drivers/xen/swiotlb-xen.c

   1 /*
   2  *  Copyright 2010
   3  *  by Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
   4  *
   5  * This code provides a IOMMU for Xen PV guests with PCI passthrough.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License v2.0 as published by
   9  * the Free Software Foundation
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * PV guests under Xen are running in an non-contiguous memory architecture.
  17  *
  18  * When PCI pass-through is utilized, this necessitates an IOMMU for
  19  * translating bus (DMA) to virtual and vice-versa and also providing a
  20  * mechanism to have contiguous pages for device drivers operations (say DMA
  21  * operations).
  22  *
  23  * Specifically, under Xen the Linux idea of pages is an illusion. It
  24  * assumes that pages start at zero and go up to the available memory. To
  25  * help with that, the Linux Xen MMU provides a lookup mechanism to
  26  * translate the page frame numbers (PFN) to machine frame numbers (MFN)
  27  * and vice-versa. The MFN are the "real" frame numbers. Furthermore
  28  * memory is not contiguous. Xen hypervisor stitches memory for guests
  29  * from different pools, which means there is no guarantee that PFN==MFN
  30  * and PFN+1==MFN+1. Lastly with Xen 4.0, pages (in debug mode) are
  31  * allocated in descending order (high to low), meaning the guest might
  32  * never get any MFN's under the 4GB mark.
  33  *
  34  */
  35
  36 #define pr_fmt(fmt) "xen:" KBUILD_MODNAME ": " fmt
  37
  38 #include <linux/bootmem.h>
  39 #include <linux/dma-direct.h>
  40 #include <linux/export.h>
  41 #include <xen/swiotlb-xen.h>
  42 #include <xen/page.h>
  43 #include <xen/xen-ops.h>
  44 #include <xen/hvc-console.h>
  45
  46 #include <asm/dma-mapping.h>
  47 #include <asm/xen/page-coherent.h>
  48
  49 #include <trace/events/swiotlb.h>
  50 /*
  51  * Used to do a quick range check in swiotlb_tbl_unmap_single and
  52  * swiotlb_tbl_sync_single_*, to see if the memory was in fact allocated by this
  53  * API.
  54  */
  55
  56 #ifndef CONFIG_X86
  57 static unsigned long dma_alloc_coherent_mask(struct device *dev,
  58                                             gfp_t gfp)
  59 {
  60         unsigned long dma_mask = 0;
  61
  62         dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
  63         if (!dma_mask)
  64                 dma_mask = (gfp & GFP_DMA) ? DMA_BIT_MASK(24) : DMA_BIT_MASK(32);
  65
  66         return dma_mask;
  67 }
  68 #endif
  69
  70 #define XEN_SWIOTLB_ERROR_CODE  (~(dma_addr_t)0x0)
  71
  72 static char *xen_io_tlb_start, *xen_io_tlb_end;
  73 static unsigned long xen_io_tlb_nslabs;
  74 /*
  75  * Quick lookup value of the bus address of the IOTLB.
  76  */
  77
  78 static u64 start_dma_addr;
  79
  80 /*
  81  * Both of these functions should avoid XEN_PFN_PHYS because phys_addr_t
  82  * can be 32bit when dma_addr_t is 64bit leading to a loss in
  83  * information if the shift is done before casting to 64bit.
