Merge tag 'drm-intel-fixes-2016-01-02' of git://anongit.freedesktop.org/drm-intel
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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 && sd->dma_ops == &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 static int dma_direct_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         /* Freescale gets another chance via ZONE_DMA/ZONE_DMA32, however
54          * that will have to be refined if/when they support iommus
55          */
56         return 1;
57 #endif
58         /* Sorry ... */
59         return 0;
60 #else
61         return 1;
62 #endif
63 }
64
65 void *__dma_direct_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
66                                   dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag,
67                                   struct dma_attrs *attrs)
68 {
69         void *ret;
70 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
71         ret = __dma_alloc_coherent(dev, size, dma_handle, flag);
72         if (ret == NULL)
73                 return NULL;
74         *dma_handle += get_dma_offset(dev);
75         return ret;
76 #else
77         struct page *page;
78         int node = dev_to_node(dev);
79 #ifdef CONFIG_FSL_SOC
80         u64 pfn = get_pfn_limit(dev);
81         int zone;
82
83         /*
84          * This code should be OK on other platforms, but we have drivers that
85          * don't set coherent_dma_mask. As a workaround we just ifdef it. This
86          * whole routine needs some serious cleanup.
87          */
88
89         zone = dma_pfn_limit_to_zone(pfn);
90         if (zone < 0) {
91                 dev_err(dev, "%s: No suitable zone for pfn %#llx\n",
92                         __func__, pfn);
93                 return NULL;
94         }
95
96         switch (zone) {
97         case ZONE_DMA:
98                 flag |= GFP_DMA;
99                 break;
100 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
101         case ZONE_DMA32:
102                 flag |= GFP_DMA32;
103                 break;
104 #endif
105         };
106 #endif /* CONFIG_FSL_SOC */
107
108         /* ignore region specifiers */
109         flag  &= ~(__GFP_HIGHMEM);
110
111         page = alloc_pages_node(node, flag, get_order(size));
112         if (page == NULL)
113                 return NULL;
114         ret = page_address(page);
115         memset(ret, 0, size);
116         *dma_handle = __pa(ret) + get_dma_offset(dev);
117
118         return ret;
119 #endif
120 }
121
122 void __dma_direct_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
123                                 void *vaddr, dma_addr_t dma_handle,
124                                 struct dma_attrs *attrs)
125 {
126 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
127         __dma_free_coherent(size, vaddr);
128 #else
129         free_pages((unsigned long)vaddr, get_order(size));
130 #endif
131 }
132
133 static void *dma_direct_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
134                                        dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag,
135                                        struct dma_attrs *attrs)
136 {
137         struct iommu_table *iommu;
138
139         /* The coherent mask may be smaller than the real mask, check if
140          * we can really use the direct ops
141          */
142         if (dma_direct_dma_supported(dev, dev->coherent_dma_mask))
143                 return __dma_direct_alloc_coherent(dev, size, dma_handle,
144                                                    flag, attrs);
145
146         /* Ok we can't ... do we have an iommu ? If not, fail */
147         iommu = get_iommu_table_base(dev);
148         if (!iommu)
149                 return NULL;
150
151         /* Try to use the iommu */
152         return iommu_alloc_coherent(dev, iommu, size, dma_handle,
153                                     dev->coherent_dma_mask, flag,
154                                     dev_to_node(dev));
155 }
156
157 static void dma_direct_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
158                                      void *vaddr, dma_addr_t dma_handle,
159                                      struct dma_attrs *attrs)
160 {
161         struct iommu_table *iommu;
162
163         /* See comments in dma_direct_alloc_coherent() */
164         if (dma_direct_dma_supported(dev, dev->coherent_dma_mask))
165                 return __dma_direct_free_coherent(dev, size, vaddr, dma_handle,
166                                                   attrs);
167         /* Maybe we used an iommu ... */
168         iommu = get_iommu_table_base(dev);
169
170         /* If we hit that we should have never allocated in the first
171          * place so how come we are freeing ?
