kernel/dma/mapping.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * arch-independent dma-mapping routines
   4  *
   5  * Copyright (c) 2006  SUSE Linux Products GmbH
   6  * Copyright (c) 2006  Tejun Heo <teheo@suse.de>
   7  */
   8 #include <linux/memblock.h> /* for max_pfn */
   9 #include <linux/acpi.h>
  10 #include <linux/dma-map-ops.h>
  11 #include <linux/export.h>
  12 #include <linux/gfp.h>
  13 #include <linux/kmsan.h>
  14 #include <linux/of_device.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/vmalloc.h>
  17 #include "debug.h"
  18 #include "direct.h"
  19
  20 bool dma_default_coherent;
  21
  22 /*
  23  * Managed DMA API
  24  */
  25 struct dma_devres {
  26         size_t          size;
  27         void            *vaddr;
  28         dma_addr_t      dma_handle;
  29         unsigned long   attrs;
  30 };
  31
  32 static void dmam_release(struct device *dev, void *res)
  33 {
  34         struct dma_devres *this = res;
  35
  36         dma_free_attrs(dev, this->size, this->vaddr, this->dma_handle,
  37                         this->attrs);
  38 }
  39
  40 static int dmam_match(struct device *dev, void *res, void *match_data)
  41 {
  42         struct dma_devres *this = res, *match = match_data;
  43
  44         if (this->vaddr == match->vaddr) {
  45                 WARN_ON(this->size != match->size ||
  46                         this->dma_handle != match->dma_handle);
  47                 return 1;
  48         }
  49         return 0;
  50 }
  51
  52 /**
  53  * dmam_free_coherent - Managed dma_free_coherent()
  54  * @dev: Device to free coherent memory for
  55  * @size: Size of allocation
  56  * @vaddr: Virtual address of the memory to free
  57  * @dma_handle: DMA handle of the memory to free
  58  *
  59  * Managed dma_free_coherent().
  60  */
  61 void dmam_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
  62                         dma_addr_t dma_handle)
  63 {
  64         struct dma_devres match_data = { size, vaddr, dma_handle };
  65
  66         dma_free_coherent(dev, size, vaddr, dma_handle);
  67         WARN_ON(devres_destroy(dev, dmam_release, dmam_match, &match_data));
  68 }
  69 EXPORT_SYMBOL(dmam_free_coherent);
  70
  71 /**
  72  * dmam_alloc_attrs - Managed dma_alloc_attrs()
  73  * @dev: Device to allocate non_coherent memory for
  74  * @size: Size of allocation
  75  * @dma_handle: Out argument for allocated DMA handle
  76  * @gfp: Allocation flags
  77  * @attrs: Flags in the DMA_ATTR_* namespace.
  78  *
  79  * Managed dma_alloc_attrs().  Memory allocated using this function will be
  80  * automatically released on driver detach.
  81  *
  82  * RETURNS:
  83  * Pointer to allocated memory on success, NULL on failure.
  84  */
  85 void *dmam_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
  86                 gfp_t gfp, unsigned long attrs)
  87 {
  88         struct dma_devres *dr;
  89         void *vaddr;
  90
  91         dr = devres_alloc(dmam_release, sizeof(*dr), gfp);
  92         if (!dr)
  93                 return NULL;
  94
  95         vaddr = dma_alloc_attrs(dev, size, dma_handle, gfp, attrs);
  96         if (!vaddr) {
  97                 devres_free(dr);
  98                 return NULL;
  99         }
 100
 101         dr->vaddr = vaddr;
 102         dr->dma_handle = *dma_handle;
 103         dr->size = size;
 104         dr->attrs = attrs;
 105
 106         devres_add(dev, dr);
 107
 108         return vaddr;
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(dmam_alloc_attrs);
 111
 112 static bool dma_go_direct(struct device *dev, dma_addr_t mask,
 113                 const struct dma_map_ops *ops)
 114 {
 115         if (likely(!ops))
 116                 return true;
 117 #ifdef CONFIG_DMA_OPS_BYPASS
 118         if (dev->dma_ops_bypass)
 119                 return min_not_zero(mask, dev->bus_dma_limit) >=
 120                             dma_direct_get_required_mask(dev);
 121 #endif
 122         return false;
 123 }
 124
 125
 126 /*
 127  * Check if the devices uses a direct mapping for streaming DMA operations.