  84  */
  85 static inline dma_addr_t xen_phys_to_bus(phys_addr_t paddr)
  86 {
  87         unsigned long bfn = pfn_to_bfn(XEN_PFN_DOWN(paddr));
  88         dma_addr_t dma = (dma_addr_t)bfn << XEN_PAGE_SHIFT;
  89
  90         dma |= paddr & ~XEN_PAGE_MASK;
  91
  92         return dma;
  93 }
  94
  95 static inline phys_addr_t xen_bus_to_phys(dma_addr_t baddr)
  96 {
  97         unsigned long xen_pfn = bfn_to_pfn(XEN_PFN_DOWN(baddr));
  98         dma_addr_t dma = (dma_addr_t)xen_pfn << XEN_PAGE_SHIFT;
  99         phys_addr_t paddr = dma;
 100
 101         paddr |= baddr & ~XEN_PAGE_MASK;
 102
 103         return paddr;
 104 }
 105
 106 static inline dma_addr_t xen_virt_to_bus(void *address)
 107 {
 108         return xen_phys_to_bus(virt_to_phys(address));
 109 }
 110
 111 static int check_pages_physically_contiguous(unsigned long xen_pfn,
 112                                              unsigned int offset,
 113                                              size_t length)
 114 {
 115         unsigned long next_bfn;
 116         int i;
 117         int nr_pages;
 118
 119         next_bfn = pfn_to_bfn(xen_pfn);
 120         nr_pages = (offset + length + XEN_PAGE_SIZE-1) >> XEN_PAGE_SHIFT;
 121
 122         for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
 123                 if (pfn_to_bfn(++xen_pfn) != ++next_bfn)
 124                         return 0;
 125         }
 126         return 1;
 127 }
 128
 129 static inline int range_straddles_page_boundary(phys_addr_t p, size_t size)
 130 {
 131         unsigned long xen_pfn = XEN_PFN_DOWN(p);
 132         unsigned int offset = p & ~XEN_PAGE_MASK;
 133
 134         if (offset + size <= XEN_PAGE_SIZE)
 135                 return 0;
 136         if (check_pages_physically_contiguous(xen_pfn, offset, size))
 137                 return 0;
 138         return 1;
 139 }
 140
 141 static int is_xen_swiotlb_buffer(dma_addr_t dma_addr)
 142 {
 143         unsigned long bfn = XEN_PFN_DOWN(dma_addr);
 144         unsigned long xen_pfn = bfn_to_local_pfn(bfn);
 145         phys_addr_t paddr = XEN_PFN_PHYS(xen_pfn);
 146
 147         /* If the address is outside our domain, it CAN
 148          * have the same virtual address as another address
 149          * in our domain. Therefore _only_ check address within our domain.
 150          */
 151         if (pfn_valid(PFN_DOWN(paddr))) {
 152                 return paddr >= virt_to_phys(xen_io_tlb_start) &&
 153                        paddr < virt_to_phys(xen_io_tlb_end);
 154         }
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static int max_dma_bits = 32;
 159
 160 static int
 161 xen_swiotlb_fixup(void *buf, size_t size, unsigned long nslabs)
 162 {
 163         int i, rc;
 164         int dma_bits;
 165         dma_addr_t dma_handle;
 166         phys_addr_t p = virt_to_phys(buf);
 167
 168         dma_bits = get_order(IO_TLB_SEGSIZE << IO_TLB_SHIFT) + PAGE_SHIFT;
 169
 170         i = 0;
 171         do {
 172                 int slabs = min(nslabs - i, (unsigned long)IO_TLB_SEGSIZE);
 173
 174                 do {
 175                         rc = xen_create_contiguous_region(
 176                                 p + (i << IO_TLB_SHIFT),
 177                                 get_order(slabs << IO_TLB_SHIFT),
 178                                 dma_bits, &dma_handle);
 179                 } while (rc && dma_bits++ < max_dma_bits);
 180                 if (rc)
 181                         return rc;
 182
 183                 i += slabs;
 184         } while (i < nslabs);
 185         return 0;
 186 }
 187 static unsigned long xen_set_nslabs(unsigned long nr_tbl)
 188 {
 189         if (!nr_tbl) {
 190                 xen_io_tlb_nslabs = (64 * 1024 * 1024 >> IO_TLB_SHIFT);
 191                 xen_io_tlb_nslabs = ALIGN(xen_io_tlb_nslabs, IO_TLB_SEGSIZE);
 192         } else
 193                 xen_io_tlb_nslabs = nr_tbl;
 194
 195         return xen_io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 196 }
 197
 198 enum xen_swiotlb_err {
 199         XEN_SWIOTLB_UNKNOWN = 0,
 200         XEN_SWIOTLB_ENOMEM,
 201         XEN_SWIOTLB_EFIXUP
 202 };
 203
 204 static const char *xen_swiotlb_error(enum xen_swiotlb_err err)
 205 {
 206         switch (err) {
 207         case XEN_SWIOTLB_ENOMEM:
 208                 return "Cannot allocate Xen-SWIOTLB buffer\n";
 209         case XEN_SWIOTLB_EFIXUP:
 210                 return "Failed to get contiguous memory for DMA from Xen!\n"\
 211                     "You either: don't have the permissions, do not have"\
 212                     " enough free memory under 4GB, or the hypervisor memory"\
 213                     " is too fragmented!";
 214         default:
 215                 break;
 216         }
 217         return "";
 218 }
 219 int __ref xen_swiotlb_init(int verbose, bool early)
 220 {
 221         unsigned long bytes, order;
 222         int rc = -ENOMEM;
 223         enum xen_swiotlb_err m_ret = XEN_SWIOTLB_UNKNOWN;
 224         unsigned int repeat = 3;
 225
 226         xen_io_tlb_nslabs = swiotlb_nr_tbl();
 227 retry:
 228         bytes = xen_set_nslabs(xen_io_tlb_nslabs);
 229         order = get_order(xen_io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT);
 230         /*
 231          * Get IO TLB memory from any location.
