arch/mips/mm/dma-default.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 2000  Ani Joshi <[email protected]>
   7  * Copyright (C) 2000, 2001, 06  Ralf Baechle <[email protected]>
   8  * swiped from i386, and cloned for MIPS by Geert, polished by Ralf.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/dma-mapping.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/scatterlist.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/gfp.h>
  18 #include <linux/highmem.h>
  19 #include <linux/dma-contiguous.h>
  20
  21 #include <asm/cache.h>
  22 #include <asm/cpu-type.h>
  23 #include <asm/io.h>
  24
  25 #include <dma-coherence.h>
  26
  27 #ifdef CONFIG_DMA_MAYBE_COHERENT
  28 int coherentio = 0;     /* User defined DMA coherency from command line. */
  29 EXPORT_SYMBOL_GPL(coherentio);
  30 int hw_coherentio = 0;  /* Actual hardware supported DMA coherency setting. */
  31
  32 static int __init setcoherentio(char *str)
  33 {
  34         coherentio = 1;
  35         pr_info("Hardware DMA cache coherency (command line)\n");
  36         return 0;
  37 }
  38 early_param("coherentio", setcoherentio);
  39
  40 static int __init setnocoherentio(char *str)
  41 {
  42         coherentio = 0;
  43         pr_info("Software DMA cache coherency (command line)\n");
  44         return 0;
  45 }
  46 early_param("nocoherentio", setnocoherentio);
  47 #endif
  48
  49 static inline struct page *dma_addr_to_page(struct device *dev,
  50         dma_addr_t dma_addr)
  51 {
  52         return pfn_to_page(
  53                 plat_dma_addr_to_phys(dev, dma_addr) >> PAGE_SHIFT);
  54 }
  55
  56 /*
  57  * The affected CPUs below in 'cpu_needs_post_dma_flush()' can
  58  * speculatively fill random cachelines with stale data at any time,
  59  * requiring an extra flush post-DMA.
  60  *
  61  * Warning on the terminology - Linux calls an uncached area coherent;
  62  * MIPS terminology calls memory areas with hardware maintained coherency
  63  * coherent.
  64  */
  65 static inline int cpu_needs_post_dma_flush(struct device *dev)
  66 {
  67         return !plat_device_is_coherent(dev) &&
  68                (boot_cpu_type() == CPU_R10000 ||
  69                 boot_cpu_type() == CPU_R12000 ||
  70                 boot_cpu_type() == CPU_BMIPS5000);
  71 }
  72
  73 static gfp_t massage_gfp_flags(const struct device *dev, gfp_t gfp)
  74 {
  75         gfp_t dma_flag;
  76
  77         /* ignore region specifiers */
  78         gfp &= ~(__GFP_DMA | __GFP_DMA32 | __GFP_HIGHMEM);
  79
  80 #ifdef CONFIG_ISA
  81         if (dev == NULL)
  82                 dma_flag = __GFP_DMA;
  83         else
  84 #endif
  85 #if defined(CONFIG_ZONE_DMA32) && defined(CONFIG_ZONE_DMA)
  86              if (dev->coherent_dma_mask < DMA_BIT_MASK(32))
  87                         dma_flag = __GFP_DMA;
  88         else if (dev->coherent_dma_mask < DMA_BIT_MASK(64))
  89                         dma_flag = __GFP_DMA32;
  90         else
  91 #endif
  92 #if defined(CONFIG_ZONE_DMA32) && !defined(CONFIG_ZONE_DMA)
  93              if (dev->coherent_dma_mask < DMA_BIT_MASK(64))
  94                 dma_flag = __GFP_DMA32;
  95         else
  96 #endif
  97 #if defined(CONFIG_ZONE_DMA) && !defined(CONFIG_ZONE_DMA32)
  98              if (dev->coherent_dma_mask < DMA_BIT_MASK(64))
  99                 dma_flag = __GFP_DMA;
 100         else
 101 #endif
 102                 dma_flag = 0;
 103
 104         /* Don't invoke OOM killer */
 105         gfp |= __GFP_NORETRY;
 106
 107         return gfp | dma_flag;
 108 }
 109
 110 void *dma_alloc_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
 111         dma_addr_t * dma_handle, gfp_t gfp)
 112 {
 113         void *ret;
 114
 115         gfp = massage_gfp_flags(dev, gfp);
 116
 117         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
 118
 119         if (ret != NULL) {
 120                 memset(ret, 0, size);
 121                 *dma_handle = plat_map_dma_mem(dev, ret, size);
 122         }
 123
 124         return ret;
 125 }
 126 EXPORT_SYMBOL(dma_alloc_noncoherent);
 127
 128 static void *mips_dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
 129         dma_addr_t * dma_handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 130 {
 131         void *ret;
 132         struct page *page = NULL;
 133         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 134
 135         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, dma_handle, &ret))
 136                 return ret;
 137
 138         gfp = massage_gfp_flags(dev, gfp);
 139
 140         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA) && !(gfp & GFP_ATOMIC))
 141                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev,