 128  * This allows IOMMU drivers to set a bypass mode if the DMA mask is large
 129  * enough.
 130  */
 131 static inline bool dma_alloc_direct(struct device *dev,
 132                 const struct dma_map_ops *ops)
 133 {
 134         return dma_go_direct(dev, dev->coherent_dma_mask, ops);
 135 }
 136
 137 static inline bool dma_map_direct(struct device *dev,
 138                 const struct dma_map_ops *ops)
 139 {
 140         return dma_go_direct(dev, *dev->dma_mask, ops);
 141 }
 142
 143 dma_addr_t dma_map_page_attrs(struct device *dev, struct page *page,
 144                 size_t offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
 145                 unsigned long attrs)
 146 {
 147         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 148         dma_addr_t addr;
 149
 150         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 151
 152         if (WARN_ON_ONCE(!dev->dma_mask))
 153                 return DMA_MAPPING_ERROR;
 154
 155         if (dma_map_direct(dev, ops) ||
 156             arch_dma_map_page_direct(dev, page_to_phys(page) + offset + size))
 157                 addr = dma_direct_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
 158         else
 159                 addr = ops->map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
 160         kmsan_handle_dma(page, offset, size, dir);
 161         debug_dma_map_page(dev, page, offset, size, dir, addr, attrs);
 162
 163         return addr;
 164 }
 165 EXPORT_SYMBOL(dma_map_page_attrs);
 166
 167 void dma_unmap_page_attrs(struct device *dev, dma_addr_t addr, size_t size,
 168                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 169 {
 170         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 171
 172         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 173         if (dma_map_direct(dev, ops) ||
 174             arch_dma_unmap_page_direct(dev, addr + size))
 175                 dma_direct_unmap_page(dev, addr, size, dir, attrs);
 176         else if (ops->unmap_page)
 177                 ops->unmap_page(dev, addr, size, dir, attrs);
 178         debug_dma_unmap_page(dev, addr, size, dir);
 179 }
 180 EXPORT_SYMBOL(dma_unmap_page_attrs);
 181
 182 static int __dma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 183          int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 184 {
 185         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 186         int ents;
 187
 188         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 189
 190         if (WARN_ON_ONCE(!dev->dma_mask))
 191                 return 0;
 192
 193         if (dma_map_direct(dev, ops) ||
 194             arch_dma_map_sg_direct(dev, sg, nents))
 195                 ents = dma_direct_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs);
 196         else
 197                 ents = ops->map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs);
 198
 199         if (ents > 0) {
 200                 kmsan_handle_dma_sg(sg, nents, dir);
 201                 debug_dma_map_sg(dev, sg, nents, ents, dir, attrs);
 202         } else if (WARN_ON_ONCE(ents != -EINVAL && ents != -ENOMEM &&
 203                                 ents != -EIO && ents != -EREMOTEIO)) {
 204                 return -EIO;
 205         }
 206
 207         return ents;
 208 }
 209
 210 /**
 211  * dma_map_sg_attrs - Map the given buffer for DMA
 212  * @dev:        The device for which to perform the DMA operation
 213  * @sg:         The sg_table object describing the buffer
 214  * @nents:      Number of entries to map
 215  * @dir:        DMA direction
 216  * @attrs:      Optional DMA attributes for the map operation
 217  *
 218  * Maps a buffer described by a scatterlist passed in the sg argument with
 219  * nents segments for the @dir DMA operation by the @dev device.
 220  *
 221  * Returns the number of mapped entries (which can be less than nents)
 222  * on success. Zero is returned for any error.
 223  *
 224  * dma_unmap_sg_attrs() should be used to unmap the buffer with the
 225  * original sg and original nents (not the value returned by this funciton).
 226  */
 227 unsigned int dma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 228                     int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 229 {
 230         int ret;
 231
 232         ret = __dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 233         if (ret < 0)
 234                 return 0;
 235         return ret;
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL(dma_map_sg_attrs);
 238
 239 /**
 240  * dma_map_sgtable - Map the given buffer for DMA
 241  * @dev:        The device for which to perform the DMA operation
 242  * @sgt:        The sg_table object describing the buffer
 243  * @dir:        DMA direction
 244  * @attrs:      Optional DMA attributes for the map operation
 245  *
 246  * Maps a buffer described by a scatterlist stored in the given sg_table
 247  * object for the @dir DMA operation by the @dev device. After success, the
 248  * ownership for the buffer is transferred to the DMA domain.  One has to
 249  * call dma_sync_sgtable_for_cpu() or dma_unmap_sgtable() to move the
 250  * ownership of the buffer back to the CPU domain before touching the
 251  * buffer by the CPU.