 232          */
 233         if (early)
 234                 xen_io_tlb_start = alloc_bootmem_pages(PAGE_ALIGN(bytes));
 235         else {
 236 #define SLABS_PER_PAGE (1 << (PAGE_SHIFT - IO_TLB_SHIFT))
 237 #define IO_TLB_MIN_SLABS ((1<<20) >> IO_TLB_SHIFT)
 238                 while ((SLABS_PER_PAGE << order) > IO_TLB_MIN_SLABS) {
 239                         xen_io_tlb_start = (void *)xen_get_swiotlb_free_pages(order);
 240                         if (xen_io_tlb_start)
 241                                 break;
 242                         order--;
 243                 }
 244                 if (order != get_order(bytes)) {
 245                         pr_warn("Warning: only able to allocate %ld MB for software IO TLB\n",
 246                                 (PAGE_SIZE << order) >> 20);
 247                         xen_io_tlb_nslabs = SLABS_PER_PAGE << order;
 248                         bytes = xen_io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT;
 249                 }
 250         }
 251         if (!xen_io_tlb_start) {
 252                 m_ret = XEN_SWIOTLB_ENOMEM;
 253                 goto error;
 254         }
 255         xen_io_tlb_end = xen_io_tlb_start + bytes;
 256         /*
 257          * And replace that memory with pages under 4GB.
 258          */
 259         rc = xen_swiotlb_fixup(xen_io_tlb_start,
 260                                bytes,
 261                                xen_io_tlb_nslabs);
 262         if (rc) {
 263                 if (early)
 264                         free_bootmem(__pa(xen_io_tlb_start), PAGE_ALIGN(bytes));
 265                 else {
 266                         free_pages((unsigned long)xen_io_tlb_start, order);
 267                         xen_io_tlb_start = NULL;
 268                 }
 269                 m_ret = XEN_SWIOTLB_EFIXUP;
 270                 goto error;
 271         }
 272         start_dma_addr = xen_virt_to_bus(xen_io_tlb_start);
 273         if (early) {
 274                 if (swiotlb_init_with_tbl(xen_io_tlb_start, xen_io_tlb_nslabs,
 275                          verbose))
 276                         panic("Cannot allocate SWIOTLB buffer");
 277                 rc = 0;
 278         } else
 279                 rc = swiotlb_late_init_with_tbl(xen_io_tlb_start, xen_io_tlb_nslabs);
 280
 281         if (!rc)
 282                 swiotlb_set_max_segment(PAGE_SIZE);
 283
 284         return rc;
 285 error:
 286         if (repeat--) {
 287                 xen_io_tlb_nslabs = max(1024UL, /* Min is 2MB */
 288                                         (xen_io_tlb_nslabs >> 1));
 289                 pr_info("Lowering to %luMB\n",
 290                         (xen_io_tlb_nslabs << IO_TLB_SHIFT) >> 20);
 291                 goto retry;
 292         }
 293         pr_err("%s (rc:%d)\n", xen_swiotlb_error(m_ret), rc);
 294         if (early)
 295                 panic("%s (rc:%d)", xen_swiotlb_error(m_ret), rc);
 296         else
 297                 free_pages((unsigned long)xen_io_tlb_start, order);
 298         return rc;
 299 }
 300
 301 static void *
 302 xen_swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
 303                            dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags,
 304                            unsigned long attrs)
 305 {
 306         void *ret;
 307         int order = get_order(size);
 308         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
 309         phys_addr_t phys;
 310         dma_addr_t dev_addr;
 311
 312         /*
 313         * Ignore region specifiers - the kernel's ideas of
 314         * pseudo-phys memory layout has nothing to do with the
 315         * machine physical layout.  We can't allocate highmem
 316         * because we can't return a pointer to it.
