include/linux/dma-map-ops.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * This header is for implementations of dma_map_ops and related code.
   4  * It should not be included in drivers just using the DMA API.
   5  */
   6 #ifndef _LINUX_DMA_MAP_OPS_H
   7 #define _LINUX_DMA_MAP_OPS_H
   8
   9 #include <linux/dma-mapping.h>
  10 #include <linux/pgtable.h>
  11
  12 struct cma;
  13
  14 /*
  15  * Values for struct dma_map_ops.flags:
  16  *
  17  * DMA_F_PCI_P2PDMA_SUPPORTED: Indicates the dma_map_ops implementation can
  18  * handle PCI P2PDMA pages in the map_sg/unmap_sg operation.
  19  */
  20 #define DMA_F_PCI_P2PDMA_SUPPORTED     (1 << 0)
  21
  22 struct dma_map_ops {
  23         unsigned int flags;
  24
  25         void *(*alloc)(struct device *dev, size_t size,
  26                         dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp,
  27                         unsigned long attrs);
  28         void (*free)(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
  29                         dma_addr_t dma_handle, unsigned long attrs);
  30         struct page *(*alloc_pages)(struct device *dev, size_t size,
  31                         dma_addr_t *dma_handle, enum dma_data_direction dir,
  32                         gfp_t gfp);
  33         void (*free_pages)(struct device *dev, size_t size, struct page *vaddr,
  34                         dma_addr_t dma_handle, enum dma_data_direction dir);
  35         struct sg_table *(*alloc_noncontiguous)(struct device *dev, size_t size,
  36                         enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp,
  37                         unsigned long attrs);
  38         void (*free_noncontiguous)(struct device *dev, size_t size,
  39                         struct sg_table *sgt, enum dma_data_direction dir);
  40         int (*mmap)(struct device *, struct vm_area_struct *,
  41                         void *, dma_addr_t, size_t, unsigned long attrs);
  42
  43         int (*get_sgtable)(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
  44                         void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
  45                         unsigned long attrs);
  46
  47         dma_addr_t (*map_page)(struct device *dev, struct page *page,
  48                         unsigned long offset, size_t size,
  49                         enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs);
  50         void (*unmap_page)(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  51                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
  52                         unsigned long attrs);
  53         /*
  54          * map_sg should return a negative error code on error. See
  55          * dma_map_sgtable() for a list of appropriate error codes
  56          * and their meanings.
  57          */
  58         int (*map_sg)(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
  59                         enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs);
  60         void (*unmap_sg)(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
  61                         enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs);
  62         dma_addr_t (*map_resource)(struct device *dev, phys_addr_t phys_addr,
  63                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
  64                         unsigned long attrs);
  65         void (*unmap_resource)(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  66                         size_t size, enum dma_data_direction dir,
  67                         unsigned long attrs);
  68         void (*sync_single_for_cpu)(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  69                         size_t size, enum dma_data_direction dir);
  70         void (*sync_single_for_device)(struct device *dev,
  71                         dma_addr_t dma_handle, size_t size,
  72                         enum dma_data_direction dir);
  73         void (*sync_sg_for_cpu)(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
  74                         int nents, enum dma_data_direction dir);
  75         void (*sync_sg_for_device)(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
  76                         int nents, enum dma_data_direction dir);
  77         void (*cache_sync)(struct device *dev, void *vaddr, size_t size,
  78                         enum dma_data_direction direction);
  79         int (*dma_supported)(struct device *dev, u64 mask);
  80         u64 (*get_required_mask)(struct device *dev);
  81         size_t (*max_mapping_size)(struct device *dev);
  82         size_t (*opt_mapping_size)(void);
  83         unsigned long (*get_merge_boundary)(struct device *dev);
  84 };
  85
  86 #ifdef CONFIG_DMA_OPS
  87 #include <asm/dma-mapping.h>
  88
  89 static inline const struct dma_map_ops *get_dma_ops(struct device *dev)
  90 {
  91         if (dev->dma_ops)
  92                 return dev->dma_ops;
  93         return get_arch_dma_ops();
  94 }
  95
  96 static inline void set_dma_ops(struct device *dev,