 252  *
 253  * Returns 0 on success or a negative error code on error. The following
 254  * error codes are supported with the given meaning:
 255  *
 256  *   -EINVAL            An invalid argument, unaligned access or other error
 257  *                      in usage. Will not succeed if retried.
 258  *   -ENOMEM            Insufficient resources (like memory or IOVA space) to
 259  *                      complete the mapping. Should succeed if retried later.
 260  *   -EIO               Legacy error code with an unknown meaning. eg. this is
 261  *                      returned if a lower level call returned
 262  *                      DMA_MAPPING_ERROR.
 263  *   -EREMOTEIO         The DMA device cannot access P2PDMA memory specified
 264  *                      in the sg_table. This will not succeed if retried.
 265  */
 266 int dma_map_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 267                     enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 268 {
 269         int nents;
 270
 271         nents = __dma_map_sg_attrs(dev, sgt->sgl, sgt->orig_nents, dir, attrs);
 272         if (nents < 0)
 273                 return nents;
 274         sgt->nents = nents;
 275         return 0;
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_map_sgtable);
 278
 279 void dma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 280                                       int nents, enum dma_data_direction dir,
 281                                       unsigned long attrs)
 282 {
 283         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 284
 285         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 286         debug_dma_unmap_sg(dev, sg, nents, dir);
 287         if (dma_map_direct(dev, ops) ||
 288             arch_dma_unmap_sg_direct(dev, sg, nents))
 289                 dma_direct_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs);
 290         else if (ops->unmap_sg)
 291                 ops->unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs);
 292 }
 293 EXPORT_SYMBOL(dma_unmap_sg_attrs);
 294
 295 dma_addr_t dma_map_resource(struct device *dev, phys_addr_t phys_addr,
 296                 size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 297 {
 298         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 299         dma_addr_t addr = DMA_MAPPING_ERROR;
 300
 301         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 302
 303         if (WARN_ON_ONCE(!dev->dma_mask))
 304                 return DMA_MAPPING_ERROR;
 305
 306         if (dma_map_direct(dev, ops))
 307                 addr = dma_direct_map_resource(dev, phys_addr, size, dir, attrs);
 308         else if (ops->map_resource)
 309                 addr = ops->map_resource(dev, phys_addr, size, dir, attrs);
 310
 311         debug_dma_map_resource(dev, phys_addr, size, dir, addr, attrs);
 312         return addr;
 313 }
 314 EXPORT_SYMBOL(dma_map_resource);
 315
 316 void dma_unmap_resource(struct device *dev, dma_addr_t addr, size_t size,
 317                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 318 {
 319         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 320
 321         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 322         if (!dma_map_direct(dev, ops) && ops->unmap_resource)
 323                 ops->unmap_resource(dev, addr, size, dir, attrs);
 324         debug_dma_unmap_resource(dev, addr, size, dir);
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL(dma_unmap_resource);
 327
 328 void dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev, dma_addr_t addr, size_t size,
 329                 enum dma_data_direction dir)
 330 {
 331         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 332
 333         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 334         if (dma_map_direct(dev, ops))
 335                 dma_direct_sync_single_for_cpu(dev, addr, size, dir);
 336         else if (ops->sync_single_for_cpu)
 337                 ops->sync_single_for_cpu(dev, addr, size, dir);
 338         debug_dma_sync_single_for_cpu(dev, addr, size, dir);
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL(dma_sync_single_for_cpu);
 341
 342 void dma_sync_single_for_device(struct device *dev, dma_addr_t addr,
 343                 size_t size, enum dma_data_direction dir)
 344 {
 345         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 346
 347         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 348         if (dma_map_direct(dev, ops))
 349                 dma_direct_sync_single_for_device(dev, addr, size, dir);
 350         else if (ops->sync_single_for_device)
