swiotlb: use iommu_is_span_boundary helper function
[linux-2.6.git] / lib / swiotlb.c
1 /*
2  * Dynamic DMA mapping support.
3  *
4  * This implementation is a fallback for platforms that do not support
5  * I/O TLBs (aka DMA address translation hardware).
6  * Copyright (C) 2000 Asit Mallick <Asit.K.Mallick@intel.com>
7  * Copyright (C) 2000 Goutham Rao <goutham.rao@intel.com>
8  * Copyright (C) 2000, 2003 Hewlett-Packard Co
9  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
10  *
11  * 03/05/07 davidm      Switch from PCI-DMA to generic device DMA API.
12  * 00/12/13 davidm      Rename to swiotlb.c and add mark_clean() to avoid
13  *                      unnecessary i-cache flushing.
14  * 04/07/.. ak          Better overflow handling. Assorted fixes.
15  * 05/09/10 linville    Add support for syncing ranges, support syncing for
16  *                      DMA_BIDIRECTIONAL mappings, miscellaneous cleanup.
17  */
18
19 #include <linux/cache.h>
20 #include <linux/dma-mapping.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/types.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27
28 #include <asm/io.h>
29 #include <asm/dma.h>
30 #include <asm/scatterlist.h>
31
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/bootmem.h>
34 #include <linux/iommu-helper.h>
35
36 #define OFFSET(val,align) ((unsigned long)      \
37                            ( (val) & ( (align) - 1)))
38
39 #define SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg) (sg_virt((sg)))
40 #define SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg) virt_to_bus(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg))
41
42 /*
43  * Maximum allowable number of contiguous slabs to map,
44  * must be a power of 2.  What is the appropriate value ?
45  * The complexity of {map,unmap}_single is linearly dependent on this value.
46  */
47 #define IO_TLB_SEGSIZE  128
48
49 /*
50  * log of the size of each IO TLB slab.  The number of slabs is command line
51  * controllable.
52  */
53 #define IO_TLB_SHIFT 11
54
55 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
56
57 /*
58  * Minimum IO TLB size to bother booting with.  Systems with mainly
59  * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb.  If we can't
60  * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
61  */
62 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
63
64 /*
65  * Enumeration for sync targets
66  */
67 enum dma_sync_target {
68         SYNC_FOR_CPU = 0,
69         SYNC_FOR_DEVICE = 1,
70 };
71
72 int swiotlb_force;
73
74 /*
75  * Used to do a quick range check in swiotlb_unmap_single and
76  * swiotlb_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
77  * API.
78  */
79 static char *io_tlb_start, *io_tlb_end;
80
81 /*
82  * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) betweeen io_tlb_start and
83  * io_tlb_end.  This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
84  */
85 static unsigned long io_tlb_nslabs;
86
87 /*
88  * When the IOMMU overflows we return a fallback buffer. This sets the size.
89  */
90 static unsigned long io_tlb_overflow = 32*1024;
91
92 void *io_tlb_overflow_buffer;
93
94 /*
95  * This is a free list describing the number of free entries available from
96  * each index
97  */
98 static unsigned int *io_tlb_list;
99 static unsigned int io_tlb_index;
100
101 /*
102  * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
103  * for the sync operations.
104  */
105 static unsigned char **io_tlb_orig_addr;
106
107 /*
108  * Protect the above data structures in the map and unmap calls
109  */
110 static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
111
112 static int __init
113 setup_io_tlb_npages(char *str)
114 {
115         if (isdigit(*str)) {
116                 io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
117                 /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
118                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
119         }
120         if (*str == ',')
121                 ++str;
122         if (!strcmp(str, "force"))
123                 swiotlb_force = 1;
124         return 1;
125 }
126 __setup("swiotlb=", setup_io_tlb_npages);
127 /* make io_tlb_overflow tunable too? */
128
129 /*
130  * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
131  * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
132  */
133 void __init
134 swiotlb_init_with_default_size(size_t default_size)
135 {
136         unsigned long i, bytes;
137
138         if (!io_tlb_nslabs) {
139                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
140                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
141         }
142
143         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
144
145         /*
146          * Get IO TLB memory from the low pages
147          */
148         io_tlb_start = alloc_bootmem_low_pages(bytes);
149         if (!io_tlb_start)
150                 panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
151         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
152
153         /*
154          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
155          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
156          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
157          */
158         io_tlb_list = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
159         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
160                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
161         io_tlb_index = 0;
162         io_tlb_orig_addr = alloc_bootmem(io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
163
164         /*
165          * Get the overflow emergency buffer
166          */
167         io_tlb_overflow_buffer = alloc_bootmem_low(io_tlb_overflow);
168         if (!io_tlb_overflow_buffer)
169                 panic("Cannot allocate SWIOTLB overflow buffer!\n");
170
171         printk(KERN_INFO "Placing software IO TLB between 0x%lx - 0x%lx\n",
172                virt_to_bus(io_tlb_start), virt_to_bus(io_tlb_end));
173 }
174
175 void __init
176 swiotlb_init(void)
177 {
178         swiotlb_init_with_default_size(64 * (1<<20));   /* default to 64MB */
179 }
180
181 /*
182  * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
183  * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
184  * This should be just like above, but with some error catching.
