754 }
755
756 void
757 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
758                            int nelems, int dir)
759 {
760         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
761 }
762
763 int
764 swiotlb_dma_mapping_error(dma_addr_t dma_addr)
765 {
766         return (dma_addr == virt_to_bus(io_tlb_overflow_buffer));
767 }
768
769 /*
770  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
771  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
772  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
773  * this function.
774  */
775 int
776 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
777 {
778         return virt_to_bus(io_tlb_end - 1) <= mask;
779 }
780
781 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_init);
782 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
783 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
784 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
785 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
786 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
787 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
788 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
789 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
790 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
791 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
792 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
793 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
794 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
795 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);