 317         */
 318         flags &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM);
 319
 320         /* On ARM this function returns an ioremap'ped virtual address for
 321          * which virt_to_phys doesn't return the corresponding physical
 322          * address. In fact on ARM virt_to_phys only works for kernel direct
 323          * mapped RAM memory. Also see comment below.
 324          */
 325         ret = xen_alloc_coherent_pages(hwdev, size, dma_handle, flags, attrs);
 326
 327         if (!ret)
 328                 return ret;
 329
 330         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
 331                 dma_mask = dma_alloc_coherent_mask(hwdev, flags);
 332
 333         /* At this point dma_handle is the physical address, next we are
 334          * going to set it to the machine address.
 335          * Do not use virt_to_phys(ret) because on ARM it doesn't correspond
 336          * to *dma_handle. */
 337         phys = *dma_handle;
 338         dev_addr = xen_phys_to_bus(phys);
 339         if (((dev_addr + size - 1 <= dma_mask)) &&
 340             !range_straddles_page_boundary(phys, size))
 341                 *dma_handle = dev_addr;
 342         else {
 343                 if (xen_create_contiguous_region(phys, order,
 344                                                  fls64(dma_mask), dma_handle) != 0) {
 345                         xen_free_coherent_pages(hwdev, size, ret, (dma_addr_t)phys, attrs);
 346                         return NULL;
 347                 }
 348         }
 349         memset(ret, 0, size);
 350         return ret;
 351 }
 352
 353 static void
 354 xen_swiotlb_free_coherent(struct device *hwdev, size_t size, void *vaddr,
 355                           dma_addr_t dev_addr, unsigned long attrs)
 356 {
 357         int order = get_order(size);
 358         phys_addr_t phys;
 359         u64 dma_mask = DMA_BIT_MASK(32);
 360
 361         if (hwdev && hwdev->coherent_dma_mask)
 362                 dma_mask = hwdev->coherent_dma_mask;
 363
 364         /* do not use virt_to_phys because on ARM it doesn't return you the
 365          * physical address */
 366         phys = xen_bus_to_phys(dev_addr);
 367
 368         if (((dev_addr + size - 1 > dma_mask)) ||
 369             range_straddles_page_boundary(phys, size))
 370                 xen_destroy_contiguous_region(phys, order);
 371
 372         xen_free_coherent_pages(hwdev, size, vaddr, (dma_addr_t)phys, attrs);
 373 }
 374
 375 /*
 376  * Map a single buffer of the indicated size for DMA in streaming mode.  The
 377  * physical address to use is returned.
 378  *
 379  * Once the device is given the dma address, the device owns this memory until
 380  * either xen_swiotlb_unmap_page or xen_swiotlb_dma_sync_single is performed.
 381  */
 382 static dma_addr_t xen_swiotlb_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 383                                 unsigned long offset, size_t size,
 384                                 enum dma_data_direction dir,
 385                                 unsigned long attrs)
 386 {
 387         phys_addr_t map, phys = page_to_phys(page) + offset;
 388         dma_addr_t dev_addr = xen_phys_to_bus(phys);
 389
 390         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 391         /*
 392          * If the address happens to be in the device's DMA window,
 393          * we can safely return the device addr and not worry about bounce
 394          * buffering it.
 395          */
 396         if (dma_capable(dev, dev_addr, size) &&
 397             !range_straddles_page_boundary(phys, size) &&
 398                 !xen_arch_need_swiotlb(dev, phys, dev_addr) &&
 399                 (swiotlb_force != SWIOTLB_FORCE)) {
 400                 /* we are not interested in the dma_addr returned by
 401                  * xen_dma_map_page, only in the potential cache flushes executed
 402                  * by the function. */
 403                 xen_dma_map_page(dev, page, dev_addr, offset, size, dir, attrs);
 404                 return dev_addr;
 405         }
 406
 407         /*
 408          * Oh well, have to allocate and map a bounce buffer.