185  */
186 int
187 swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
188 {
189         unsigned long i, bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
190         unsigned int order;
191
192         if (!io_tlb_nslabs) {
193                 io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
194                 io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
195         }
196
197         /*
198          * Get IO TLB memory from the low pages
199          */
200         order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
201         io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
202         bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
203
204         while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
205                 io_tlb_start = (char *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
206                                                         order);
207                 if (io_tlb_start)
208                         break;
209                 order--;
210         }
211
212         if (!io_tlb_start)
213                 goto cleanup1;
214
215         if (order != get_order(bytes)) {
216                 printk(KERN_WARNING "Warning: only able to allocate %ld MB "
217                        "for software IO TLB\n", (PAGE_SIZE << order) >> 20);
218                 io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
219                 bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
220         }
221         io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
222         memset(io_tlb_start, 0, bytes);
223
224         /*
225          * Allocate and initialize the free list array.  This array is used
226          * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
227          * between io_tlb_start and io_tlb_end.
228          */
229         io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
230                                       get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
231         if (!io_tlb_list)
232                 goto cleanup2;
233
234         for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++)
235                 io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
236         io_tlb_index = 0;
237
238         io_tlb_orig_addr = (unsigned char **)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
239                                    get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(char *)));
240         if (!io_tlb_orig_addr)
241                 goto cleanup3;
242
243         memset(io_tlb_orig_addr, 0, io_tlb_nslabs * sizeof(char *));
244
245         /*
246          * Get the overflow emergency buffer
247          */
248         io_tlb_overflow_buffer = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA,
249                                                   get_order(io_tlb_overflow));
250         if (!io_tlb_overflow_buffer)
251                 goto cleanup4;
252
253         printk(KERN_INFO "Placing %luMB software IO TLB between 0x%lx - "
254                "0x%lx\n", bytes >> 20,
255                virt_to_bus(io_tlb_start), virt_to_bus(io_tlb_end));
256
257         return 0;
258
259 cleanup4:
260         free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr, get_order(io_tlb_nslabs *
261                                                               sizeof(char *)));
262         io_tlb_orig_addr = NULL;
263 cleanup3:
264         free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
265                                                          sizeof(int)));
266         io_tlb_list = NULL;
267 cleanup2:
268         io_tlb_end = NULL;
269         free_pages((unsigned long)io_tlb_start, order);
270         io_tlb_start = NULL;
271 cleanup1:
272         io_tlb_nslabs = req_nslabs;
273         return -ENOMEM;
274 }
275
276 static int
277 address_needs_mapping(struct device *hwdev, dma_addr_t addr)
278 {
279         dma_addr_t mask = 0xffffffff;
280         /* If the device has a mask, use it, otherwise default to 32 bits */
281         if (hwdev && hwdev->dma_mask)
282                 mask = *hwdev->dma_mask;
283         return (addr & ~mask) != 0;
284 }
285
286 /*
287  * Allocates bounce buffer and returns its kernel virtual address.
288  */
289 static void *
290 map_single(struct device *hwdev, char *buffer, size_t size, int dir)
291 {
292         unsigned long flags;
293         char *dma_addr;
294         unsigned int nslots, stride, index, wrap;
295         int i;
296         unsigned long start_dma_addr;
297         unsigned long mask;
298         unsigned long offset_slots;
299         unsigned long max_slots;
300
301         mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
302         start_dma_addr = virt_to_bus(io_tlb_start) & mask;
303
304         offset_slots = ALIGN(start_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
305         max_slots = mask + 1
306                     ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
307                     : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
308
309         /*
310          * For mappings greater than a page, we limit the stride (and
311          * hence alignment) to a page size.
