Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 : : /*
3 : : * Dynamic DMA mapping support.
4 : : *
5 : : * This implementation is a fallback for platforms that do not support
6 : : * I/O TLBs (aka DMA address translation hardware).
7 : : * Copyright (C) 2000 Asit Mallick <Asit.K.Mallick@intel.com>
8 : : * Copyright (C) 2000 Goutham Rao <goutham.rao@intel.com>
9 : : * Copyright (C) 2000, 2003 Hewlett-Packard Co
10 : : * David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
11 : : *
12 : : * 03/05/07 davidm Switch from PCI-DMA to generic device DMA API.
13 : : * 00/12/13 davidm Rename to swiotlb.c and add mark_clean() to avoid
14 : : * unnecessary i-cache flushing.
15 : : * 04/07/.. ak Better overflow handling. Assorted fixes.
16 : : * 05/09/10 linville Add support for syncing ranges, support syncing for
17 : : * DMA_BIDIRECTIONAL mappings, miscellaneous cleanup.
18 : : * 08/12/11 beckyb Add highmem support
19 : : */
20 : :
21 : : #define pr_fmt(fmt) "software IO TLB: " fmt
22 : :
23 : : #include <linux/cache.h>
24 : : #include <linux/dma-direct.h>
25 : : #include <linux/dma-noncoherent.h>
26 : : #include <linux/mm.h>
27 : : #include <linux/export.h>
28 : : #include <linux/spinlock.h>
29 : : #include <linux/string.h>
30 : : #include <linux/swiotlb.h>
31 : : #include <linux/pfn.h>
32 : : #include <linux/types.h>
33 : : #include <linux/ctype.h>
34 : : #include <linux/highmem.h>
35 : : #include <linux/gfp.h>
36 : : #include <linux/scatterlist.h>
37 : : #include <linux/mem_encrypt.h>
38 : : #include <linux/set_memory.h>
39 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
40 : : #include <linux/debugfs.h>
41 : : #endif
42 : :
43 : : #include <asm/io.h>
44 : : #include <asm/dma.h>
45 : :
46 : : #include <linux/init.h>
47 : : #include <linux/memblock.h>
48 : : #include <linux/iommu-helper.h>
49 : :
50 : : #define CREATE_TRACE_POINTS
51 : : #include <trace/events/swiotlb.h>
52 : :
53 : : #define OFFSET(val,align) ((unsigned long) \
54 : : ( (val) & ( (align) - 1)))
55 : :
56 : : #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
57 : :
58 : : /*
59 : : * Minimum IO TLB size to bother booting with. Systems with mainly
60 : : * 64bit capable cards will only lightly use the swiotlb. If we can't
61 : : * allocate a contiguous 1MB, we're probably in trouble anyway.
62 : : */
63 : : #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
64 : :
65 : : enum swiotlb_force swiotlb_force;
66 : :
67 : : /*
68 : : * Used to do a quick range check in swiotlb_tbl_unmap_single and
69 : : * swiotlb_tbl_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
70 : : * API.
71 : : */
72 : : phys_addr_t io_tlb_start, io_tlb_end;
73 : :
74 : : /*
75 : : * The number of IO TLB blocks (in groups of 64) between io_tlb_start and
76 : : * io_tlb_end. This is command line adjustable via setup_io_tlb_npages.
77 : : */
78 : : static unsigned long io_tlb_nslabs;
79 : :
80 : : /*
81 : : * The number of used IO TLB block
82 : : */
83 : : static unsigned long io_tlb_used;
84 : :
85 : : /*
86 : : * This is a free list describing the number of free entries available from
87 : : * each index
88 : : */
89 : : static unsigned int *io_tlb_list;
90 : : static unsigned int io_tlb_index;
91 : :
92 : : /*
93 : : * Max segment that we can provide which (if pages are contingous) will
94 : : * not be bounced (unless SWIOTLB_FORCE is set).
95 : : */
96 : : unsigned int max_segment;
97 : :
98 : : /*
99 : : * We need to save away the original address corresponding to a mapped entry
100 : : * for the sync operations.