 409          */
 410         trace_swiotlb_bounced(dev, dev_addr, size, swiotlb_force);
 411
 412         map = swiotlb_tbl_map_single(dev, start_dma_addr, phys, size, dir,
 413                                      attrs);
 414         if (map == SWIOTLB_MAP_ERROR)
 415                 return XEN_SWIOTLB_ERROR_CODE;
 416
 417         dev_addr = xen_phys_to_bus(map);
 418         xen_dma_map_page(dev, pfn_to_page(map >> PAGE_SHIFT),
 419                                         dev_addr, map & ~PAGE_MASK, size, dir, attrs);
 420
 421         /*
 422          * Ensure that the address returned is DMA'ble
 423          */
 424         if (dma_capable(dev, dev_addr, size))
 425                 return dev_addr;
 426
 427         attrs |= DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC;
 428         swiotlb_tbl_unmap_single(dev, map, size, dir, attrs);
 429
 430         return XEN_SWIOTLB_ERROR_CODE;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Unmap a single streaming mode DMA translation.  The dma_addr and size must
 435  * match what was provided for in a previous xen_swiotlb_map_page call.  All
 436  * other usages are undefined.
 437  *
 438  * After this call, reads by the cpu to the buffer are guaranteed to see
 439  * whatever the device wrote there.
 440  */
 441 static void xen_unmap_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 442                              size_t size, enum dma_data_direction dir,
 443                              unsigned long attrs)
 444 {
 445         phys_addr_t paddr = xen_bus_to_phys(dev_addr);
 446
 447         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 448
 449         xen_dma_unmap_page(hwdev, dev_addr, size, dir, attrs);
 450
 451         /* NOTE: We use dev_addr here, not paddr! */
 452         if (is_xen_swiotlb_buffer(dev_addr)) {
 453                 swiotlb_tbl_unmap_single(hwdev, paddr, size, dir, attrs);
 454                 return;
 455         }
 456
 457         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
 458                 return;
 459
 460         /*
 461          * phys_to_virt doesn't work with hihgmem page but we could
 462          * call dma_mark_clean() with hihgmem page here. However, we
 463          * are fine since dma_mark_clean() is null on POWERPC. We can
 464          * make dma_mark_clean() take a physical address if necessary.
 465          */
 466         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
 467 }
 468
 469 static void xen_swiotlb_unmap_page(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 470                             size_t size, enum dma_data_direction dir,
 471                             unsigned long attrs)
 472 {
 473         xen_unmap_single(hwdev, dev_addr, size, dir, attrs);
 474 }
 475
 476 /*
 477  * Make physical memory consistent for a single streaming mode DMA translation
 478  * after a transfer.
 479  *
 480  * If you perform a xen_swiotlb_map_page() but wish to interrogate the buffer
 481  * using the cpu, yet do not wish to teardown the dma mapping, you must
 482  * call this function before doing so.  At the next point you give the dma
 483  * address back to the card, you must first perform a
 484  * xen_swiotlb_dma_sync_for_device, and then the device again owns the buffer
 485  */
 486 static void
 487 xen_swiotlb_sync_single(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 488                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 489                         enum dma_sync_target target)
 490 {
 491         phys_addr_t paddr = xen_bus_to_phys(dev_addr);
 492
 493         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 494
 495         if (target == SYNC_FOR_CPU)
 496                 xen_dma_sync_single_for_cpu(hwdev, dev_addr, size, dir);
 497
 498         /* NOTE: We use dev_addr here, not paddr! */
 499         if (is_xen_swiotlb_buffer(dev_addr))
 500                 swiotlb_tbl_sync_single(hwdev, paddr, size, dir, target);
 501
 502         if (target == SYNC_FOR_DEVICE)
 503                 xen_dma_sync_single_for_device(hwdev, dev_addr, size, dir);
 504
 505         if (dir != DMA_FROM_DEVICE)
 506                 return;
 507
 508         dma_mark_clean(phys_to_virt(paddr), size);
 509 }
 510
 511 void
 512 xen_swiotlb_sync_single_for_cpu(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 513                                 size_t size, enum dma_data_direction dir)
 514 {
 515         xen_swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_CPU);
 516 }
 517
 518 void
 519 xen_swiotlb_sync_single_for_device(struct device *hwdev, dma_addr_t dev_addr,
 520                                    size_t size, enum dma_data_direction dir)
 521 {
 522         xen_swiotlb_sync_single(hwdev, dev_addr, size, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, cpu read rules
 527  * concerning calls here are the same as for swiotlb_unmap_page() above.