312          */
313         nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
314         if (size > PAGE_SIZE)
315                 stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
316         else
317                 stride = 1;
318
319         BUG_ON(!nslots);
320
321         /*
322          * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
323          * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
324          */
325         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
326         index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
327         if (index >= io_tlb_nslabs)
328                 index = 0;
329         wrap = index;
330
331         do {
332                 while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
333                                               max_slots)) {
334                         index += stride;
335                         if (index >= io_tlb_nslabs)
336                                 index = 0;
337                         if (index == wrap)
338                                 goto not_found;
339                 }
340
341                 /*
342                  * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
343                  * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
344                  * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
345                  */
346                 if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
347                         int count = 0;
348
349                         for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
350                                 io_tlb_list[i] = 0;
351                         for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
352                                 io_tlb_list[i] = ++count;
353                         dma_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
354
355                         /*
356                          * Update the indices to avoid searching in the next
357                          * round.
358                          */
359                         io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
360                                         ? (index + nslots) : 0);
361
362                         goto found;
363                 }
364                 index += stride;
365                 if (index >= io_tlb_nslabs)
366                         index = 0;
367         } while (index != wrap);
368
369 not_found:
370         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
371         return NULL;
372 found:
373         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
374
375         /*
376          * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
377          * This is needed when we sync the memory.  Then we sync the buffer if
378          * needed.
379          */
380         for (i = 0; i < nslots; i++)
381                 io_tlb_orig_addr[index+i] = buffer + (i << IO_TLB_SHIFT);
382         if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
383                 memcpy(dma_addr, buffer, size);
384
385         return dma_addr;
386 }
387
388 /*
389  * dma_addr is the kernel virtual address of the bounce buffer to unmap.
390  */
391 static void
392 unmap_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size, int dir)
393 {
394         unsigned long flags;
395         int i, count, nslots = ALIGN(size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
396         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
397         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
398
399         /*
400          * First, sync the memory before unmapping the entry
401          */
402         if (buffer && ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
403                 /*
404                  * bounce... copy the data back into the original buffer * and
405                  * delete the bounce buffer.
406                  */
407                 memcpy(buffer, dma_addr, size);
408
409         /*
410          * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
411          * entries to indicate the number of contigous entries available.
412          * While returning the entries to the free list, we merge the entries
413          * with slots below and above the pool being returned.
414          */
415         spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
416         {
417                 count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
418                          io_tlb_list[index + nslots] : 0);
419                 /*
420                  * Step 1: return the slots to the free list, merging the
421                  * slots with superceeding slots
422                  */
423                 for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--)
424                         io_tlb_list[i] = ++count;
425                 /*
426                  * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
427                  * if available (non zero)
428                  */
429                 for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
430                         io_tlb_list[i] = ++count;
431         }
432         spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
433 }
434
435 static void
436 sync_single(struct device *hwdev, char *dma_addr, size_t size,
437             int dir, int target)
438 {
439         int index = (dma_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
440         char *buffer = io_tlb_orig_addr[index];
441
442         buffer += ((unsigned long)dma_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1));
443
444         switch (target) {
445         case SYNC_FOR_CPU:
446                 if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
447                         memcpy(buffer, dma_addr, size);
448                 else
449                         BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
450                 break;
451         case SYNC_FOR_DEVICE:
452                 if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
453                         memcpy(dma_addr, buffer, size);
454                 else
455                         BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
456                 break;
457         default:
458                 BUG();
459         }
460 }
461
462 void *
463 swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
464                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags)
465 {
466         dma_addr_t dev_addr;
467         void *ret;
468         int order = get_order(size);
469
470         /*
471          * XXX fix me: the DMA API should pass us an explicit DMA mask
472          * instead, or use ZONE_DMA32 (ia64 overloads ZONE_DMA to be a ~32
473          * bit range instead of a 16MB one).
474          */
475         flags |= GFP_DMA;
476
477         ret = (void *)__get_free_pages(flags, order);
478         if (ret && address_needs_mapping(hwdev, virt_to_bus(ret))) {
479                 /*
480                  * The allocated memory isn't reachable by the device.
481                  * Fall back on swiotlb_map_single().