101 : : */
102 : : #define INVALID_PHYS_ADDR (~(phys_addr_t)0)
103 : : static phys_addr_t *io_tlb_orig_addr;
104 : :
105 : : /*
106 : : * Protect the above data structures in the map and unmap calls
107 : : */
108 : : static DEFINE_SPINLOCK(io_tlb_lock);
109 : :
110 : : static int late_alloc;
111 : :
112 : : static int __init
113 : 0 : setup_io_tlb_npages(char *str)
114 : : {
115 [ # # ]: 0 : if (isdigit(*str)) {
116 : 0 : io_tlb_nslabs = simple_strtoul(str, &str, 0);
117 : : /* avoid tail segment of size < IO_TLB_SEGSIZE */
118 : 0 : io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
119 : : }
120 [ # # ]: 0 : if (*str == ',')
121 : 0 : ++str;
122 [ # # ]: 0 : if (!strcmp(str, "force")) {
123 : 0 : swiotlb_force = SWIOTLB_FORCE;
124 [ # # ]: 0 : } else if (!strcmp(str, "noforce")) {
125 : 0 : swiotlb_force = SWIOTLB_NO_FORCE;
126 : 0 : io_tlb_nslabs = 1;
127 : : }
128 : :
129 : 0 : return 0;
130 : : }
131 : : early_param("swiotlb", setup_io_tlb_npages);
132 : :
133 : : static bool no_iotlb_memory;
134 : :
135 : 0 : unsigned long swiotlb_nr_tbl(void)
136 : : {
137 [ # # ]: 0 : return unlikely(no_iotlb_memory) ? 0 : io_tlb_nslabs;
138 : : }
139 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_nr_tbl);
140 : :
141 : 0 : unsigned int swiotlb_max_segment(void)
142 : : {
143 [ # # ]: 0 : return unlikely(no_iotlb_memory) ? 0 : max_segment;
144 : : }
145 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(swiotlb_max_segment);
146 : :
147 : 0 : void swiotlb_set_max_segment(unsigned int val)
148 : : {
149 [ # # ]: 0 : if (swiotlb_force == SWIOTLB_FORCE)
150 : 0 : max_segment = 1;
151 : : else
152 : 0 : max_segment = rounddown(val, PAGE_SIZE);
153 : 0 : }
154 : :
155 : : /* default to 64MB */
156 : : #define IO_TLB_DEFAULT_SIZE (64UL<<20)
157 : 0 : unsigned long swiotlb_size_or_default(void)
158 : : {
159 : 0 : unsigned long size;
160 : :
161 : 0 : size = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
162 : :
163 [ # # ]: 0 : return size ? size : (IO_TLB_DEFAULT_SIZE);
164 : : }
165 : :
166 : 0 : void swiotlb_print_info(void)
167 : : {
168 : 0 : unsigned long bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
169 : :
170 [ # # ]: 0 : if (no_iotlb_memory) {
171 : 0 : pr_warn("No low mem\n");
172 : 0 : return;
173 : : }
174 : :
175 : 0 : pr_info("mapped [mem %#010llx-%#010llx] (%luMB)\n",
176 : : (unsigned long long)io_tlb_start,
177 : : (unsigned long long)io_tlb_end,
178 : : bytes >> 20);
179 : : }
180 : :
181 : : /*
182 : : * Early SWIOTLB allocation may be too early to allow an architecture to
183 : : * perform the desired operations. This function allows the architecture to
184 : : * call SWIOTLB when the operations are possible. It needs to be called
185 : : * before the SWIOTLB memory is used.