 528  */
 529 static void
 530 xen_swiotlb_unmap_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 531                            int nelems, enum dma_data_direction dir,
 532                            unsigned long attrs)
 533 {
 534         struct scatterlist *sg;
 535         int i;
 536
 537         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 538
 539         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
 540                 xen_unmap_single(hwdev, sg->dma_address, sg_dma_len(sg), dir, attrs);
 541
 542 }
 543
 544 /*
 545  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 546  * This is the scatter-gather version of the above xen_swiotlb_map_page
 547  * interface.  Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 548  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 549  * sg_dma_{address,length}(SG).
 550  *
 551  * NOTE: An implementation may be able to use a smaller number of
 552  *       DMA address/length pairs than there are SG table elements.
 553  *       (for example via virtual mapping capabilities)
 554  *       The routine returns the number of addr/length pairs actually
 555  *       used, at most nents.
 556  *
 557  * Device ownership issues as mentioned above for xen_swiotlb_map_page are the
 558  * same here.
 559  */
 560 static int
 561 xen_swiotlb_map_sg_attrs(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 562                          int nelems, enum dma_data_direction dir,
 563                          unsigned long attrs)
 564 {
 565         struct scatterlist *sg;
 566         int i;
 567
 568         BUG_ON(dir == DMA_NONE);
 569
 570         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i) {
 571                 phys_addr_t paddr = sg_phys(sg);
 572                 dma_addr_t dev_addr = xen_phys_to_bus(paddr);
 573
 574                 if (swiotlb_force == SWIOTLB_FORCE ||
 575                     xen_arch_need_swiotlb(hwdev, paddr, dev_addr) ||
 576                     !dma_capable(hwdev, dev_addr, sg->length) ||
 577                     range_straddles_page_boundary(paddr, sg->length)) {
 578                         phys_addr_t map = swiotlb_tbl_map_single(hwdev,
 579                                                                  start_dma_addr,
 580                                                                  sg_phys(sg),
 581                                                                  sg->length,
 582                                                                  dir, attrs);
 583                         if (map == SWIOTLB_MAP_ERROR) {
 584                                 dev_warn(hwdev, "swiotlb buffer is full\n");
 585                                 /* Don't panic here, we expect map_sg users
 586                                    to do proper error handling. */
 587                                 attrs |= DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC;
 588                                 xen_swiotlb_unmap_sg_attrs(hwdev, sgl, i, dir,
 589                                                            attrs);
 590                                 sg_dma_len(sgl) = 0;
 591                                 return 0;
 592                         }
 593                         dev_addr = xen_phys_to_bus(map);
 594                         xen_dma_map_page(hwdev, pfn_to_page(map >> PAGE_SHIFT),
 595                                                 dev_addr,
 596                                                 map & ~PAGE_MASK,
 597                                                 sg->length,
 598                                                 dir,
 599                                                 attrs);
 600                         sg->dma_address = dev_addr;
 601                 } else {
 602                         /* we are not interested in the dma_addr returned by
 603                          * xen_dma_map_page, only in the potential cache flushes executed
 604                          * by the function. */
 605                         xen_dma_map_page(hwdev, pfn_to_page(paddr >> PAGE_SHIFT),
 606                                                 dev_addr,
 607                                                 paddr & ~PAGE_MASK,
 608                                                 sg->length,
 609                                                 dir,
 610                                                 attrs);
 611                         sg->dma_address = dev_addr;
 612                 }
 613                 sg_dma_len(sg) = sg->length;
 614         }
 615         return nelems;
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Make physical memory consistent for a set of streaming mode DMA translations
 620  * after a transfer.
 621  *
 622  * The same as swiotlb_sync_single_* but for a scatter-gather list, same rules
 623  * and usage.