482                  */
483                 free_pages((unsigned long) ret, order);
484                 ret = NULL;
485         }
486         if (!ret) {
487                 /*
488                  * We are either out of memory or the device can't DMA
489                  * to GFP_DMA memory; fall back on
490                  * swiotlb_map_single(), which will grab memory from
491                  * the lowest available address range.
492                  */
493                 dma_addr_t handle;
494                 handle = swiotlb_map_single(NULL, NULL, size, DMA_FROM_DEVICE);
495                 if (swiotlb_dma_mapping_error(handle))
496                         return NULL;
497
498                 ret = bus_to_virt(handle);
499         }
500
501         memset(ret, 0, size);
502         dev_addr = virt_to_bus(ret);
503
504         /* Confirm address can be DMA'd by device */
505         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
506                 printk("hwdev DMA mask = 0x%016Lx, dev_addr = 0x%016Lx\n",
507                        (unsigned long long)*hwdev->dma_mask,
508                        (unsigned long long)dev_addr);
509                 panic("swiotlb_alloc_coherent: allocated memory is out of "
510                       "range for device");
511         }
512         *dma_handle = dev_addr;
513         return ret;
514 }
515
516 void
517 swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
518                       dma_addr_t dma_handle)
519 {
520         WARN_ON(irqs_disabled());
521         if (!(vaddr >= (void *)io_tlb_start
522                     && vaddr < (void *)io_tlb_end))
523                 free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
524         else
525                 /* DMA_TO_DEVICE to avoid memcpy in unmap_single */
526                 swiotlb_unmap_single (hwdev, dma_handle, size, DMA_TO_DEVICE);
527 }
528
529 static void
530 swiotlb_full(struct device *dev, size_t size, int dir, int do_panic)
531 {
532         /*
533          * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
534          * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
535          * unless they check for dma_mapping_error (most don't)
536          * When the mapping is small enough return a static buffer to limit
537          * the damage, or panic when the transfer is too big.
538          */
539         printk(KERN_ERR "DMA: Out of SW-IOMMU space for %zu bytes at "
540                "device %s\n", size, dev ? dev->bus_id : "?");
541
542         if (size > io_tlb_overflow && do_panic) {
543                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
544                         panic("DMA: Memory would be corrupted\n");
545                 if (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
546                         panic("DMA: Random memory would be DMAed\n");
547         }
548 }
549
550 /*
551  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
552  * physical address to use is returned.
553  *
554  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
555  * either swiotlb_unmap_single or swiotlb_dma_sync_single is performed.
556  */
557 dma_addr_t
558 swiotlb_map_single(struct device *hwdev, void *ptr, size_t size, int dir)
559 {
560         dma_addr_t dev_addr = virt_to_bus(ptr);
561         void *map;
562
563         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
564         /*
565          * If the pointer passed in happens to be in the device's DMA window,
566          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
567          * buffering it.
568          */
569         if (!address_needs_mapping(hwdev, dev_addr) && !swiotlb_force)
570                 return dev_addr;
571
572         /*
573          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
574          */
575         map = map_single(hwdev, ptr, size, dir);
576         if (!map) {
577                 swiotlb_full(hwdev, size, dir, 1);
578                 map = io_tlb_overflow_buffer;
579         }
580
581         dev_addr = virt_to_bus(map);
582
583         /*
584          * Ensure that the address returned is DMA'ble
585          */
586         if (address_needs_mapping(hwdev, dev_addr))
587                 panic("map_single: bounce buffer is not DMA'ble");
588
589         return dev_addr;
590 }
591
592 /*
593  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
594  * match what was provided for in a previous swiotlb_map_single call.  All
595  * other usages are undefined.
596  *
597  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
598  * whatever the device wrote there.
599  */
600 void
601 swiotlb_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr, size_t size,
602                      int dir)
603 {
604         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
605
606         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
607         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
608                 unmap_single(hwdev, dma_addr, size, dir);
609         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
610                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
611 }
612
613 /*
614  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
615  * after a transfer.
616  *
617  * If you perform a swiotlb_map_single() but wish to interrogate the buffer
618  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
619  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
620  * address back to the card, you must first perform a
621  * swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
622  */
623 static void
624 swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
625                     size_t size, int dir, int target)
626 {
627         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr);
628
629         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
630         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
631                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
632         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
633                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
634 }
635
636 void
637 swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
638                             size_t size, int dir)
639 {
640         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
641 }
642
643 void
644 swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
645                                size_t size, int dir)
646 {
647         swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
648 }
649
650 /*
651  * Same as above, but for a sub-range of the mapping.
