Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * Coherent per-device memory handling.
4 : : * Borrowed from i386
5 : : */
6 : : #include <linux/io.h>
7 : : #include <linux/slab.h>
8 : : #include <linux/kernel.h>
9 : : #include <linux/module.h>
10 : : #include <linux/dma-mapping.h>
11 : :
12 : : struct dma_coherent_mem {
13 : : void *virt_base;
14 : : dma_addr_t device_base;
15 : : unsigned long pfn_base;
16 : : int size;
17 : : unsigned long *bitmap;
18 : : spinlock_t spinlock;
19 : : bool use_dev_dma_pfn_offset;
20 : : };
21 : :
22 : : static struct dma_coherent_mem *dma_coherent_default_memory __ro_after_init;
23 : :
24 : : static inline struct dma_coherent_mem *dev_get_coherent_memory(struct device *dev)
25 : : {
26 [ # # # # : 84764 : if (dev && dev->dma_mem)
+ - - + +
- - + ]
27 : : return dev->dma_mem;
28 : : return NULL;
29 : : }
30 : :
31 : : static inline dma_addr_t dma_get_device_base(struct device *dev,
32 : : struct dma_coherent_mem * mem)
33 : : {
34 [ # # ]: 0 : if (mem->use_dev_dma_pfn_offset)
35 : 0 : return (mem->pfn_base - dev->dma_pfn_offset) << PAGE_SHIFT;
36 : : else
37 : 0 : return mem->device_base;
38 : : }
39 : :
40 : 0 : static int dma_init_coherent_memory(phys_addr_t phys_addr,
41 : : dma_addr_t device_addr, size_t size,
42 : : struct dma_coherent_mem **mem)
43 : : {
44 : : struct dma_coherent_mem *dma_mem = NULL;
45 : : void *mem_base = NULL;
46 : 0 : int pages = size >> PAGE_SHIFT;
47 : 0 : int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(pages) * sizeof(long);
48 : : int ret;
49 : :
50 [ # # ]: 0 : if (!size) {
51 : : ret = -EINVAL;
52 : : goto out;
53 : : }
54 : :
55 : 0 : mem_base = memremap(phys_addr, size, MEMREMAP_WC);
56 [ # # ]: 0 : if (!mem_base) {
57 : : ret = -EINVAL;
58 : : goto out;
59 : : }
60 : 0 : dma_mem = kzalloc(sizeof(struct dma_coherent_mem), GFP_KERNEL);
61 [ # # ]: 0 : if (!dma_mem) {
62 : : ret = -ENOMEM;
63 : : goto out;
64 : : }
65 : 0 : dma_mem->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
66 [ # # ]: 0 : if (!dma_mem->bitmap) {
67 : : ret = -ENOMEM;
68 : : goto out;
69 : : }
70 : :
71 : 0 : dma_mem->virt_base = mem_base;
72 : 0 : dma_mem->device_base = device_addr;
73 : 0 : dma_mem->pfn_base = PFN_DOWN(phys_addr);
74 : 0 : dma_mem->size = pages;
75 : 0 : spin_lock_init(&dma_mem->spinlock);
76 : :
77 : 0 : *mem = dma_mem;
78 : 0 : return 0;
79 : :
80 : : out:
81 : 0 : kfree(dma_mem);
82 [ # # ]: 0 : if (mem_base)
83 : 0 : memunmap(mem_base);
84 : 0 : return ret;
85 : : }
86 : :
87 : 0 : static void dma_release_coherent_memory(struct dma_coherent_mem *mem)
88 : : {
89 [ # # ]: 0 : if (!mem)
90 : 0 : return;
91 : :
92 : 0 : memunmap(mem->virt_base);
93 : 0 : kfree(mem->bitmap);
94 : 0 : kfree(mem);
95 : : }
96 : :
97 : : static int dma_assign_coherent_memory(struct device *dev,
98 : : struct dma_coherent_mem *mem)
99 : : {
100 [ # # # # ]: 0 : if (!dev)
101 : : return -ENODEV;
102 : :
103 [ # # # # ]: 0 : if (dev->dma_mem)
104 : : return -EBUSY;
105 : :
106 : 0 : dev->dma_mem = mem;
107 : : return 0;
108 : : }
109 : :
110 : 0 : int dma_declare_coherent_memory(struct device *dev, phys_addr_t phys_addr,
111 : : dma_addr_t device_addr, size_t size)
112 : : {
113 : : struct dma_coherent_mem *mem;
114 : : int ret;
115 : :
116 : 0 : ret = dma_init_coherent_memory(phys_addr, device_addr, size, &mem);
117 [ # # ]: 0 : if (ret)
118 : : return ret;
119 : :
120 : 0 : ret = dma_assign_coherent_memory(dev, mem);
121 [ # # ]: 0 : if (ret)
122 : 0 : dma_release_coherent_memory(mem);
