rcu: Fix broken strings in RCU's source code.
[linux-3.10.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/export.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 swiotlb_nr_tbl(void)
114 {
115         return io_tlb_nslabs;
116 }
117 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_nr_tbl);
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 "software IO TLB [mem %#010llx-%#010llx] (%luMB) mapped at [%p-%p]\n",
134                (unsigned long long)pstart, (unsigned long long)pend - 1,
135                bytes >> 20, io_tlb_start, io_tlb_end - 1);
136 }
137
138 void __init swiotlb_init_with_tbl(char *tlb, unsigned long nslabs, int verbose)
139 {
140         unsigned long i, bytes;
141
142         bytes = nslabs << IO_TLB_SHIFT;
143
144         io_tlb_nslabs = nslabs;
145         io_tlb_start = tlb;
146         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
147
148         /*
149          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
150          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
151          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
152          */
153         io_tlb_list = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
154         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
155                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
156         io_tlb_index = 0;
157         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
158
159         /*
160          * Get the overflow emergency buffer
161          */
162         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
163         if (!io_tlb_overflow_buffer)
164                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
165         if (verbose)
166                 swiotlb_print_info();
167 }
168
169 /*
170  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
171  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
172  */
173 void __init
174 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size, int verbose)
175 {
176         unsigned long bytes;
177
178         if (!io_tlb_nslabs) {
179                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
180                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
181         }
182
183         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
184
185         /*
186          * Get IO TLB memory from the low pages
187          */
188         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_ALIGN(bytes));
189         if (!io_tlb_start)
190                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
191
192         swiotlb_init_with_tbl(io_tlb_start, io_tlb_nslabs, verbose);
193 }
194
195 void __init
196 swiotlb_init(int verbose)
197 {
198         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20), verbose);  /* default to 64MB */
199 }
200
201 /*
202  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
203  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
204  * This should be just like above, but with some error catching.
205  */
206 int
207 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
208 {
209         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
210         unsigned int order;
211
212         if (!io_tlb_nslabs) {
213                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
214                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
215         }
216
217         /*
218          * Get IO TLB memory from the low pages
219          */
220         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
221         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
222         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
223
224         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
225                 io_tlb_start = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
226                                                         order);
227                 if (io_tlb_start)
228                         break;
229                 order--;
230         }
231
232         if (!io_tlb_start)
233                 goto cleanup1;
234
235         if (order != get_order(bytes)) {
236                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
237                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
238                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
239                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
240         }
241         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
242         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
243
244         /*
245          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
246          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
247          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
248          */
249         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
250                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
251         if (!io_tlb_list)
252                 goto cleanup2;
253
254         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
255                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
256         io_tlb_index = 0;
257
258         io_tlb_orig_addr = (phys_addr_t *)
259                 __get_free_pages(GFP_KERNEL,
260                                  get_order(io_tlb_nslabs *
261                                            sizeof(phys_addr_t)));
262         if (!io_tlb_orig_addr)
263                 goto cleanup3;
264
265         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
266
267         /*
268          * Get the overflow emergency buffer
269          */
270         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
271                                                   get_order(io_tlb_overflow));
272         if (!io_tlb_overflow_buffer)
273                 goto cleanup4;
274
275         swiotlb_print_info();
276
277         late_alloc = 1;
278
279         return 0;
280
281 cleanup4:
282         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
283                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
284         io_tlb_orig_addr = NULL;
285 cleanup3:
286         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
287                                                          sizeof(int)));
288         io_tlb_list = NULL;
289 cleanup2:
290         io_tlb_end = NULL;
291         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
292         io_tlb_start = NULL;
293 cleanup1:
294         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
295         return -ENOMEM;
296 }
297
298 void __init swiotlb_free(void)
299 {
300         if (!io_tlb_overflow_buffer)
301                 return;
302
303         if (late_alloc) {
304                 free_pages((unsigned long)io_tlb_overflow_buffer,
305                            get_order(io_tlb_overflow));
306                 free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
307                            get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
308                 free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
309                                                                  sizeof(int)));
310                 free_pages((unsigned long)io_tlb_start,
311                            get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
312         } else {
313                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_overflow_buffer),
314                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_overflow));
315                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_orig_addr),
316                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
317                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_list),