  97                                const struct dma_map_ops *dma_ops)
  98 {
  99         dev->dma_ops = dma_ops;
 100 }
 101 #else /* CONFIG_DMA_OPS */
 102 static inline const struct dma_map_ops *get_dma_ops(struct device *dev)
 103 {
 104         return NULL;
 105 }
 106 static inline void set_dma_ops(struct device *dev,
 107                                const struct dma_map_ops *dma_ops)
 108 {
 109 }
 110 #endif /* CONFIG_DMA_OPS */
 111
 112 #ifdef CONFIG_DMA_CMA
 113 extern struct cma *dma_contiguous_default_area;
 114
 115 static inline struct cma *dev_get_cma_area(struct device *dev)
 116 {
 117         if (dev && dev->cma_area)
 118                 return dev->cma_area;
 119         return dma_contiguous_default_area;
 120 }
 121
 122 void dma_contiguous_reserve(phys_addr_t addr_limit);
 123 int __init dma_contiguous_reserve_area(phys_addr_t size, phys_addr_t base,
 124                 phys_addr_t limit, struct cma **res_cma, bool fixed);
 125
 126 struct page *dma_alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t count,
 127                                        unsigned int order, bool no_warn);
 128 bool dma_release_from_contiguous(struct device *dev, struct page *pages,
 129                                  int count);
 130 struct page *dma_alloc_contiguous(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp);
 131 void dma_free_contiguous(struct device *dev, struct page *page, size_t size);
 132
 133 void dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size);
 134 #else /* CONFIG_DMA_CMA */
 135 static inline struct cma *dev_get_cma_area(struct device *dev)
 136 {
 137         return NULL;
 138 }
 139 static inline void dma_contiguous_reserve(phys_addr_t limit)
 140 {
 141 }
 142 static inline int dma_contiguous_reserve_area(phys_addr_t size,
 143                 phys_addr_t base, phys_addr_t limit, struct cma **res_cma,
 144                 bool fixed)
 145 {
 146         return -ENOSYS;
 147 }
 148 static inline struct page *dma_alloc_from_contiguous(struct device *dev,
 149                 size_t count, unsigned int order, bool no_warn)
 150 {
 151         return NULL;
 152 }
 153 static inline bool dma_release_from_contiguous(struct device *dev,
 154                 struct page *pages, int count)
 155 {
 156         return false;
 157 }
 158 /* Use fallback alloc() and free() when CONFIG_DMA_CMA=n */
 159 static inline struct page *dma_alloc_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 160                 gfp_t gfp)
 161 {
 162         return NULL;
 163 }
 164 static inline void dma_free_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
 165                 size_t size)
 166 {
 167         __free_pages(page, get_order(size));
 168 }
 169 #endif /* CONFIG_DMA_CMA*/
 170
 171 #ifdef CONFIG_DMA_PERNUMA_CMA
 172 void dma_pernuma_cma_reserve(void);
 173 #else
 174 static inline void dma_pernuma_cma_reserve(void) { }
 175 #endif /* CONFIG_DMA_PERNUMA_CMA */
 176
 177 #ifdef CONFIG_DMA_DECLARE_COHERENT
 178 int dma_declare_coherent_memory(struct device *dev, phys_addr_t phys_addr,
 179                 dma_addr_t device_addr, size_t size);
 180 void dma_release_coherent_memory(struct device *dev);
 181 int dma_alloc_from_dev_coherent(struct device *dev, ssize_t size,
 182                 dma_addr_t *dma_handle, void **ret);
 183 int dma_release_from_dev_coherent(struct device *dev, int order, void *vaddr);
 184 int dma_mmap_from_dev_coherent(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 185                 void *cpu_addr, size_t size, int *ret);
 186 #else
 187 static inline int dma_declare_coherent_memory(struct device *dev,
 188                 phys_addr_t phys_addr, dma_addr_t device_addr, size_t size)
 189 {
 190         return -ENOSYS;
 191 }
 192
 193 #define dma_alloc_from_dev_coherent(dev, size, handle, ret) (0)
 194 #define dma_release_from_dev_coherent(dev, order, vaddr) (0)
 195 #define dma_mmap_from_dev_coherent(dev, vma, vaddr, order, ret) (0)
 196 static inline void dma_release_coherent_memory(struct device *dev) { }
 197 #endif /* CONFIG_DMA_DECLARE_COHERENT */
 198
 199 #ifdef CONFIG_DMA_GLOBAL_POOL
 200 void *dma_alloc_from_global_coherent(struct device *dev, ssize_t size,
 201                 dma_addr_t *dma_handle);
 202 int dma_release_from_global_coherent(int order, void *vaddr);
 203 int dma_mmap_from_global_coherent(struct vm_area_struct *vma, void *cpu_addr,
 204                 size_t size, int *ret);
 205 int dma_init_global_coherent(phys_addr_t phys_addr, size_t size);
 206 #else
 207 static inline void *dma_alloc_from_global_coherent(struct device *dev,
 208                 ssize_t size, dma_addr_t *dma_handle)
 209 {
 210         return NULL;
 211 }
 212 static inline int dma_release_from_global_coherent(int order, void *vaddr)
 213 {
 214         return 0;
 215 }
 216 static inline int dma_mmap_from_global_coherent(struct vm_area_struct *vma,
 217                 void *cpu_addr, size_t size, int *ret)
 218 {
 219         return 0;
 220 }
 221 #endif /* CONFIG_DMA_GLOBAL_POOL */
 222
 223 /*
 224  * This is the actual return value from the ->alloc_noncontiguous method.