186 : : */
187 : 0 : void __init swiotlb_update_mem_attributes(void)
188 : : {
189 : 0 : void *vaddr;
190 : 0 : unsigned long bytes;
191 : :
192 [ # # # # ]: 0 : if (no_iotlb_memory || late_alloc)
193 : : return;
194 : :
195 : 0 : vaddr = phys_to_virt(io_tlb_start);
196 : 0 : bytes = PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
197 : 0 : set_memory_decrypted((unsigned long)vaddr, bytes >> PAGE_SHIFT);
198 : 0 : memset(vaddr, 0, bytes);
199 : : }
200 : :
201 : 0 : int __init swiotlb_init_with_tbl(char *tlb, unsigned long nslabs, int verbose)
202 : : {
203 : 0 : unsigned long i, bytes;
204 : 0 : size_t alloc_size;
205 : :
206 : 0 : bytes = nslabs << IO_TLB_SHIFT;
207 : :
208 : 0 : io_tlb_nslabs = nslabs;
209 [ # # ]: 0 : io_tlb_start = __pa(tlb);
210 : 0 : io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
211 : :
212 : : /*
213 : : * Allocate and initialize the free list array. This array is used
214 : : * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
215 : : * between io_tlb_start and io_tlb_end.
216 : : */
217 : 0 : alloc_size = PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int));
218 : 0 : io_tlb_list = memblock_alloc(alloc_size, PAGE_SIZE);
219 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_list)
220 : 0 : panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%lx\n",
221 : : __func__, alloc_size, PAGE_SIZE);
222 : :
223 : 0 : alloc_size = PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t));
224 : 0 : io_tlb_orig_addr = memblock_alloc(alloc_size, PAGE_SIZE);
225 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_orig_addr)
226 : 0 : panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%lx\n",
227 : : __func__, alloc_size, PAGE_SIZE);
228 : :
229 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++) {
230 : 0 : io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
231 : 0 : io_tlb_orig_addr[i] = INVALID_PHYS_ADDR;
232 : : }
233 : 0 : io_tlb_index = 0;
234 : :
235 [ # # ]: 0 : if (verbose)
236 : 0 : swiotlb_print_info();
237 : :
238 [ # # ]: 0 : swiotlb_set_max_segment(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
239 : 0 : return 0;
240 : : }
241 : :
242 : : /*
243 : : * Statically reserve bounce buffer space and initialize bounce buffer data
244 : : * structures for the software IO TLB used to implement the DMA API.
245 : : */
246 : : void __init
247 : 0 : swiotlb_init(int verbose)
248 : : {
249 : 0 : size_t default_size = IO_TLB_DEFAULT_SIZE;
250 : 0 : unsigned char *vstart;
251 : 0 : unsigned long bytes;
252 : :
253 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_nslabs) {
254 : 0 : io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
255 : 0 : io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
256 : : }
257 : :
258 : 0 : bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
259 : :
260 : : /* Get IO TLB memory from the low pages */
261 : 0 : vstart = memblock_alloc_low(PAGE_ALIGN(bytes), PAGE_SIZE);
262 [ # # # # ]: 0 : if (vstart && !swiotlb_init_with_tbl(vstart, io_tlb_nslabs, verbose))
263 : : return;
264 : :
265 [ # # ]: 0 : if (io_tlb_start)
266 : 0 : memblock_free_early(io_tlb_start,
267 : 0 : PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
268 : 0 : pr_warn("Cannot allocate buffer");
269 : 0 : no_iotlb_memory = true;
270 : : }
271 : :
272 : : /*
273 : : * Systems with larger DMA zones (those that don't support ISA) can
274 : : * initialize the swiotlb later using the slab allocator if needed.
275 : : * This should be just like above, but with some error catching.
