arch/powerpc/kernel/dma.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006 Benjamin Herrenschmidt, IBM Corporation
   3  *
   4  * Provide default implementations of the DMA mapping callbacks for
   5  * directly mapped busses.
   6  */
   7
   8 #include <linux/device.h>
   9 #include <linux/dma-mapping.h>
  10 #include <linux/dma-debug.h>
  11 #include <linux/gfp.h>
  12 #include <linux/memblock.h>
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/pci.h>
  15 #include <asm/vio.h>
  16 #include <asm/bug.h>
  17 #include <asm/machdep.h>
  18 #include <asm/swiotlb.h>
  19 #include <asm/iommu.h>
  20
  21 /*
  22  * Generic direct DMA implementation
  23  *
  24  * This implementation supports a per-device offset that can be applied if
  25  * the address at which memory is visible to devices is not 0. Platform code
  26  * can set archdata.dma_data to an unsigned long holding the offset. By
  27  * default the offset is PCI_DRAM_OFFSET.
  28  */
  29
  30 static u64 __maybe_unused get_pfn_limit(struct device *dev)
  31 {
  32         u64 pfn = (dev->coherent_dma_mask >> PAGE_SHIFT) + 1;
  33         struct dev_archdata __maybe_unused *sd = &dev->archdata;
  34
  35 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
  36         if (sd->max_direct_dma_addr && dev->dma_ops == &powerpc_swiotlb_dma_ops)
  37                 pfn = min_t(u64, pfn, sd->max_direct_dma_addr >> PAGE_SHIFT);
  38 #endif
  39
  40         return pfn;
  41 }
  42
  43 int dma_nommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
  44 {
  45 #ifdef CONFIG_PPC64
  46         u64 limit = get_dma_offset(dev) + (memblock_end_of_DRAM() - 1);
  47
  48         /* Limit fits in the mask, we are good */
  49         if (mask >= limit)
  50                 return 1;
  51
  52 #ifdef CONFIG_FSL_SOC
  53         /*
  54          * Freescale gets another chance via ZONE_DMA, however
  55          * that will have to be refined if/when they support iommus
  56          */
  57         return 1;
  58 #endif
  59         /* Sorry ... */
  60         return 0;
  61 #else
  62         return 1;
  63 #endif
  64 }
  65
  66 #ifndef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
  67 void *__dma_nommu_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
  68                                   dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag,
  69                                   unsigned long attrs)
  70 {
  71         void *ret;
  72         struct page *page;
  73         int node = dev_to_node(dev);
  74 #ifdef CONFIG_FSL_SOC
  75         u64 pfn = get_pfn_limit(dev);
  76         int zone;
  77
  78         /*
  79          * This code should be OK on other platforms, but we have drivers that
  80          * don't set coherent_dma_mask. As a workaround we just ifdef it. This
  81          * whole routine needs some serious cleanup.
  82          */
  83
  84         zone = dma_pfn_limit_to_zone(pfn);
  85         if (zone < 0) {
  86                 dev_err(dev, "%s: No suitable zone for pfn %#llx\n",
  87                         __func__, pfn);
  88                 return NULL;
  89         }
  90
  91         switch (zone) {
  92 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
  93         case ZONE_DMA:
  94                 flag |= GFP_DMA;
  95                 break;
  96 #endif
  97         };
  98 #endif /* CONFIG_FSL_SOC */
  99
 100         page = alloc_pages_node(node, flag, get_order(size));
 101         if (page == NULL)
 102                 return NULL;
 103         ret = page_address(page);
 104         memset(ret, 0, size);
 105         *dma_handle = __pa(ret) + get_dma_offset(dev);
 106
 107         return ret;
 108 }
 109
 110 void __dma_nommu_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
 111                                 void *vaddr, dma_addr_t dma_handle,
 112                                 unsigned long attrs)
 113 {
 114         free_pages((unsigned long)vaddr, get_order(size));
 115 }
 116 #endif /* !CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
 117
 118 int dma_nommu_mmap_coherent(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 119                              void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 120                              unsigned long attrs)
 121 {
 122         unsigned long pfn;
 123
 124 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
 125         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
 126         pfn = __dma_get_coherent_pfn((unsigned long)cpu_addr);
 127 #else
 128         pfn = page_to_pfn(virt_to_page(cpu_addr));
 129 #endif
 130         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 131                                pfn + vma->vm_pgoff,
 132                                vma->vm_end - vma->vm_start,
 133                                vma->vm_page_prot);
 134 }
 135