123 : 0 : return ret;
124 : : }
125 : :
126 : 0 : static void *__dma_alloc_from_coherent(struct device *dev,
127 : : struct dma_coherent_mem *mem,
128 : : ssize_t size, dma_addr_t *dma_handle)
129 : : {
130 : 0 : int order = get_order(size);
131 : : unsigned long flags;
132 : : int pageno;
133 : : void *ret;
134 : :
135 : 0 : spin_lock_irqsave(&mem->spinlock, flags);
136 : :
137 [ # # ]: 0 : if (unlikely(size > ((dma_addr_t)mem->size << PAGE_SHIFT)))
138 : : goto err;
139 : :
140 : 0 : pageno = bitmap_find_free_region(mem->bitmap, mem->size, order);
141 [ # # ]: 0 : if (unlikely(pageno < 0))
142 : : goto err;
143 : :
144 : : /*
145 : : * Memory was found in the coherent area.
146 : : */
147 : 0 : *dma_handle = dma_get_device_base(dev, mem) +
148 : 0 : ((dma_addr_t)pageno << PAGE_SHIFT);
149 : 0 : ret = mem->virt_base + ((dma_addr_t)pageno << PAGE_SHIFT);
150 : : spin_unlock_irqrestore(&mem->spinlock, flags);
151 : 0 : memset(ret, 0, size);
152 : 0 : return ret;
153 : : err:
154 : : spin_unlock_irqrestore(&mem->spinlock, flags);
155 : 0 : return NULL;
156 : : }
157 : :
158 : : /**
159 : : * dma_alloc_from_dev_coherent() - allocate memory from device coherent pool
160 : : * @dev: device from which we allocate memory
161 : : * @size: size of requested memory area
162 : : * @dma_handle: This will be filled with the correct dma handle
163 : : * @ret: This pointer will be filled with the virtual address
164 : : * to allocated area.
165 : : *
166 : : * This function should be only called from per-arch dma_alloc_coherent()
167 : : * to support allocation from per-device coherent memory pools.
168 : : *
169 : : * Returns 0 if dma_alloc_coherent should continue with allocating from
170 : : * generic memory areas, or !0 if dma_alloc_coherent should return @ret.
171 : : */
172 : 44480 : int dma_alloc_from_dev_coherent(struct device *dev, ssize_t size,
173 : : dma_addr_t *dma_handle, void **ret)
174 : : {
175 : : struct dma_coherent_mem *mem = dev_get_coherent_memory(dev);
176 : :
177 [ - + ]: 44480 : if (!mem)
178 : : return 0;
179 : :
180 : 0 : *ret = __dma_alloc_from_coherent(dev, mem, size, dma_handle);
181 : 0 : return 1;
182 : : }
183 : :
184 : 0 : void *dma_alloc_from_global_coherent(struct device *dev, ssize_t size,
185 : : dma_addr_t *dma_handle)
186 : : {
187 [ # # ]: 0 : if (!dma_coherent_default_memory)
188 : : return NULL;
189 : :
190 : 0 : return __dma_alloc_from_coherent(dev, dma_coherent_default_memory, size,
191 : : dma_handle);
192 : : }
193 : :
194 : 40284 : static int __dma_release_from_coherent(struct dma_coherent_mem *mem,
195 : : int order, void *vaddr)
196 : : {
197 [ - + # # : 40284 : if (mem && vaddr >= mem->virt_base && vaddr <
# # ]
198 : 0 : (mem->virt_base + ((dma_addr_t)mem->size << PAGE_SHIFT))) {
199 : 0 : int page = (vaddr - mem->virt_base) >> PAGE_SHIFT;
200 : : unsigned long flags;
201 : :
202 : 0 : spin_lock_irqsave(&mem->spinlock, flags);
203 : 0 : bitmap_release_region(mem->bitmap, page, order);
204 : : spin_unlock_irqrestore(&mem->spinlock, flags);
205 : 0 : return 1;
206 : : }
207 : : return 0;
208 : : }
209 : :
210 : : /**
211 : : * dma_release_from_dev_coherent() - free memory to device coherent memory pool
212 : : * @dev: device from which the memory was allocated
213 : : * @order: the order of pages allocated
214 : : * @vaddr: virtual address of allocated pages
215 : : *
216 : : * This checks whether the memory was allocated from the per-device
217 : : * coherent memory pool and if so, releases that memory.