 225  * The users of the DMA API should only care about the sg_table, but to make
 226  * the DMA-API internal vmaping and freeing easier we stash away the page
 227  * array as well (except for the fallback case).  This can go away any time,
 228  * e.g. when a vmap-variant that takes a scatterlist comes along.
 229  */
 230 struct dma_sgt_handle {
 231         struct sg_table sgt;
 232         struct page **pages;
 233 };
 234 #define sgt_handle(sgt) \
 235         container_of((sgt), struct dma_sgt_handle, sgt)
 236
 237 int dma_common_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 238                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 239                 unsigned long attrs);
 240 int dma_common_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 241                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 242                 unsigned long attrs);
 243 struct page *dma_common_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
 244                 dma_addr_t *dma_handle, enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp);
 245 void dma_common_free_pages(struct device *dev, size_t size, struct page *vaddr,
 246                 dma_addr_t dma_handle, enum dma_data_direction dir);
 247
 248 struct page **dma_common_find_pages(void *cpu_addr);
 249 void *dma_common_contiguous_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot,
 250                 const void *caller);
 251 void *dma_common_pages_remap(struct page **pages, size_t size, pgprot_t prot,
 252                 const void *caller);
 253 void dma_common_free_remap(void *cpu_addr, size_t size);
 254
 255 struct page *dma_alloc_from_pool(struct device *dev, size_t size,
 256                 void **cpu_addr, gfp_t flags,
 257                 bool (*phys_addr_ok)(struct device *, phys_addr_t, size_t));
 258 bool dma_free_from_pool(struct device *dev, void *start, size_t size);
 259
 260 int dma_direct_set_offset(struct device *dev, phys_addr_t cpu_start,
 261                 dma_addr_t dma_start, u64 size);
 262
 263 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_DEVICE) || \
 264         defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU) || \
 265         defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU_ALL)
 266 extern bool dma_default_coherent;
 267 static inline bool dev_is_dma_coherent(struct device *dev)
 268 {
 269         return dev->dma_coherent;
 270 }
 271 #else
 272 #define dma_default_coherent true
 273
 274 static inline bool dev_is_dma_coherent(struct device *dev)
 275 {
 276         return true;
 277 }
 278 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_DMA_COHERENCE_H */
 279
 280 void *arch_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
 281                 gfp_t gfp, unsigned long attrs);
 282 void arch_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 283                 dma_addr_t dma_addr, unsigned long attrs);
 284
 285 #ifdef CONFIG_MMU
 286 /*
 287  * Page protection so that devices that can't snoop CPU caches can use the
 288  * memory coherently.  We default to pgprot_noncached which is usually used
 289  * for ioremap as a safe bet, but architectures can override this with less
 290  * strict semantics if possible.
 291  */
 292 #ifndef pgprot_dmacoherent
 293 #define pgprot_dmacoherent(prot)        pgprot_noncached(prot)
 294 #endif
 295
 296 pgprot_t dma_pgprot(struct device *dev, pgprot_t prot, unsigned long attrs);
 297 #else
 298 static inline pgprot_t dma_pgprot(struct device *dev, pgprot_t prot,
 299                 unsigned long attrs)
 300 {
 301         return prot;    /* no protection bits supported without page tables */
 302 }
 303 #endif /* CONFIG_MMU */
 304
 305 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_DEVICE
 306 void arch_sync_dma_for_device(phys_addr_t paddr, size_t size,
 307                 enum dma_data_direction dir);
 308 #else
 309 static inline void arch_sync_dma_for_device(phys_addr_t paddr, size_t size,
 310                 enum dma_data_direction dir)
 311 {
 312 }
 313 #endif /* ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_DEVICE */
 314
 315 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU
 316 void arch_sync_dma_for_cpu(phys_addr_t paddr, size_t size,
 317                 enum dma_data_direction dir);
 318 #else
 319 static inline void arch_sync_dma_for_cpu(phys_addr_t paddr, size_t size,
 320                 enum dma_data_direction dir)
 321 {
 322 }
 323 #endif /* ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU */
 324
 325 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU_ALL
 326 void arch_sync_dma_for_cpu_all(void);
 327 #else
 328 static inline void arch_sync_dma_for_cpu_all(void)
 329 {
 330 }
 331 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU_ALL */
 332
 333 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_DMA_PREP_COHERENT
 334 void arch_dma_prep_coherent(struct page *page, size_t size);
 335 #else