276 : : */
277 : : int
278 : 0 : swiotlb_late_init_with_default_size(size_t default_size)
279 : : {
280 : 0 : unsigned long bytes, req_nslabs = io_tlb_nslabs;
281 : 0 : unsigned char *vstart = NULL;
282 : 0 : unsigned int order;
283 : 0 : int rc = 0;
284 : :
285 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_nslabs) {
286 : 0 : io_tlb_nslabs = (default_size >> IO_TLB_SHIFT);
287 : 0 : io_tlb_nslabs = ALIGN(io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
288 : : }
289 : :
290 : : /*
291 : : * Get IO TLB memory from the low pages
292 : : */
293 : 0 : order = get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
294 : 0 : io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
295 : 0 : bytes = io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
296 : :
297 [ # # ]: 0 : while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
298 : 0 : vstart = (void *)__get_free_pages(GFP_DMA | __GFP_NOWARN,
299 : : order);
300 [ # # ]: 0 : if (vstart)
301 : : break;
302 : 0 : order--;
303 : : }
304 : :
305 [ # # ]: 0 : if (!vstart) {
306 : 0 : io_tlb_nslabs = req_nslabs;
307 : 0 : return -ENOMEM;
308 : : }
309 [ # # ]: 0 : if (order != get_order(bytes)) {
310 : 0 : pr_warn("only able to allocate %ld MB\n",
311 : : (PAGE_SIZE << order) >> 20);
312 : 0 : io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
313 : : }
314 : 0 : rc = swiotlb_late_init_with_tbl(vstart, io_tlb_nslabs);
315 [ # # ]: 0 : if (rc)
316 : 0 : free_pages((unsigned long)vstart, order);
317 : :
318 : : return rc;
319 : : }
320 : :
321 : 0 : static void swiotlb_cleanup(void)
322 : : {
323 : 0 : io_tlb_end = 0;
324 : 0 : io_tlb_start = 0;
325 : 0 : io_tlb_nslabs = 0;
326 : 0 : max_segment = 0;
327 : 0 : }
328 : :
329 : : int
330 : 0 : swiotlb_late_init_with_tbl(char *tlb, unsigned long nslabs)
331 : : {
332 : 0 : unsigned long i, bytes;
333 : :
334 : 0 : bytes = nslabs << IO_TLB_SHIFT;
335 : :
336 : 0 : io_tlb_nslabs = nslabs;
337 [ # # ]: 0 : io_tlb_start = virt_to_phys(tlb);
338 : 0 : io_tlb_end = io_tlb_start + bytes;
339 : :
340 : 0 : set_memory_decrypted((unsigned long)tlb, bytes >> PAGE_SHIFT);
341 : 0 : memset(tlb, 0, bytes);
342 : :
343 : : /*
344 : : * Allocate and initialize the free list array. This array is used
345 : : * to find contiguous free memory regions of size up to IO_TLB_SEGSIZE
346 : : * between io_tlb_start and io_tlb_end.
347 : : */
348 : 0 : io_tlb_list = (unsigned int *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
349 : 0 : get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
350 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_list)
351 : 0 : goto cleanup3;
352 : :
353 : 0 : io_tlb_orig_addr = (phys_addr_t *)
354 : 0 : __get_free_pages(GFP_KERNEL,
355 : 0 : get_order(io_tlb_nslabs *
356 : : sizeof(phys_addr_t)));
357 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_orig_addr)
358 : 0 : goto cleanup4;
359 : :
360 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < io_tlb_nslabs; i++) {
361 : 0 : io_tlb_list[i] = IO_TLB_SEGSIZE - OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE);
362 : 0 : io_tlb_orig_addr[i] = INVALID_PHYS_ADDR;
363 : : }
364 : 0 : io_tlb_index = 0;
365 : :
366 : 0 : swiotlb_print_info();
367 : :
368 : 0 : late_alloc = 1;
369 : :
370 [ # # ]: 0 : swiotlb_set_max_segment(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
371 : :
372 : : return 0;
373 : :
374 : : cleanup4:
375 : 0 : free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
376 : : sizeof(int)));
377 : 0 : io_tlb_list = NULL;
378 : 0 : cleanup3:
379 : 0 : swiotlb_cleanup();
380 : 0 : return -ENOMEM;
381 : : }
382 : :
383 : 0 : void __init swiotlb_exit(void)
384 : : {