 351                 ops->sync_single_for_device(dev, addr, size, dir);
 352         debug_dma_sync_single_for_device(dev, addr, size, dir);
 353 }
 354 EXPORT_SYMBOL(dma_sync_single_for_device);
 355
 356 void dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 357                     int nelems, enum dma_data_direction dir)
 358 {
 359         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 360
 361         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 362         if (dma_map_direct(dev, ops))
 363                 dma_direct_sync_sg_for_cpu(dev, sg, nelems, dir);
 364         else if (ops->sync_sg_for_cpu)
 365                 ops->sync_sg_for_cpu(dev, sg, nelems, dir);
 366         debug_dma_sync_sg_for_cpu(dev, sg, nelems, dir);
 367 }
 368 EXPORT_SYMBOL(dma_sync_sg_for_cpu);
 369
 370 void dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 371                        int nelems, enum dma_data_direction dir)
 372 {
 373         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 374
 375         BUG_ON(!valid_dma_direction(dir));
 376         if (dma_map_direct(dev, ops))
 377                 dma_direct_sync_sg_for_device(dev, sg, nelems, dir);
 378         else if (ops->sync_sg_for_device)
 379                 ops->sync_sg_for_device(dev, sg, nelems, dir);
 380         debug_dma_sync_sg_for_device(dev, sg, nelems, dir);
 381 }
 382 EXPORT_SYMBOL(dma_sync_sg_for_device);
 383
 384 /*
 385  * The whole dma_get_sgtable() idea is fundamentally unsafe - it seems
 386  * that the intention is to allow exporting memory allocated via the
 387  * coherent DMA APIs through the dma_buf API, which only accepts a
 388  * scattertable.  This presents a couple of problems:
 389  * 1. Not all memory allocated via the coherent DMA APIs is backed by
 390  *    a struct page
 391  * 2. Passing coherent DMA memory into the streaming APIs is not allowed
 392  *    as we will try to flush the memory through a different alias to that
 393  *    actually being used (and the flushes are redundant.)
 394  */
 395 int dma_get_sgtable_attrs(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 396                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 397                 unsigned long attrs)
 398 {
 399         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 400
 401         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 402                 return dma_direct_get_sgtable(dev, sgt, cpu_addr, dma_addr,
 403                                 size, attrs);
 404         if (!ops->get_sgtable)
 405                 return -ENXIO;
 406         return ops->get_sgtable(dev, sgt, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL(dma_get_sgtable_attrs);
 409
 410 #ifdef CONFIG_MMU
 411 /*
 412  * Return the page attributes used for mapping dma_alloc_* memory, either in
 413  * kernel space if remapping is needed, or to userspace through dma_mmap_*.
 414  */
 415 pgprot_t dma_pgprot(struct device *dev, pgprot_t prot, unsigned long attrs)
 416 {
 417         if (dev_is_dma_coherent(dev))
 418                 return prot;
 419 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_DMA_WRITE_COMBINE
 420         if (attrs & DMA_ATTR_WRITE_COMBINE)
 421                 return pgprot_writecombine(prot);
 422 #endif
 423         return pgprot_dmacoherent(prot);
 424 }
 425 #endif /* CONFIG_MMU */
 426
 427 /**
 428  * dma_can_mmap - check if a given device supports dma_mmap_*
 429  * @dev: device to check
 430  *
 431  * Returns %true if @dev supports dma_mmap_coherent() and dma_mmap_attrs() to
 432  * map DMA allocations to userspace.
 433  */
 434 bool dma_can_mmap(struct device *dev)
 435 {
 436         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 437
 438         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 439                 return dma_direct_can_mmap(dev);
 440         return ops->mmap != NULL;
 441 }
 442 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_can_mmap);
 443
 444 /**
 445  * dma_mmap_attrs - map a coherent DMA allocation into user space
 446  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 447  * @vma: vm_area_struct describing requested user mapping
 448  * @cpu_addr: kernel CPU-view address returned from dma_alloc_attrs
 449  * @dma_addr: device-view address returned from dma_alloc_attrs
 450  * @size: size of memory originally requested in dma_alloc_attrs
 451  * @attrs: attributes of mapping properties requested in dma_alloc_attrs
 452  *
 453  * Map a coherent DMA buffer previously allocated by dma_alloc_attrs into user
 454  * space.  The coherent DMA buffer must not be freed by the driver until the
 455  * user space mapping has been released.