318                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
319                 free_bootmem_late(__pa(io_tlb_start),
320                                   PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
321         }
322         io_tlb_nslabs = 0;
323 }
324
325 static int is_swiotlb_buffer(phys_addr_t paddr)
326 {
327         return paddr >= virt_to_phys(io_tlb_start) &&
328                 paddr < virt_to_phys(io_tlb_end);
329 }
330
331 /*
332  * Bounce: copy the swiotlb buffer back to the original dma location
333  */
334 void swiotlb_bounce(phys_addr_t phys, char *dma_addr, size_t size,
335                     enum dma_data_direction dir)
336 {
337         unsigned long pfn = PFN_DOWN(phys);
338
339         if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn))) {
340                 /* The buffer does not have a mapping.  Map it in and copy */
341                 unsigned int offset = phys & ~PAGE_MASK;
342                 char *buffer;
343                 unsigned int sz = 0;
344                 unsigned long flags;
345
346                 while (size) {
347                         sz = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
348
349                         local_irq_save(flags);
350                         buffer = kmap_atomic(pfn_to_page(pfn));
351                         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
352                                 memcpy(dma_addr, buffer + offset, sz);
353                         else
354                                 memcpy(buffer + offset, dma_addr, sz);
355                         kunmap_atomic(buffer);
356                         local_irq_restore(flags);
357
358                         size -= sz;
359                         pfn++;
360                         dma_addr += sz;
361                         offset = 0;
362                 }
363         } else {
364                 if (dir == DMA_TO_DEVICE)
365                         memcpy(dma_addr, phys_to_virt(phys), size);
366                 else
367                         memcpy(phys_to_virt(phys), dma_addr, size);
368         }
369 }
370 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_bounce);
371
372 void *swiotlb_tbl_map_single(struct device *hwdev, dma_addr_t tbl_dma_addr,
373                              phys_addr_t phys, size_t size,
374                              enum dma_data_direction dir)
375 {
376         unsigned long flags;
377         char *dma_addr;
378         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
379         int i;
380         unsigned long mask;
381         unsigned long offset_slots;
382         unsigned long max_slots;
383
384         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
385
386         tbl_dma_addr &= mask;
387
388         offset_slots = ALIGN(tbl_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
389
390         /*
391          * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
392          */
393         max_slots = mask + 1
394                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
395                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
396
397         /*
398          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
399          * hence alignment) to a page size.
400          */
401         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
402         if (size > PAGE_SIZE)
403                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
404         else
405                 stride = 1;
406
407         BUG_ON(!nslots);
408
409         /*
410          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
411          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
412          */
413         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
414         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
415         if (index >= io_tlb_nslabs)
416                 index = 0;
417         wrap = index;
418
419         do {
420                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
421                                               max_slots)) {
422                         index += stride;
423                         if (index >= io_tlb_nslabs)
424                                 index = 0;
425                         if (index == wrap)
426                                 goto not_found;
427                 }
428
429                 /*
430                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
431                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
432                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
433                  */
434                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
435                         int count = 0;
436
437                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
438                                 io_tlb_list[i] = 0;
439                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
440                                 io_tlb_list[i] = ++count;
441                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
442
443                         /*
444                          * Update the indices to avoid searching in the next
445                          * round.
446                          */
447                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
448                                         ? (index + nslots) : 0);
449
450                         goto found;
451                 }
452                 index += stride;
453                 if (index >= io_tlb_nslabs)
454                         index = 0;
455         } while (index != wrap);
456
457 not_found:
458         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
459         return NULL;
460 found:
461         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
462
463         /*
464          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
465          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
466          * needed.
467          */
468         for (i = 0; i < nslots; i++)
469                 io_tlb_orig_addr[index+i] = phys + (i << IO_TLB_SHIFT);
470         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
471                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
472
473         return dma_addr;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_map_single);
476
477 /*
478  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
479  */
480
481 static void *
482 map_single(struct device *hwdev, phys_addr_t phys, size_t size,
483            enum dma_data_direction dir)
484 {
485         dma_addr_t start_dma_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_start);
486
487         return swiotlb_tbl_map_single(hwdev, start_dma_addr, phys, size, dir);
488 }
489
490 /*
491  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
492  */
493 void
494 swiotlb_tbl_unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
495                         enum dma_data_direction dir)
496 {
497         unsigned long flags;
498         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
499         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
500         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
501
502         /*
503          * First, sync the memory before unmapping the entry
504          */
505         if (phys && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
506                 swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
507
508         /*
509          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
510          * entries to indicate the number of contiguous entries available.
511          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
512          * with slots below and above the pool being returned.