385 [ # # ]: 0 : if (!io_tlb_orig_addr)
386 : : return;
387 : :
388 [ # # ]: 0 : if (late_alloc) {
389 : 0 : free_pages((unsigned long)io_tlb_orig_addr,
390 : 0 : get_order(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
391 : 0 : free_pages((unsigned long)io_tlb_list, get_order(io_tlb_nslabs *
392 : : sizeof(int)));
393 : 0 : free_pages((unsigned long)phys_to_virt(io_tlb_start),
394 : 0 : get_order(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
395 : : } else {
396 : 0 : memblock_free_late(__pa(io_tlb_orig_addr),
397 [ # # ]: 0 : PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(phys_addr_t)));
398 : 0 : memblock_free_late(__pa(io_tlb_list),
399 [ # # ]: 0 : PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs * sizeof(int)));
400 : 0 : memblock_free_late(io_tlb_start,
401 : 0 : PAGE_ALIGN(io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT));
402 : : }
403 : 0 : swiotlb_cleanup();
404 : : }
405 : :
406 : : /*
407 : : * Bounce: copy the swiotlb buffer from or back to the original dma location
408 : : */
409 : 0 : static void swiotlb_bounce(phys_addr_t orig_addr, phys_addr_t tlb_addr,
410 : : size_t size, enum dma_data_direction dir)
411 : : {
412 : 0 : unsigned long pfn = PFN_DOWN(orig_addr);
413 : 0 : unsigned char *vaddr = phys_to_virt(tlb_addr);
414 : :
415 : 0 : if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn))) {
416 : : /* The buffer does not have a mapping. Map it in and copy */
417 : : unsigned int offset = orig_addr & ~PAGE_MASK;
418 : : char *buffer;
419 : : unsigned int sz = 0;
420 : : unsigned long flags;
421 : :
422 : : while (size) {
423 : : sz = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
424 : :
425 : : local_irq_save(flags);
426 : : buffer = kmap_atomic(pfn_to_page(pfn));
427 : : if (dir == DMA_TO_DEVICE)
428 : : memcpy(vaddr, buffer + offset, sz);
429 : : else
430 : : memcpy(buffer + offset, vaddr, sz);
431 : : kunmap_atomic(buffer);
432 : : local_irq_restore(flags);
433 : :
434 : : size -= sz;
435 : : pfn++;
436 : : vaddr += sz;
437 : : offset = 0;
438 : : }
439 : 0 : } else if (dir == DMA_TO_DEVICE) {
440 : 0 : memcpy(vaddr, phys_to_virt(orig_addr), size);
441 : : } else {
442 : 0 : memcpy(phys_to_virt(orig_addr), vaddr, size);
443 : : }
444 : : }
445 : :
446 : 0 : phys_addr_t swiotlb_tbl_map_single(struct device *hwdev,
447 : : dma_addr_t tbl_dma_addr,
448 : : phys_addr_t orig_addr,
449 : : size_t mapping_size,
450 : : size_t alloc_size,
451 : : enum dma_data_direction dir,
452 : : unsigned long attrs)
453 : : {
454 : 0 : unsigned long flags;
455 : 0 : phys_addr_t tlb_addr;
456 : 0 : unsigned int nslots, stride, index, wrap;
457 : 0 : int i;
458 : 0 : unsigned long mask;
459 : 0 : unsigned long offset_slots;
460 : 0 : unsigned long max_slots;
461 : 0 : unsigned long tmp_io_tlb_used;
462 : :
463 [ # # ]: 0 : if (no_iotlb_memory)
464 : 0 : panic("Can not allocate SWIOTLB buffer earlier and can't now provide you with the DMA bounce buffer");
465 : :
466 [ # # ]: 0 : if (mem_encrypt_active())
467 : : pr_warn_once("Memory encryption is active and system is using DMA bounce buffers\n");
468 : :
469 [ # # ]: 0 : if (mapping_size > alloc_size) {
470 [ # # ]: 0 : dev_warn_once(hwdev, "Invalid sizes (mapping: %zd bytes, alloc: %zd bytes)",
471 : : mapping_size, alloc_size);
472 : 0 : return (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR;
473 : : }
474 : :
475 [ # # ]: 0 : mask = dma_get_seg_boundary(hwdev);
476 : :
477 : 0 : tbl_dma_addr &= mask;
478 : :
479 : 0 : offset_slots = ALIGN(tbl_dma_addr, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
480 : :
481 : : /*
482 : : * Carefully handle integer overflow which can occur when mask == ~0UL.