 456  */
 457 int dma_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 458                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 459                 unsigned long attrs)
 460 {
 461         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 462
 463         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 464                 return dma_direct_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size,
 465                                 attrs);
 466         if (!ops->mmap)
 467                 return -ENXIO;
 468         return ops->mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL(dma_mmap_attrs);
 471
 472 u64 dma_get_required_mask(struct device *dev)
 473 {
 474         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 475
 476         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 477                 return dma_direct_get_required_mask(dev);
 478         if (ops->get_required_mask)
 479                 return ops->get_required_mask(dev);
 480
 481         /*
 482          * We require every DMA ops implementation to at least support a 32-bit
 483          * DMA mask (and use bounce buffering if that isn't supported in
 484          * hardware).  As the direct mapping code has its own routine to
 485          * actually report an optimal mask we default to 32-bit here as that
 486          * is the right thing for most IOMMUs, and at least not actively
 487          * harmful in general.
 488          */
 489         return DMA_BIT_MASK(32);
 490 }
 491 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_get_required_mask);
 492
 493 void *dma_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
 494                 gfp_t flag, unsigned long attrs)
 495 {
 496         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 497         void *cpu_addr;
 498
 499         WARN_ON_ONCE(!dev->coherent_dma_mask);
 500
 501         if (dma_alloc_from_dev_coherent(dev, size, dma_handle, &cpu_addr))
 502                 return cpu_addr;
 503
 504         /* let the implementation decide on the zone to allocate from: */
 505         flag &= ~(__GFP_DMA | __GFP_DMA32 | __GFP_HIGHMEM);
 506
 507         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 508                 cpu_addr = dma_direct_alloc(dev, size, dma_handle, flag, attrs);
 509         else if (ops->alloc)
 510                 cpu_addr = ops->alloc(dev, size, dma_handle, flag, attrs);
 511         else
 512                 return NULL;
 513
 514         debug_dma_alloc_coherent(dev, size, *dma_handle, cpu_addr, attrs);
 515         return cpu_addr;
 516 }
 517 EXPORT_SYMBOL(dma_alloc_attrs);
 518
 519 void dma_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 520                 dma_addr_t dma_handle, unsigned long attrs)
 521 {
 522         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 523
 524         if (dma_release_from_dev_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
 525                 return;
 526         /*
 527          * On non-coherent platforms which implement DMA-coherent buffers via
 528          * non-cacheable remaps, ops->free() may call vunmap(). Thus getting
 529          * this far in IRQ context is a) at risk of a BUG_ON() or trying to
 530          * sleep on some machines, and b) an indication that the driver is
 531          * probably misusing the coherent API anyway.
 532          */
 533         WARN_ON(irqs_disabled());
 534
 535         if (!cpu_addr)
 536                 return;
 537
 538         debug_dma_free_coherent(dev, size, cpu_addr, dma_handle);
 539         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 540                 dma_direct_free(dev, size, cpu_addr, dma_handle, attrs);
 541         else if (ops->free)
 542                 ops->free(dev, size, cpu_addr, dma_handle, attrs);
 543 }
 544 EXPORT_SYMBOL(dma_free_attrs);
 545
 546 static struct page *__dma_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
 547                 dma_addr_t *dma_handle, enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp)
 548 {
 549         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 550
 551         if (WARN_ON_ONCE(!dev->coherent_dma_mask))
 552                 return NULL;
 553         if (WARN_ON_ONCE(gfp & (__GFP_DMA | __GFP_DMA32 | __GFP_HIGHMEM)))
 554                 return NULL;
 555
 556         size = PAGE_ALIGN(size);
 557         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 558                 return dma_direct_alloc_pages(dev, size, dma_handle, dir, gfp);
 559         if (!ops->alloc_pages)
 560                 return NULL;
 561         return ops->alloc_pages(dev, size, dma_handle, dir, gfp);
 562 }
 563
 564 struct page *dma_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
 565                 dma_addr_t *dma_handle, enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp)
 566 {
 567         struct page *page = __dma_alloc_pages(dev, size, dma_handle, dir, gfp);
 568
 569         if (page)
 570                 debug_dma_map_page(dev, page, 0, size, dir, *dma_handle, 0);
 571         return page;
 572 }
 573 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_alloc_pages);
 574
 575 static void __dma_free_pages(struct device *dev, size_t size, struct page *page,
 576                 dma_addr_t dma_handle, enum dma_data_direction dir)
 577 {
 578         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 579
 580         size = PAGE_ALIGN(size);
 581         if (dma_alloc_direct(dev, ops))
 582                 dma_direct_free_pages(dev, size, page, dma_handle, dir);
 583         else if (ops->free_pages)
 584                 ops->free_pages(dev, size, page, dma_handle, dir);