 336 static inline void arch_dma_prep_coherent(struct page *page, size_t size)
 337 {
 338 }
 339 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_DMA_PREP_COHERENT */
 340
 341 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_DMA_MARK_CLEAN
 342 void arch_dma_mark_clean(phys_addr_t paddr, size_t size);
 343 #else
 344 static inline void arch_dma_mark_clean(phys_addr_t paddr, size_t size)
 345 {
 346 }
 347 #endif /* ARCH_HAS_DMA_MARK_CLEAN */
 348
 349 void *arch_dma_set_uncached(void *addr, size_t size);
 350 void arch_dma_clear_uncached(void *addr, size_t size);
 351
 352 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_DMA_MAP_DIRECT
 353 bool arch_dma_map_page_direct(struct device *dev, phys_addr_t addr);
 354 bool arch_dma_unmap_page_direct(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle);
 355 bool arch_dma_map_sg_direct(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 356                 int nents);
 357 bool arch_dma_unmap_sg_direct(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 358                 int nents);
 359 #else
 360 #define arch_dma_map_page_direct(d, a)          (false)
 361 #define arch_dma_unmap_page_direct(d, a)        (false)
 362 #define arch_dma_map_sg_direct(d, s, n)         (false)
 363 #define arch_dma_unmap_sg_direct(d, s, n)       (false)
 364 #endif
 365
 366 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SETUP_DMA_OPS
 367 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
 368                 const struct iommu_ops *iommu, bool coherent);
 369 #else
 370 static inline void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base,
 371                 u64 size, const struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
 372 {
 373 }
 374 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_SETUP_DMA_OPS */
 375
 376 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_TEARDOWN_DMA_OPS
 377 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev);
 378 #else
 379 static inline void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
 380 {
 381 }
 382 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_TEARDOWN_DMA_OPS */
 383
 384 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 385 void dma_debug_add_bus(struct bus_type *bus);
 386 void debug_dma_dump_mappings(struct device *dev);
 387 #else
 388 static inline void dma_debug_add_bus(struct bus_type *bus)
 389 {
 390 }
 391 static inline void debug_dma_dump_mappings(struct device *dev)
 392 {
 393 }
 394 #endif /* CONFIG_DMA_API_DEBUG */
 395
 396 extern const struct dma_map_ops dma_dummy_ops;
 397
 398 enum pci_p2pdma_map_type {
 399         /*
 400          * PCI_P2PDMA_MAP_UNKNOWN: Used internally for indicating the mapping
 401          * type hasn't been calculated yet. Functions that return this enum
 402          * never return this value.
 403          */
 404         PCI_P2PDMA_MAP_UNKNOWN = 0,
 405
 406         /*
 407          * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED: Indicates the transaction will
 408          * traverse the host bridge and the host bridge is not in the
 409          * allowlist. DMA Mapping routines should return an error when
 410          * this is returned.
 411          */
 412         PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED,
 413
 414         /*
 415          * PCI_P2PDMA_BUS_ADDR: Indicates that two devices can talk to
 416          * each other directly through a PCI switch and the transaction will
 417          * not traverse the host bridge. Such a mapping should program
 418          * the DMA engine with PCI bus addresses.
 419          */
 420         PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR,
 421
 422         /*
 423          * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE: Indicates two devices can talk
 424          * to each other, but the transaction traverses a host bridge on the
 425          * allowlist. In this case, a normal mapping either with CPU physical
 426          * addresses (in the case of dma-direct) or IOVA addresses (in the
 427          * case of IOMMUs) should be used to program the DMA engine.
 428          */
 429         PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE,
 430 };
 431
 432 struct pci_p2pdma_map_state {
 433         struct dev_pagemap *pgmap;
 434         int map;
 435         u64 bus_off;
 436 };
 437
 438 #ifdef CONFIG_PCI_P2PDMA
 439 enum pci_p2pdma_map_type
 440 pci_p2pdma_map_segment(struct pci_p2pdma_map_state *state, struct device *dev,
 441                        struct scatterlist *sg);
 442 #else /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
 443 static inline enum pci_p2pdma_map_type
 444 pci_p2pdma_map_segment(struct pci_p2pdma_map_state *state, struct device *dev,
 445                        struct scatterlist *sg)
 446 {
 447         return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 448 }
 449 #endif /* CONFIG_PCI_P2PDMA */
 450
 451 #endif /* _LINUX_DMA_MAP_OPS_H */