483 : : */
484 : 0 : max_slots = mask + 1
485 : 0 : ? ALIGN(mask + 1, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT
486 [ # # ]: 0 : : 1UL << (BITS_PER_LONG - IO_TLB_SHIFT);
487 : :
488 : : /*
489 : : * For mappings greater than or equal to a page, we limit the stride
490 : : * (and hence alignment) to a page size.
491 : : */
492 : 0 : nslots = ALIGN(alloc_size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
493 [ # # ]: 0 : if (alloc_size >= PAGE_SIZE)
494 : : stride = (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT));
495 : : else
496 : 0 : stride = 1;
497 : :
498 [ # # ]: 0 : BUG_ON(!nslots);
499 : :
500 : : /*
501 : : * Find suitable number of IO TLB entries size that will fit this
502 : : * request and allocate a buffer from that IO TLB pool.
503 : : */
504 : 0 : spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
505 : :
506 [ # # ]: 0 : if (unlikely(nslots > io_tlb_nslabs - io_tlb_used))
507 : 0 : goto not_found;
508 : :
509 : 0 : index = ALIGN(io_tlb_index, stride);
510 [ # # ]: 0 : if (index >= io_tlb_nslabs)
511 : 0 : index = 0;
512 : 0 : wrap = index;
513 : :
514 : : do {
515 [ # # ]: 0 : while (iommu_is_span_boundary(index, nslots, offset_slots,
516 : : max_slots)) {
517 : 0 : index += stride;
518 [ # # ]: 0 : if (index >= io_tlb_nslabs)
519 : 0 : index = 0;
520 [ # # ]: 0 : if (index == wrap)
521 : 0 : goto not_found;
522 : : }
523 : :
524 : : /*
525 : : * If we find a slot that indicates we have 'nslots' number of
526 : : * contiguous buffers, we allocate the buffers from that slot
527 : : * and mark the entries as '0' indicating unavailable.
528 : : */
529 [ # # ]: 0 : if (io_tlb_list[index] >= nslots) {
530 : 0 : int count = 0;
531 : :
532 [ # # ]: 0 : for (i = index; i < (int) (index + nslots); i++)
533 : 0 : io_tlb_list[i] = 0;
534 [ # # # # ]: 0 : for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE - 1) && io_tlb_list[i]; i--)
535 : 0 : io_tlb_list[i] = ++count;
536 : 0 : tlb_addr = io_tlb_start + (index << IO_TLB_SHIFT);
537 : :
538 : : /*
539 : : * Update the indices to avoid searching in the next
540 : : * round.
541 : : */
542 : 0 : io_tlb_index = ((index + nslots) < io_tlb_nslabs
543 [ # # ]: 0 : ? (index + nslots) : 0);
544 : :
545 : 0 : goto found;
546 : : }
547 : 0 : index += stride;
548 [ # # ]: 0 : if (index >= io_tlb_nslabs)
549 : 0 : index = 0;
550 [ # # ]: 0 : } while (index != wrap);
551 : :
552 : 0 : not_found:
553 : 0 : tmp_io_tlb_used = io_tlb_used;
554 : :
555 : 0 : spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
556 [ # # # # ]: 0 : if (!(attrs & DMA_ATTR_NO_WARN) && printk_ratelimit())
557 : 0 : dev_warn(hwdev, "swiotlb buffer is full (sz: %zd bytes), total %lu (slots), used %lu (slots)\n",
558 : : alloc_size, io_tlb_nslabs, tmp_io_tlb_used);
559 : : return (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR;
560 : : found:
561 : 0 : io_tlb_used += nslots;
562 : 0 : spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
563 : :
564 : : /*
565 : : * Save away the mapping from the original address to the DMA address.