 585 }
 586
 587 void dma_free_pages(struct device *dev, size_t size, struct page *page,
 588                 dma_addr_t dma_handle, enum dma_data_direction dir)
 589 {
 590         debug_dma_unmap_page(dev, dma_handle, size, dir);
 591         __dma_free_pages(dev, size, page, dma_handle, dir);
 592 }
 593 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_free_pages);
 594
 595 int dma_mmap_pages(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 596                 size_t size, struct page *page)
 597 {
 598         unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 599
 600         if (vma->vm_pgoff >= count || vma_pages(vma) > count - vma->vm_pgoff)
 601                 return -ENXIO;
 602         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 603                                page_to_pfn(page) + vma->vm_pgoff,
 604                                vma_pages(vma) << PAGE_SHIFT, vma->vm_page_prot);
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_mmap_pages);
 607
 608 static struct sg_table *alloc_single_sgt(struct device *dev, size_t size,
 609                 enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp)
 610 {
 611         struct sg_table *sgt;
 612         struct page *page;
 613
 614         sgt = kmalloc(sizeof(*sgt), gfp);
 615         if (!sgt)
 616                 return NULL;
 617         if (sg_alloc_table(sgt, 1, gfp))
 618                 goto out_free_sgt;
 619         page = __dma_alloc_pages(dev, size, &sgt->sgl->dma_address, dir, gfp);
 620         if (!page)
 621                 goto out_free_table;
 622         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 623         sg_dma_len(sgt->sgl) = sgt->sgl->length;
 624         return sgt;
 625 out_free_table:
 626         sg_free_table(sgt);
 627 out_free_sgt:
 628         kfree(sgt);
 629         return NULL;
 630 }
 631
 632 struct sg_table *dma_alloc_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
 633                 enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
 634 {
 635         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 636         struct sg_table *sgt;
 637
 638         if (WARN_ON_ONCE(attrs & ~DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES))
 639                 return NULL;
 640
 641         if (ops && ops->alloc_noncontiguous)
 642                 sgt = ops->alloc_noncontiguous(dev, size, dir, gfp, attrs);
 643         else
 644                 sgt = alloc_single_sgt(dev, size, dir, gfp);
 645
 646         if (sgt) {
 647                 sgt->nents = 1;
 648                 debug_dma_map_sg(dev, sgt->sgl, sgt->orig_nents, 1, dir, attrs);
 649         }
 650         return sgt;
 651 }
 652 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_alloc_noncontiguous);
 653
 654 static void free_single_sgt(struct device *dev, size_t size,
 655                 struct sg_table *sgt, enum dma_data_direction dir)
 656 {
 657         __dma_free_pages(dev, size, sg_page(sgt->sgl), sgt->sgl->dma_address,
 658                          dir);
 659         sg_free_table(sgt);
 660         kfree(sgt);
 661 }
 662
 663 void dma_free_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
 664                 struct sg_table *sgt, enum dma_data_direction dir)
 665 {
 666         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 667
 668         debug_dma_unmap_sg(dev, sgt->sgl, sgt->orig_nents, dir);
 669         if (ops && ops->free_noncontiguous)
 670                 ops->free_noncontiguous(dev, size, sgt, dir);
 671         else
 672                 free_single_sgt(dev, size, sgt, dir);
 673 }
 674 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_free_noncontiguous);
 675
 676 void *dma_vmap_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
 677                 struct sg_table *sgt)
 678 {
 679         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 680         unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 681
 682         if (ops && ops->alloc_noncontiguous)
 683                 return vmap(sgt_handle(sgt)->pages, count, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 684         return page_address(sg_page(sgt->sgl));
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_vmap_noncontiguous);
 687
 688 void dma_vunmap_noncontiguous(struct device *dev, void *vaddr)
 689 {
 690         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 691
 692         if (ops && ops->alloc_noncontiguous)
 693                 vunmap(vaddr);
 694 }
 695 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_vunmap_noncontiguous);
 696
 697 int dma_mmap_noncontiguous(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 698                 size_t size, struct sg_table *sgt)
 699 {
 700         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 701
 702         if (ops && ops->alloc_noncontiguous) {
 703                 unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 704
 705                 if (vma->vm_pgoff >= count ||
 706                     vma_pages(vma) > count - vma->vm_pgoff)
 707                         return -ENXIO;
 708                 return vm_map_pages(vma, sgt_handle(sgt)->pages, count);
 709         }
 710         return dma_mmap_pages(dev, vma, size, sg_page(sgt->sgl));
 711 }
 712 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_mmap_noncontiguous);
 713
 714 static int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 715 {
 716         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 717
 718         /*
 719          * ->dma_supported sets the bypass flag, so we must always call
 720          * into the method here unless the device is truly direct mapped.