218 : : *
219 : : * Returns 1 if we correctly released the memory, or 0 if the caller should
220 : : * proceed with releasing memory from generic pools.
221 : : */
222 : 40284 : int dma_release_from_dev_coherent(struct device *dev, int order, void *vaddr)
223 : : {
224 : : struct dma_coherent_mem *mem = dev_get_coherent_memory(dev);
225 : :
226 : 40284 : return __dma_release_from_coherent(mem, order, vaddr);
227 : : }
228 : :
229 : 0 : int dma_release_from_global_coherent(int order, void *vaddr)
230 : : {
231 [ # # ]: 0 : if (!dma_coherent_default_memory)
232 : : return 0;
233 : :
234 : 0 : return __dma_release_from_coherent(dma_coherent_default_memory, order,
235 : : vaddr);
236 : : }
237 : :
238 : 0 : static int __dma_mmap_from_coherent(struct dma_coherent_mem *mem,
239 : : struct vm_area_struct *vma, void *vaddr, size_t size, int *ret)
240 : : {
241 [ # # # # : 0 : if (mem && vaddr >= mem->virt_base && vaddr + size <=
# # ]
242 : 0 : (mem->virt_base + ((dma_addr_t)mem->size << PAGE_SHIFT))) {
243 : 0 : unsigned long off = vma->vm_pgoff;
244 : 0 : int start = (vaddr - mem->virt_base) >> PAGE_SHIFT;
245 : : unsigned long user_count = vma_pages(vma);
246 : 0 : int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
247 : :
248 : 0 : *ret = -ENXIO;
249 [ # # # # ]: 0 : if (off < count && user_count <= count - off) {
250 : 0 : unsigned long pfn = mem->pfn_base + start + off;
251 : 0 : *ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn,
252 : : user_count << PAGE_SHIFT,
253 : : vma->vm_page_prot);
254 : : }
255 : : return 1;
256 : : }
257 : : return 0;
258 : : }
259 : :
260 : : /**
261 : : * dma_mmap_from_dev_coherent() - mmap memory from the device coherent pool
262 : : * @dev: device from which the memory was allocated
263 : : * @vma: vm_area for the userspace memory
264 : : * @vaddr: cpu address returned by dma_alloc_from_dev_coherent
265 : : * @size: size of the memory buffer allocated
266 : : * @ret: result from remap_pfn_range()
267 : : *
268 : : * This checks whether the memory was allocated from the per-device
269 : : * coherent memory pool and if so, maps that memory to the provided vma.
270 : : *
271 : : * Returns 1 if @vaddr belongs to the device coherent pool and the caller
272 : : * should return @ret, or 0 if they should proceed with mapping memory from
273 : : * generic areas.