172          */
173         if (WARN_ON(!iommu))
174                 return;
175         iommu_free_coherent(iommu, size, vaddr, dma_handle);
176 }
177
178 int dma_direct_mmap_coherent(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
179                              void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
180                              struct dma_attrs *attrs)
181 {
182         unsigned long pfn;
183
184 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
185         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
186         pfn = __dma_get_coherent_pfn((unsigned long)cpu_addr);
187 #else
188         pfn = page_to_pfn(virt_to_page(cpu_addr));
189 #endif
190         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
191                                pfn + vma->vm_pgoff,
192                                vma->vm_end - vma->vm_start,
193                                vma->vm_page_prot);
194 }
195
196 static int dma_direct_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
197                              int nents, enum dma_data_direction direction,
198                              struct dma_attrs *attrs)
199 {
200         struct scatterlist *sg;
201         int i;
202
203         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
204                 sg->dma_address = sg_phys(sg) + get_dma_offset(dev);
205                 sg->dma_length = sg->length;
206                 __dma_sync_page(sg_page(sg), sg->offset, sg->length, direction);
207         }
208
209         return nents;
210 }
211
212 static void dma_direct_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
213                                 int nents, enum dma_data_direction direction,
214                                 struct dma_attrs *attrs)
215 {
216 }
217
218 static u64 dma_direct_get_required_mask(struct device *dev)
219 {
220         u64 end, mask;
221
222         end = memblock_end_of_DRAM() + get_dma_offset(dev);
223
224         mask = 1ULL << (fls64(end) - 1);
225         mask += mask - 1;
226
227         return mask;
228 }
229
230 static inline dma_addr_t dma_direct_map_page(struct device *dev,
231                                              struct page *page,
232                                              unsigned long offset,
233                                              size_t size,
234                                              enum dma_data_direction dir,
235                                              struct dma_attrs *attrs)
236 {
237         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
238         __dma_sync_page(page, offset, size, dir);
239         return page_to_phys(page) + offset + get_dma_offset(dev);
240 }
241
242 static inline void dma_direct_unmap_page(struct device *dev,
243                                          dma_addr_t dma_address,
244                                          size_t size,
245                                          enum dma_data_direction direction,
246                                          struct dma_attrs *attrs)
247 {
248 }
249
250 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
251 static inline void dma_direct_sync_sg(struct device *dev,
252                 struct scatterlist *sgl, int nents,
253                 enum dma_data_direction direction)
254 {
255         struct scatterlist *sg;
256         int i;
257
258         for_each_sg(sgl, sg, nents, i)
259                 __dma_sync_page(sg_page(sg), sg->offset, sg->length, direction);
260 }
261
262 static inline void dma_direct_sync_single(struct device *dev,
263                                           dma_addr_t dma_handle, size_t size,
264                                           enum dma_data_direction direction)
265 {
266         __dma_sync(bus_to_virt(dma_handle), size, direction);
267 }
268 #endif
269
270 struct dma_map_ops dma_direct_ops = {
271         .alloc                          = dma_direct_alloc_coherent,
272         .free                           = dma_direct_free_coherent,
273         .mmap                           = dma_direct_mmap_coherent,
274         .map_sg                         = dma_direct_map_sg,
275         .unmap_sg                       = dma_direct_unmap_sg,
276         .dma_supported                  = dma_direct_dma_supported,
277         .map_page                       = dma_direct_map_page,
278         .unmap_page                     = dma_direct_unmap_page,
279         .get_required_mask              = dma_direct_get_required_mask,
280 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
281         .sync_single_for_cpu            = dma_direct_sync_single,
282         .sync_single_for_device         = dma_direct_sync_single,
283         .sync_sg_for_cpu                = dma_direct_sync_sg,
284         .sync_sg_for_device             = dma_direct_sync_sg,
285 #endif
286 };
287 EXPORT_SYMBOL(dma_direct_ops);
288
289 int dma_set_coherent_mask(struct device *dev, u64 mask)
290 {
291         if (!dma_supported(dev, mask)) {
292                 /*
293                  * We need to special case the direct DMA ops which can
294                  * support a fallback for coherent allocations. There
295                  * is no dma_op->set_coherent_mask() so we have to do
296                  * things the hard way:
297                  */
298                 if (get_dma_ops(dev) != &dma_direct_ops ||
299                     get_iommu_table_base(dev) == NULL ||
300                     !dma_iommu_dma_supported(dev, mask))
301                         return -EIO;
302         }
303         dev->coherent_dma_mask = mask;
304         return 0;
305 }
306 EXPORT_SYMBOL(dma_set_coherent_mask);
307
308 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES (1 << 16)
309
310 int __dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
311 {
312         struct dma_map_ops *dma_ops = get_dma_ops(dev);
313
314         if ((dma_ops != NULL) && (dma_ops->set_dma_mask != NULL))
315                 return dma_ops->set_dma_mask(dev, dma_mask);
316         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
317                 return -EIO;
318         *dev->dma_mask = dma_mask;
319         return 0;
320 }
321
322 int dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
323 {
324         if (ppc_md.dma_set_mask)
325                 return ppc_md.dma_set_mask(dev, dma_mask);
326
327         if (dev_is_pci(dev)) {
328                 struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
329                 struct pci_controller *phb = pci_bus_to_host(pdev->bus);
330                 if (phb->controller_ops.dma_set_mask)
331                         return phb->controller_ops.dma_set_mask(pdev, dma_mask);
332         }
333
334         return __dma_set_mask(dev, dma_mask);
335 }
336 EXPORT_SYMBOL(dma_set_mask);
337
338 u64 __dma_get_required_mask(struct device *dev)
339 {
340         struct dma_map_ops *dma_ops = get_dma_ops(dev);
341
342         if (unlikely(dma_ops == NULL))
343                 return 0;
344
345         if (dma_ops->get_required_mask)
346                 return dma_ops->get_required_mask(dev);
347
348         return DMA_BIT_MASK(8 * sizeof(dma_addr_t));
349 }
350
351 u64 dma_get_required_mask(struct device *dev)
352 {
353         if (ppc_md.dma_get_required_mask)
354                 return ppc_md.dma_get_required_mask(dev);
355
356         if (dev_is_pci(dev)) {
357                 struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
358                 struct pci_controller *phb = pci_bus_to_host(pdev->bus);
359                 if (phb->controller_ops.dma_get_required_mask)
360                         return phb->controller_ops.dma_get_required_mask(pdev);
361         }
362
363         return __dma_get_required_mask(dev);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_get_required_mask);
366
367 static int __init dma_init(void)
368 {
369         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
370 #ifdef CONFIG_PCI
371         dma_debug_add_bus(&pci_bus_type);
372 #endif
373 #ifdef CONFIG_IBMVIO
374         dma_debug_add_bus(&vio_bus_type);
375 #endif
376
377        return 0;
378 }
379 fs_initcall(dma_init);
380