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