566 : : * This is needed when we sync the memory. Then we sync the buffer if
567 : : * needed.
568 : : */
569 [ # # ]: 0 : for (i = 0; i < nslots; i++)
570 : 0 : io_tlb_orig_addr[index+i] = orig_addr + (i << IO_TLB_SHIFT);
571 [ # # # # ]: 0 : if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC) &&
572 : : (dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
573 : 0 : swiotlb_bounce(orig_addr, tlb_addr, mapping_size, DMA_TO_DEVICE);
574 : :
575 : : return tlb_addr;
576 : : }
577 : :
578 : : /*
579 : : * tlb_addr is the physical address of the bounce buffer to unmap.
580 : : */
581 : 0 : void swiotlb_tbl_unmap_single(struct device *hwdev, phys_addr_t tlb_addr,
582 : : size_t mapping_size, size_t alloc_size,
583 : : enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
584 : : {
585 : 0 : unsigned long flags;
586 : 0 : int i, count, nslots = ALIGN(alloc_size, 1 << IO_TLB_SHIFT) >> IO_TLB_SHIFT;
587 : 0 : int index = (tlb_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
588 : 0 : phys_addr_t orig_addr = io_tlb_orig_addr[index];
589 : :
590 : : /*
591 : : * First, sync the memory before unmapping the entry
592 : : */
593 [ # # ]: 0 : if (orig_addr != INVALID_PHYS_ADDR &&
594 [ # # ]: 0 : !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC) &&
595 [ # # ]: 0 : ((dir == DMA_FROM_DEVICE) || (dir == DMA_BIDIRECTIONAL)))
596 : 0 : swiotlb_bounce(orig_addr, tlb_addr, mapping_size, DMA_FROM_DEVICE);
597 : :
598 : : /*
599 : : * Return the buffer to the free list by setting the corresponding
600 : : * entries to indicate the number of contiguous entries available.
601 : : * While returning the entries to the free list, we merge the entries
602 : : * with slots below and above the pool being returned.
603 : : */
604 : 0 : spin_lock_irqsave(&io_tlb_lock, flags);
605 : : {
606 : 0 : count = ((index + nslots) < ALIGN(index + 1, IO_TLB_SEGSIZE) ?
607 [ # # ]: 0 : io_tlb_list[index + nslots] : 0);
608 : : /*
609 : : * Step 1: return the slots to the free list, merging the
610 : : * slots with superceeding slots
611 : : */
612 [ # # ]: 0 : for (i = index + nslots - 1; i >= index; i--) {
613 : 0 : io_tlb_list[i] = ++count;
614 : 0 : io_tlb_orig_addr[i] = INVALID_PHYS_ADDR;
615 : : }
616 : : /*
617 : : * Step 2: merge the returned slots with the preceding slots,
618 : : * if available (non zero)
619 : : */
620 [ # # # # ]: 0 : for (i = index - 1; (OFFSET(i, IO_TLB_SEGSIZE) != IO_TLB_SEGSIZE -1) && io_tlb_list[i]; i--)
621 : 0 : io_tlb_list[i] = ++count;
622 : :
623 : 0 : io_tlb_used -= nslots;
624 : : }
625 : 0 : spin_unlock_irqrestore(&io_tlb_lock, flags);
626 : 0 : }
627 : :
628 : 0 : void swiotlb_tbl_sync_single(struct device *hwdev, phys_addr_t tlb_addr,
629 : : size_t size, enum dma_data_direction dir,
630 : : enum dma_sync_target target)
631 : : {
632 : 0 : int index = (tlb_addr - io_tlb_start) >> IO_TLB_SHIFT;
633 : 0 : phys_addr_t orig_addr = io_tlb_orig_addr[index];
634 : :
635 [ # # ]: 0 : if (orig_addr == INVALID_PHYS_ADDR)
636 : : return;
637 : 0 : orig_addr += (unsigned long)tlb_addr & ((1 << IO_TLB_SHIFT) - 1);
638 : :
639 [ # # # ]: 0 : switch (target) {
640 : 0 : case SYNC_FOR_CPU:
641 [ # # ]: 0 : if (likely(dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
642 : 0 : swiotlb_bounce(orig_addr, tlb_addr,
643 : : size, DMA_FROM_DEVICE);
644 : : else
645 [ # # ]: 0 : BUG_ON(dir != DMA_TO_DEVICE);
646 : : break;
647 : 0 : case SYNC_FOR_DEVICE:
648 [ # # ]: 0 : if (likely(dir == DMA_TO_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL))
649 : 0 : swiotlb_bounce(orig_addr, tlb_addr,
650 : : size, DMA_TO_DEVICE);
651 : : else
652 [ # # ]: 0 : BUG_ON(dir != DMA_FROM_DEVICE);
653 : : break;
654 : 0 : default:
655 : 0 : BUG();
656 : : }
657 : : }
658 : :
659 : : /*
660 : : * Create a swiotlb mapping for the buffer at @paddr, and in case of DMAing
661 : : * to the device copy the data into it as well.