513          */
514         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
515         {
516                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
517                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
518                 /*
519                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
520                  * slots with superceeding slots
521                  */
522                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
523                         io_tlb_list[i] = ++count;
524                 /*
525                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
526                  * if available (non zero)
527                  */
528                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
529                         io_tlb_list[i] = ++count;
530         }
531         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
532 }
533 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_unmap_single);
534
535 void
536 swiotlb_tbl_sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
537                         enum dma_data_direction dir,
538                         enum dma_sync_target target)
539 {
540         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
541         phys_addr_t phys = io_tlb_orig_addr[index];
542
543         phys += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
544
545         switch (target) {
546         case SYNC_FOR_CPU:
547                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
548                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_FROM_DEVICE);
549                 else
550                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
551                 break;
552         case SYNC_FOR_DEVICE:
553                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
554                         swiotlb_bounce(phys, dma_addr, size, DMA_TO_DEVICE);
555                 else
556                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
557                 break;
558         default:
559                 BUG();
560         }
561 }
562 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_tbl_sync_single);
563
564 void *
565 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
566                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
567 {
568         dma_addr_t dev_addr;
569         void *ret;
570         int order = get_order(size);
571         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
572
573         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
574                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
575
576         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
577         if (ret && swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret) + size - 1 > dma_mask) {
578                 /*
579                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
580                  */
581                 free_pages((unsigned long) ret, order);
582                 ret = NULL;
583         }
584         if (!ret) {
585                 /*
586                  * We are either out of memory or the device can't DMA to
587                  * GFP_DMA memory; fall back on map_single(), which
588                  * will grab memory from the lowest available address range.
589                  */
590                 ret = map_single(hwdev, 0, size, DMA_FROM_DEVICE);
591                 if (!ret)
592                         return NULL;
593         }
594
595         memset(ret, 0, size);
596         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, ret);
597
598         /* Confirm address can be DMA'd by device */
599         if (dev_addr + size - 1 > dma_mask) {
600                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
601                        (unsigned long long)dma_mask,
602                        (unsigned long long)dev_addr);
603
604                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
605                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, ret, size, DMA_TO_DEVICE);
606                 return NULL;
607         }
608         *dma_handle = dev_addr;
609         return ret;
610 }
611 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
612
613 void
614 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
615                       dma_addr_t dev_addr)
616 {
617         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
618
619         WARN_ON(irqs_disabled());
620         if (!is_swiotlb_buffer(paddr))
621                 free_pages((unsigned long)vaddr, get_order(size));
622         else
623                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in swiotlb_tbl_unmap_single */
624                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, vaddr, size, DMA_TO_DEVICE);
625 }
626 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
627
628 static void
629 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, enum dma_data_direction dir,
630              int do_panic)
631 {
632         /*
633          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
634          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
635          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
636          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
637          * the damage, or panic when the transfer is too big.
638          */
639         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
640                "device %s\n", size, dev ? dev_name(dev) : "?");
641
642         if (size <= io_tlb_overflow || !do_panic)
643                 return;
644
645         if (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
646                 panic("DMA: Random memory could be DMA accessed\n");
647         if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
648                 panic("DMA: Random memory could be DMA written\n");
649         if (dir == DMA_TO_DEVICE)
650                 panic("DMA: Random memory could be DMA read\n");
651 }
652
653 /*
654  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
655  * physical address to use is returned.
656  *
657  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
658  * either swiotlb_unmap_page or swiotlb_dma_sync_single is performed.
659  */
660 dma_addr_t swiotlb_map_page(struct device *dev, struct page *page,
661                             unsigned long offset, size_t size,
662                             enum dma_data_direction dir,
663                             struct dma_attrs *attrs)
664 {
665         phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
666         dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(dev, phys);
667         void *map;
668
669         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
670         /*
671          * If the address happens to be in the device's DMA window,
672          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
673          * buffering it.
674          */
675         if (dma_capable(dev, dev_addr, size) && !swiotlb_force)
676                 return dev_addr;
677
678         /*
679          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
680          */
681         map = map_single(dev, phys, size, dir);
682         if (!map) {
683                 swiotlb_full(dev, size, dir, 1);
684                 map = io_tlb_overflow_buffer;
685         }
686
687         dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, map);
688
689         /*
690          * Ensure that the address returned is DMA'ble
691          */
692         if (!dma_capable(dev, dev_addr, size)) {
693                 swiotlb_tbl_unmap_single(dev, map, size, dir);
694                 dev_addr = swiotlb_virt_to_bus(dev, io_tlb_overflow_buffer);
695         }
696
697         return dev_addr;
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_map_page);
700
701 /*
702  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
703  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_page call.  All
704  * other usages are undefined.
705  *
706  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
707  * whatever the device wrote there.