652  */
653 static void
654 swiotlb_sync_single_range(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
655                           unsigned long offset, size_t size,
656                           int dir, int target)
657 {
658         char *dma_addr = bus_to_virt(dev_addr) + offset;
659
660         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
661         if (dma_addr >= io_tlb_start && dma_addr < io_tlb_end)
662                 sync_single(hwdev, dma_addr, size, dir, target);
663         else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
664                 dma_mark_clean(dma_addr, size);
665 }
666
667 void
668 swiotlb_sync_single_range_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
669                                   unsigned long offset, size_t size, int dir)
670 {
671         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
672                                   SYNC_FOR_CPU);
673 }
674
675 void
676 swiotlb_sync_single_range_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
677                                      unsigned long offset, size_t size, int dir)
678 {
679         swiotlb_sync_single_range(hwdev, dev_addr, offset, size, dir,
680                                   SYNC_FOR_DEVICE);
681 }
682
683 /*
684  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
685  * This is the scatter-gather version of the above swiotlb_map_single
686  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
687  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
688  * sg_dma_{address,length}(SG).
689  *
690  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
691  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
692  *       (for example via virtual mapping capabilities)
693  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
694  *       used, at most nents.
695  *
696  * Device ownership issues as mentioned above for swiotlb_map_single are the
697  * same here.
698  */
699 int
700 swiotlb_map_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
701                int dir)
702 {
703         struct scatterlist *sg;
704         void *addr;
705         dma_addr_t dev_addr;
706         int i;
707
708         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
709
710         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
711                 addr = SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg);
712                 dev_addr = virt_to_bus(addr);
713                 if (swiotlb_force || address_needs_mapping(hwdev, dev_addr)) {
714                         void *map = map_single(hwdev, addr, sg->length, dir);
715                         if (!map) {
716                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
717                                    to do proper error handling. */
718                                 swiotlb_full(hwdev, sg->length, dir, 0);
719                                 swiotlb_unmap_sg(hwdev, sgl, i, dir);
720                                 sgl[0].dma_length = 0;
721                                 return 0;
722                         }
723                         sg->dma_address = virt_to_bus(map);
724                 } else
725                         sg->dma_address = dev_addr;
726                 sg->dma_length = sg->length;
727         }
728         return nelems;
729 }
730
731 /*
732  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
733  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_single() above.
734  */
735 void
736 swiotlb_unmap_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl, int nelems,
737                  int dir)
738 {
739         struct scatterlist *sg;
740         int i;
741
742         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
743
744         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
745                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
746                         unmap_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
747                                      sg->dma_length, dir);
748                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
749                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
750         }
751 }
752
753 /*
754  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
755  * after a transfer.
756  *
757  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
758  * and usage.
759  */
760 static void
761 swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
762                 int nelems, int dir, int target)
763 {
764         struct scatterlist *sg;
765         int i;
766
767         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
768
769         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
770                 if (sg->dma_address != SG_ENT_PHYS_ADDRESS(sg))
771                         sync_single(hwdev, bus_to_virt(sg->dma_address),
772                                     sg->dma_length, dir, target);
773                 else if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
774                         dma_mark_clean(SG_ENT_VIRT_ADDRESS(sg), sg->dma_length);
775         }
776 }
777
778 void
779 swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
780                         int nelems, int dir)
781 {
782         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
783 }
784
785 void
786 swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
787                            int nelems, int dir)
788 {
789         swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
790 }
791
792 int
793 swiotlb_dma_mapping_error(dma_addr_t dma_addr)
794 {
795         return (dma_addr == virt_to_bus(io_tlb_overflow_buffer));
796 }
797
798 /*
799  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
800  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
801  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
802  * this function.
803  */
804 int
805 swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
806 {
807         return virt_to_bus(io_tlb_end - 1) <= mask;
808 }
809
810 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_single);
811 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_single);
812 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_map_sg);
813 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_unmap_sg);
814 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_cpu);
815 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_single_for_device);
816 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_cpu);
817 EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_sync_single_range_for_device);
818 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_cpu);
819 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_sync_sg_for_device);
820 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_mapping_error);
821 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_alloc_coherent);
822 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_free_coherent);
823 EXPORT_SYMBOL(swiotlb_dma_supported);