 142                                         count, get_order(size));
 143         if (!page)
 144                 page = alloc_pages(gfp, get_order(size));
 145
 146         if (!page)
 147                 return NULL;
 148
 149         ret = page_address(page);
 150         memset(ret, 0, size);
 151         *dma_handle = plat_map_dma_mem(dev, ret, size);
 152         if (!plat_device_is_coherent(dev)) {
 153                 dma_cache_wback_inv((unsigned long) ret, size);
 154                 if (!hw_coherentio)
 155                         ret = UNCAC_ADDR(ret);
 156         }
 157
 158         return ret;
 159 }
 160
 161
 162 void dma_free_noncoherent(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
 163         dma_addr_t dma_handle)
 164 {
 165         plat_unmap_dma_mem(dev, dma_handle, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
 166         free_pages((unsigned long) vaddr, get_order(size));
 167 }
 168 EXPORT_SYMBOL(dma_free_noncoherent);
 169
 170 static void mips_dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
 171         dma_addr_t dma_handle, struct dma_attrs *attrs)
 172 {
 173         unsigned long addr = (unsigned long) vaddr;
 174         int order = get_order(size);
 175         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 176         struct page *page = NULL;
 177
 178         if (dma_release_from_coherent(dev, order, vaddr))
 179                 return;
 180
 181         plat_unmap_dma_mem(dev, dma_handle, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
 182
 183         if (!plat_device_is_coherent(dev) && !hw_coherentio)
 184                 addr = CAC_ADDR(addr);
 185
 186         page = virt_to_page((void *) addr);
 187
 188         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, count))
 189                 __free_pages(page, get_order(size));
 190 }
 191
 192 static inline void __dma_sync_virtual(void *addr, size_t size,
 193         enum dma_data_direction direction)
 194 {
 195         switch (direction) {
 196         case DMA_TO_DEVICE:
 197                 dma_cache_wback((unsigned long)addr, size);
 198                 break;
 199
 200         case DMA_FROM_DEVICE:
 201                 dma_cache_inv((unsigned long)addr, size);
 202                 break;
 203
 204         case DMA_BIDIRECTIONAL:
 205                 dma_cache_wback_inv((unsigned long)addr, size);
 206                 break;
 207
 208         default:
 209                 BUG();
 210         }
 211 }
 212
 213 /*
 214  * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 215  * pages. But we still need to process highmem pages individually.
 216  * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 217  * optimized out.
 218  */
 219 static inline void __dma_sync(struct page *page,
 220         unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction direction)
 221 {
 222         size_t left = size;
 223
 224         do {
 225                 size_t len = left;
 226
 227                 if (PageHighMem(page)) {
 228                         void *addr;
 229
 230                         if (offset + len > PAGE_SIZE) {
 231                                 if (offset >= PAGE_SIZE) {
 232                                         page += offset >> PAGE_SHIFT;
 233                                         offset &= ~PAGE_MASK;
 234                                 }
 235                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 236                         }
 237
 238                         addr = kmap_atomic(page);
 239                         __dma_sync_virtual(addr + offset, len, direction);
 240                         kunmap_atomic(addr);
 241                 } else
 242                         __dma_sync_virtual(page_address(page) + offset,
 243                                            size, direction);
 244                 offset = 0;
 245                 page++;
 246                 left -= len;
 247         } while (left);
 248 }
 249
 250 static void mips_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
 251         size_t size, enum dma_data_direction direction, struct dma_attrs *attrs)
 252 {
 253         if (cpu_needs_post_dma_flush(dev))
 254                 __dma_sync(dma_addr_to_page(dev, dma_addr),
 255                            dma_addr & ~PAGE_MASK, size, direction);
 256
 257         plat_unmap_dma_mem(dev, dma_addr, size, direction);
 258 }
 259
 260 static int mips_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 261         int nents, enum dma_data_direction direction, struct dma_attrs *attrs)
 262 {
 263         int i;
 264
 265         for (i = 0; i < nents; i++, sg++) {
 266                 if (!plat_device_is_coherent(dev))
 267                         __dma_sync(sg_page(sg), sg->offset, sg->length,