 624  */
 625 static void
 626 xen_swiotlb_sync_sg(struct device *hwdev, struct scatterlist *sgl,
 627                     int nelems, enum dma_data_direction dir,
 628                     enum dma_sync_target target)
 629 {
 630         struct scatterlist *sg;
 631         int i;
 632
 633         for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
 634                 xen_swiotlb_sync_single(hwdev, sg->dma_address,
 635                                         sg_dma_len(sg), dir, target);
 636 }
 637
 638 static void
 639 xen_swiotlb_sync_sg_for_cpu(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 640                             int nelems, enum dma_data_direction dir)
 641 {
 642         xen_swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_CPU);
 643 }
 644
 645 static void
 646 xen_swiotlb_sync_sg_for_device(struct device *hwdev, struct scatterlist *sg,
 647                                int nelems, enum dma_data_direction dir)
 648 {
 649         xen_swiotlb_sync_sg(hwdev, sg, nelems, dir, SYNC_FOR_DEVICE);
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
 654  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
 655  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask to
 656  * this function.
 657  */
 658 static int
 659 xen_swiotlb_dma_supported(struct device *hwdev, u64 mask)
 660 {
 661         return xen_virt_to_bus(xen_io_tlb_end - 1) <= mask;
 662 }
 663
 664 /*
 665  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 666  * This function should be called with the pages from the current domain only,
 667  * passing pages mapped from other domains would lead to memory corruption.
 668  */
 669 static int
 670 xen_swiotlb_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 671                      void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 672                      unsigned long attrs)
 673 {
 674 #if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_ARM64)
 675         if (xen_get_dma_ops(dev)->mmap)
 676                 return xen_get_dma_ops(dev)->mmap(dev, vma, cpu_addr,
 677                                                     dma_addr, size, attrs);
 678 #endif
 679         return dma_common_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size);
 680 }
 681
 682 /*
 683  * This function should be called with the pages from the current domain only,
 684  * passing pages mapped from other domains would lead to memory corruption.
 685  */
 686 static int
 687 xen_swiotlb_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 688                         void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 689                         unsigned long attrs)
 690 {
 691 #if defined(CONFIG_ARM) || defined(CONFIG_ARM64)
 692         if (xen_get_dma_ops(dev)->get_sgtable) {
 693 #if 0
 694         /*
 695          * This check verifies that the page belongs to the current domain and
 696          * is not one mapped from another domain.
 697          * This check is for debug only, and should not go to production build
 698          */
 699                 unsigned long bfn = PHYS_PFN(dma_to_phys(dev, handle));
 700                 BUG_ON (!page_is_ram(bfn));
 701 #endif
 702                 return xen_get_dma_ops(dev)->get_sgtable(dev, sgt, cpu_addr,
 703                                                            handle, size, attrs);
 704         }
 705 #endif
 706         return dma_common_get_sgtable(dev, sgt, cpu_addr, handle, size);
 707 }
 708
 709 static int xen_swiotlb_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 710 {
 711         return dma_addr == XEN_SWIOTLB_ERROR_CODE;
 712 }
 713
 714 const struct dma_map_ops xen_swiotlb_dma_ops = {
 715         .alloc = xen_swiotlb_alloc_coherent,
 716         .free = xen_swiotlb_free_coherent,
 717         .sync_single_for_cpu = xen_swiotlb_sync_single_for_cpu,
 718         .sync_single_for_device = xen_swiotlb_sync_single_for_device,
 719         .sync_sg_for_cpu = xen_swiotlb_sync_sg_for_cpu,
 720         .sync_sg_for_device = xen_swiotlb_sync_sg_for_device,
 721         .map_sg = xen_swiotlb_map_sg_attrs,
 722         .unmap_sg = xen_swiotlb_unmap_sg_attrs,
 723         .map_page = xen_swiotlb_map_page,
 724         .unmap_page = xen_swiotlb_unmap_page,
 725         .dma_supported = xen_swiotlb_dma_supported,
 726         .mmap = xen_swiotlb_dma_mmap,
 727         .get_sgtable = xen_swiotlb_get_sgtable,
 728         .mapping_error  = xen_swiotlb_mapping_error,
 729 };