708  */
709 static void unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
710                          size_t size, enum dma_data_direction dir)
711 {
712         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
713
714         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
715
716         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
717                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir);
718                 return;
719         }
720
721         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
722                 return;
723
724         /*
725          * phys_to_virt doesn't work with hihgmem page but we could
726          * call dma_mark_clean() with hihgmem page here. However, we
727          * are fine since dma_mark_clean() is null on POWERPC. We can
728          * make dma_mark_clean() take a physical address if necessary.
729          */
730         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
731 }
732
733 void swiotlb_unmap_page(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
734                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
735                         struct dma_attrs *attrs)
736 {
737         unmap_single(hwdev, dev_addr, size, dir);
738 }
739 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_unmap_page);
740
741 /*
742  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
743  * after a transfer.
744  *
745  * If you perform a swiotlb_map_page() but wish to interrogate the buffer
746  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
747  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
748  * address back to the card, you must first perform a
749  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
750  */
751 static void
752 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
753                     size_t size, enum dma_data_direction dir,
754                     enum dma_sync_target target)
755 {
756         phys_addr_t paddr = dma_to_phys(hwdev, dev_addr);
757
758         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
759
760         if (is_swiotlb_buffer(paddr)) {
761                 swiotlb_tbl_sync_single(hwdev, phys_to_virt(paddr), size, dir,
762                                        target);
763                 return;
764         }
765
766         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
767                 return;
768
769         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
770 }
771
772 void
773 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
774                             size_t size, enum dma_data_direction dir)
775 {
776         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
777 }
778 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
779
780 void
781 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
782                                size_t size, enum dma_data_direction dir)
783 {
784         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
785 }
786 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
787
788 /*
789  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
790  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_page
791  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
792  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
793  * sg_dma_{address,length}(SG).
794  *
795  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
796  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
797  *       (for example via virtual mapping capabilities)
798  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
799  *       used, at most nents.
800  *
801  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_page are the
802  * same here.
803  */
804 int
805 swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
806                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
807 {
808         struct scatterlist *sg;
809         int i;
810
811         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
812
813         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
814                 phys_addr_t paddr = sg_phys(sg);
815                 dma_addr_t dev_addr = phys_to_dma(hwdev, paddr);
816
817                 if (swiotlb_force ||
818                     !dma_capable(hwdev, dev_addr, sg->length)) {
819                         void *map = map_single(hwdev, sg_phys(sg),
820                                                sg->length, dir);
821                         if (!map) {
822                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
823                                    to do proper error handling. */
824                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
825                                 swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
826                                                        attrs);
827                                 sgl[0].dma_length = 0;
828                                 return 0;
829                         }
830                         sg->dma_address = swiotlb_virt_to_bus(hwdev, map);
831                 } else
832                         sg->dma_address = dev_addr;
833                 sg->dma_length = sg->length;
834         }
835         return nelems;
836 }
837 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg_attrs);
838
839 int
840 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
841                enum dma_data_direction dir)
842 {
843         return swiotlb_map_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
844 }
845 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
846
847 /*
848  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
849  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_page() above.
850  */
851 void
852 swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
853                        int nelems, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
854 {
855         struct scatterlist *sg;
856         int i;
857
858         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
859
860         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
861                 unmap_single(hwdev, sg->dma_address, sg->dma_length, dir);
862
863 }
864 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg_attrs);
865
866 void
867 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
868                  enum dma_data_direction dir)
869 {
870         return swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, nelems, dir, NULL);
871 }
872 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
873
874 /*
875  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
876  * after a transfer.
877  *
878  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
879  * and usage.
880  */
881 static void
882 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
883                 int nelems, enum dma_data_direction dir,
884                 enum dma_sync_target target)
885 {
886         struct scatterlist *sg;
887         int i;
888
889         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
890                 swiotlb_sync_single(hwdev, sg->dma_address,
891                                     sg->dma_length, dir, target);
892 }
893
894 void
895 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
896                         int nelems, enum dma_data_direction dir)
897 {
898         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
899 }
900 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
901
902 void
903 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
904                            int nelems, enum dma_data_direction dir)
905 {
906         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
909
910 int
911 swiotlb_dma_mapping_error(struct device *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
912 {
913         return (dma_addr == swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_overflow_buffer));
914 }
915 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
916
917 /*
918  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
919  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
920  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
921  * this function.
922  */
923 int
924 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
925 {
926         return swiotlb_virt_to_bus(hwdev, io_tlb_end - 1) <= mask;
927 }
928 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);