662 : : */
663 : 0 : dma_addr_t swiotlb_map(struct device *dev, phys_addr_t paddr, size_t size,
664 : : enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
665 : : {
666 : 0 : phys_addr_t swiotlb_addr;
667 : 0 : dma_addr_t dma_addr;
668 : :
669 : 0 : trace_swiotlb_bounced(dev, phys_to_dma(dev, paddr), size,
670 : : swiotlb_force);
671 : :
672 : 0 : swiotlb_addr = swiotlb_tbl_map_single(dev,
673 : : __phys_to_dma(dev, io_tlb_start),
674 : : paddr, size, size, dir, attrs);
675 [ # # ]: 0 : if (swiotlb_addr == (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR)
676 : : return DMA_MAPPING_ERROR;
677 : :
678 : : /* Ensure that the address returned is DMA'ble */
679 [ # # ]: 0 : dma_addr = __phys_to_dma(dev, swiotlb_addr);
680 [ # # # # ]: 0 : if (unlikely(!dma_capable(dev, dma_addr, size, true))) {
681 : 0 : swiotlb_tbl_unmap_single(dev, swiotlb_addr, size, size, dir,
682 : : attrs | DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
683 [ # # # # ]: 0 : dev_WARN_ONCE(dev, 1,
684 : : "swiotlb addr %pad+%zu overflow (mask %llx, bus limit %llx).\n",
685 : : &dma_addr, size, *dev->dma_mask, dev->bus_dma_limit);
686 : 0 : return DMA_MAPPING_ERROR;
687 : : }
688 : :
689 : : if (!dev_is_dma_coherent(dev) && !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
690 : : arch_sync_dma_for_device(swiotlb_addr, size, dir);
691 : : return dma_addr;
692 : : }
693 : :
694 : 0 : size_t swiotlb_max_mapping_size(struct device *dev)
695 : : {
696 : 0 : return ((size_t)1 << IO_TLB_SHIFT) * IO_TLB_SEGSIZE;
697 : : }
698 : :
699 : 33 : bool is_swiotlb_active(void)
700 : : {
701 : : /*
702 : : * When SWIOTLB is initialized, even if io_tlb_start points to physical
703 : : * address zero, io_tlb_end surely doesn't.
704 : : */
705 : 33 : return io_tlb_end != 0;
706 : : }
707 : :
708 : : #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
709 : :
710 : 11 : static int __init swiotlb_create_debugfs(void)
711 : : {
712 : 11 : struct dentry *root;
713 : :
714 : 11 : root = debugfs_create_dir("swiotlb", NULL);
715 : 11 : debugfs_create_ulong("io_tlb_nslabs", 0400, root, &io_tlb_nslabs);
716 : 11 : debugfs_create_ulong("io_tlb_used", 0400, root, &io_tlb_used);
717 : 11 : return 0;
718 : : }
719 : :
720 : : late_initcall(swiotlb_create_debugfs);
721 : :
722 : : #endif
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