 136 int dma_nommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
 137                 int nents, enum dma_data_direction direction,
 138                 unsigned long attrs)
 139 {
 140         struct scatterlist *sg;
 141         int i;
 142
 143         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
 144                 sg->dma_address = sg_phys(sg) + get_dma_offset(dev);
 145                 sg->dma_length = sg->length;
 146
 147                 if (attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC)
 148                         continue;
 149
 150                 __dma_sync_page(sg_page(sg), sg->offset, sg->length, direction);
 151         }
 152
 153         return nents;
 154 }
 155
 156 static void dma_nommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
 157                                 int nents, enum dma_data_direction direction,
 158                                 unsigned long attrs)
 159 {
 160         struct scatterlist *sg;
 161         int i;
 162
 163         for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
 164                 __dma_sync_page(sg_page(sg), sg->offset, sg->length, direction);
 165 }
 166
 167 u64 dma_nommu_get_required_mask(struct device *dev)
 168 {
 169         u64 end, mask;
 170
 171         end = memblock_end_of_DRAM() + get_dma_offset(dev);
 172
 173         mask = 1ULL << (fls64(end) - 1);
 174         mask += mask - 1;
 175
 176         return mask;
 177 }
 178
 179 dma_addr_t dma_nommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 180                 unsigned long offset, size_t size,
 181                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 182 {
 183         if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
 184                 __dma_sync_page(page, offset, size, dir);
 185
 186         return page_to_phys(page) + offset + get_dma_offset(dev);
 187 }
 188
 189 static inline void dma_nommu_unmap_page(struct device *dev,
 190                                          dma_addr_t dma_address,
 191                                          size_t size,
 192                                          enum dma_data_direction direction,
 193                                          unsigned long attrs)
 194 {
 195         if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
 196                 __dma_sync(bus_to_virt(dma_address), size, direction);
 197 }
 198
 199 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
 200 static inline void dma_nommu_sync_sg(struct device *dev,
 201                 struct scatterlist *sgl, int nents,
 202                 enum dma_data_direction direction)
 203 {
 204         struct scatterlist *sg;
 205         int i;
 206
 207         for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
 208                 __dma_sync_page(sg_page(sg), sg->offset, sg->length, direction);
 209 }
 210
 211 static inline void dma_nommu_sync_single(struct device *dev,
 212                                           dma_addr_t dma_handle, size_t size,
 213                                           enum dma_data_direction direction)
 214 {
 215         __dma_sync(bus_to_virt(dma_handle), size, direction);
 216 }
 217 #endif
 218
 219 const struct dma_map_ops dma_nommu_ops = {
 220         .alloc                          = __dma_nommu_alloc_coherent,
 221         .free                           = __dma_nommu_free_coherent,
 222         .mmap                           = dma_nommu_mmap_coherent,
 223         .map_sg                         = dma_nommu_map_sg,
 224         .unmap_sg                       = dma_nommu_unmap_sg,
 225         .dma_supported                  = dma_nommu_dma_supported,
 226         .map_page                       = dma_nommu_map_page,
 227         .unmap_page                     = dma_nommu_unmap_page,
 228         .get_required_mask              = dma_nommu_get_required_mask,
 229 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
 230         .sync_single_for_cpu            = dma_nommu_sync_single,
 231         .sync_single_for_device         = dma_nommu_sync_single,
 232         .sync_sg_for_cpu                = dma_nommu_sync_sg,
 233         .sync_sg_for_device             = dma_nommu_sync_sg,
 234 #endif
 235 };
 236 EXPORT_SYMBOL(dma_nommu_ops);
 237
 238 int dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
 239 {
 240         if (ppc_md.dma_set_mask)
 241                 return ppc_md.dma_set_mask(dev, dma_mask);
 242
 243         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
 244                 return -EIO;
 245         *dev->dma_mask = dma_mask;
 246         return 0;
 247 }
 248 EXPORT_SYMBOL(dma_set_mask);
 249
 250 static int __init dma_init(void)
 251 {
 252 #ifdef CONFIG_IBMVIO
 253         dma_debug_add_bus(&vio_bus_type);
 254 #endif
 255
 256        return 0;
 257 }
 258 fs_initcall(dma_init);
 259