274 : : */
275 : 0 : int dma_mmap_from_dev_coherent(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
276 : : void *vaddr, size_t size, int *ret)
277 : : {
278 : : struct dma_coherent_mem *mem = dev_get_coherent_memory(dev);
279 : :
280 : 0 : return __dma_mmap_from_coherent(mem, vma, vaddr, size, ret);
281 : : }
282 : :
283 : 0 : int dma_mmap_from_global_coherent(struct vm_area_struct *vma, void *vaddr,
284 : : size_t size, int *ret)
285 : : {
286 [ # # ]: 0 : if (!dma_coherent_default_memory)
287 : : return 0;
288 : :
289 : 0 : return __dma_mmap_from_coherent(dma_coherent_default_memory, vma,
290 : : vaddr, size, ret);
291 : : }
292 : :
293 : : /*
294 : : * Support for reserved memory regions defined in device tree
295 : : */
296 : : #ifdef CONFIG_OF_RESERVED_MEM
297 : : #include <linux/of.h>
298 : : #include <linux/of_fdt.h>
299 : : #include <linux/of_reserved_mem.h>
300 : :
301 : : static struct reserved_mem *dma_reserved_default_memory __initdata;
302 : :
303 : 0 : static int rmem_dma_device_init(struct reserved_mem *rmem, struct device *dev)
304 : : {
305 : 0 : struct dma_coherent_mem *mem = rmem->priv;
306 : : int ret;
307 : :
308 [ # # ]: 0 : if (!mem) {
309 : 0 : ret = dma_init_coherent_memory(rmem->base, rmem->base,
310 : : rmem->size, &mem);
311 [ # # ]: 0 : if (ret) {
312 : 0 : pr_err("Reserved memory: failed to init DMA memory pool at %pa, size %ld MiB\n",
313 : : &rmem->base, (unsigned long)rmem->size / SZ_1M);
314 : 0 : return ret;
315 : : }
316 : : }
317 : 0 : mem->use_dev_dma_pfn_offset = true;
318 : 0 : rmem->priv = mem;
319 : : dma_assign_coherent_memory(dev, mem);
320 : : return 0;
321 : : }
322 : :
323 : 0 : static void rmem_dma_device_release(struct reserved_mem *rmem,
324 : : struct device *dev)
325 : : {
326 [ # # ]: 0 : if (dev)
327 : 0 : dev->dma_mem = NULL;
328 : 0 : }
329 : :
330 : : static const struct reserved_mem_ops rmem_dma_ops = {
331 : : .device_init = rmem_dma_device_init,
332 : : .device_release = rmem_dma_device_release,
333 : : };
334 : :
335 : 0 : static int __init rmem_dma_setup(struct reserved_mem *rmem)
336 : : {
337 : 0 : unsigned long node = rmem->fdt_node;
338 : :
339 [ # # ]: 0 : if (of_get_flat_dt_prop(node, "reusable", NULL))
340 : : return -EINVAL;
341 : :
342 : : #ifdef CONFIG_ARM
343 [ # # ]: 0 : if (!of_get_flat_dt_prop(node, "no-map", NULL)) {
344 : 0 : pr_err("Reserved memory: regions without no-map are not yet supported\n");
345 : 0 : return -EINVAL;
346 : : }
347 : :
348 [ # # ]: 0 : if (of_get_flat_dt_prop(node, "linux,dma-default", NULL)) {
349 [ # # ]: 0 : WARN(dma_reserved_default_memory,
350 : : "Reserved memory: region for default DMA coherent area is redefined\n");
351 : 0 : dma_reserved_default_memory = rmem;
352 : : }
353 : : #endif
354 : :
355 : 0 : rmem->ops = &rmem_dma_ops;
356 : 0 : pr_info("Reserved memory: created DMA memory pool at %pa, size %ld MiB\n",
357 : : &rmem->base, (unsigned long)rmem->size / SZ_1M);
358 : 0 : return 0;
359 : : }
360 : :
361 : 207 : static int __init dma_init_reserved_memory(void)
362 : : {
363 : : const struct reserved_mem_ops *ops;
364 : : int ret;
365 : :
366 [ - + ]: 207 : if (!dma_reserved_default_memory)
367 : : return -ENOMEM;
368 : :
369 : 0 : ops = dma_reserved_default_memory->ops;
370 : :
371 : : /*
372 : : * We rely on rmem_dma_device_init() does not propagate error of
373 : : * dma_assign_coherent_memory() for "NULL" device.
374 : : */
375 : 0 : ret = ops->device_init(dma_reserved_default_memory, NULL);
376 : :
377 [ # # ]: 0 : if (!ret) {
378 : 0 : dma_coherent_default_memory = dma_reserved_default_memory->priv;
379 : 0 : pr_info("DMA: default coherent area is set\n");
380 : : }
381 : :
382 : 0 : return ret;
383 : : }
384 : :
385 : : core_initcall(dma_init_reserved_memory);
386 : :
387 : : RESERVEDMEM_OF_DECLARE(dma, "shared-dma-pool", rmem_dma_setup);
388 : : #endif
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