 268                                    direction);
 269 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 270                 sg->dma_length = sg->length;
 271 #endif
 272                 sg->dma_address = plat_map_dma_mem_page(dev, sg_page(sg)) +
 273                                   sg->offset;
 274         }
 275
 276         return nents;
 277 }
 278
 279 static dma_addr_t mips_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 280         unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction direction,
 281         struct dma_attrs *attrs)
 282 {
 283         if (!plat_device_is_coherent(dev))
 284                 __dma_sync(page, offset, size, direction);
 285
 286         return plat_map_dma_mem_page(dev, page) + offset;
 287 }
 288
 289 static void mips_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 290         int nhwentries, enum dma_data_direction direction,
 291         struct dma_attrs *attrs)
 292 {
 293         int i;
 294
 295         for (i = 0; i < nhwentries; i++, sg++) {
 296                 if (!plat_device_is_coherent(dev) &&
 297                     direction != DMA_TO_DEVICE)
 298                         __dma_sync(sg_page(sg), sg->offset, sg->length,
 299                                    direction);
 300                 plat_unmap_dma_mem(dev, sg->dma_address, sg->length, direction);
 301         }
 302 }
 303
 304 static void mips_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
 305         dma_addr_t dma_handle, size_t size, enum dma_data_direction direction)
 306 {
 307         if (cpu_needs_post_dma_flush(dev))
 308                 __dma_sync(dma_addr_to_page(dev, dma_handle),
 309                            dma_handle & ~PAGE_MASK, size, direction);
 310 }
 311
 312 static void mips_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 313         dma_addr_t dma_handle, size_t size, enum dma_data_direction direction)
 314 {
 315         if (!plat_device_is_coherent(dev))
 316                 __dma_sync(dma_addr_to_page(dev, dma_handle),
 317                            dma_handle & ~PAGE_MASK, size, direction);
 318 }
 319
 320 static void mips_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev,
 321         struct scatterlist *sg, int nelems, enum dma_data_direction direction)
 322 {
 323         int i;
 324
 325         if (cpu_needs_post_dma_flush(dev))
 326                 for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
 327                         __dma_sync(sg_page(sg), sg->offset, sg->length,
 328                                    direction);
 329 }
 330
 331 static void mips_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev,
 332         struct scatterlist *sg, int nelems, enum dma_data_direction direction)
 333 {
 334         int i;
 335
 336         if (!plat_device_is_coherent(dev))
 337                 for (i = 0; i < nelems; i++, sg++)
 338                         __dma_sync(sg_page(sg), sg->offset, sg->length,
 339                                    direction);
 340 }
 341
 342 int mips_dma_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 343 {
 344         return 0;
 345 }
 346
 347 int mips_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 348 {
 349         return plat_dma_supported(dev, mask);
 350 }
 351
 352 void dma_cache_sync(struct device *dev, void *vaddr, size_t size,
 353                          enum dma_data_direction direction)
 354 {
 355         BUG_ON(direction == DMA_NONE);
 356
 357         if (!plat_device_is_coherent(dev))
 358                 __dma_sync_virtual(vaddr, size, direction);
 359 }
 360
 361 EXPORT_SYMBOL(dma_cache_sync);
 362
 363 static struct dma_map_ops mips_default_dma_map_ops = {
 364         .alloc = mips_dma_alloc_coherent,
 365         .free = mips_dma_free_coherent,
 366         .map_page = mips_dma_map_page,
 367         .unmap_page = mips_dma_unmap_page,
 368         .map_sg = mips_dma_map_sg,
 369         .unmap_sg = mips_dma_unmap_sg,
 370         .sync_single_for_cpu = mips_dma_sync_single_for_cpu,
 371         .sync_single_for_device = mips_dma_sync_single_for_device,
 372         .sync_sg_for_cpu = mips_dma_sync_sg_for_cpu,
 373         .sync_sg_for_device = mips_dma_sync_sg_for_device,
 374         .mapping_error = mips_dma_mapping_error,
 375         .dma_supported = mips_dma_supported
 376 };
 377
 378 struct dma_map_ops *mips_dma_map_ops = &mips_default_dma_map_ops;
 379 EXPORT_SYMBOL(mips_dma_map_ops);
 380
 381 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES (1 << 16)
 382
 383 static int __init mips_dma_init(void)
 384 {
 385         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
 386
 387         return 0;
 388 }
 389 fs_initcall(mips_dma_init);