 721          */
 722         if (!ops)
 723                 return dma_direct_supported(dev, mask);
 724         if (!ops->dma_supported)
 725                 return 1;
 726         return ops->dma_supported(dev, mask);
 727 }
 728
 729 bool dma_pci_p2pdma_supported(struct device *dev)
 730 {
 731         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 732
 733         /* if ops is not set, dma direct will be used which supports P2PDMA */
 734         if (!ops)
 735                 return true;
 736
 737         /*
 738          * Note: dma_ops_bypass is not checked here because P2PDMA should
 739          * not be used with dma mapping ops that do not have support even
 740          * if the specific device is bypassing them.
 741          */
 742
 743         return ops->flags & DMA_F_PCI_P2PDMA_SUPPORTED;
 744 }
 745 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_pci_p2pdma_supported);
 746
 747 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_DMA_SET_MASK
 748 void arch_dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask);
 749 #else
 750 #define arch_dma_set_mask(dev, mask)    do { } while (0)
 751 #endif
 752
 753 int dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask)
 754 {
 755         /*
 756          * Truncate the mask to the actually supported dma_addr_t width to
 757          * avoid generating unsupportable addresses.
 758          */
 759         mask = (dma_addr_t)mask;
 760
 761         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, mask))
 762                 return -EIO;
 763
 764         arch_dma_set_mask(dev, mask);
 765         *dev->dma_mask = mask;
 766         return 0;
 767 }
 768 EXPORT_SYMBOL(dma_set_mask);
 769
 770 int dma_set_coherent_mask(struct device *dev, u64 mask)
 771 {
 772         /*
 773          * Truncate the mask to the actually supported dma_addr_t width to
 774          * avoid generating unsupportable addresses.
 775          */
 776         mask = (dma_addr_t)mask;
 777
 778         if (!dma_supported(dev, mask))
 779                 return -EIO;
 780
 781         dev->coherent_dma_mask = mask;
 782         return 0;
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL(dma_set_coherent_mask);
 785
 786 size_t dma_max_mapping_size(struct device *dev)
 787 {
 788         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 789         size_t size = SIZE_MAX;
 790
 791         if (dma_map_direct(dev, ops))
 792                 size = dma_direct_max_mapping_size(dev);
 793         else if (ops && ops->max_mapping_size)
 794                 size = ops->max_mapping_size(dev);
 795
 796         return size;
 797 }
 798 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_max_mapping_size);
 799
 800 size_t dma_opt_mapping_size(struct device *dev)
 801 {
 802         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 803         size_t size = SIZE_MAX;
 804
 805         if (ops && ops->opt_mapping_size)
 806                 size = ops->opt_mapping_size();
 807
 808         return min(dma_max_mapping_size(dev), size);
 809 }
 810 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_opt_mapping_size);
 811
 812 bool dma_need_sync(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 813 {
 814         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 815
 816         if (dma_map_direct(dev, ops))
 817                 return dma_direct_need_sync(dev, dma_addr);
 818         return ops->sync_single_for_cpu || ops->sync_single_for_device;
 819 }
 820 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_need_sync);
 821
 822 unsigned long dma_get_merge_boundary(struct device *dev)
 823 {
 824         const struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 825
 826         if (!ops || !ops->get_merge_boundary)
 827                 return 0;       /* can't merge */
 828
 829         return ops->get_merge_boundary(dev);
 830 }
 831 EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_get_merge_boundary);