kernel/dma/direct.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2018-2020 Christoph Hellwig.
   4  *
   5  * DMA operations that map physical memory directly without using an IOMMU.
   6  */
   7 #include <linux/memblock.h> /* for max_pfn */
   8 #include <linux/export.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/dma-map-ops.h>
  11 #include <linux/scatterlist.h>
  12 #include <linux/pfn.h>
  13 #include <linux/vmalloc.h>
  14 #include <linux/set_memory.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include "direct.h"
  17
  18 /*
  19  * Most architectures use ZONE_DMA for the first 16 Megabytes, but some use
  20  * it for entirely different regions. In that case the arch code needs to
  21  * override the variable below for dma-direct to work properly.
  22  */
  23 unsigned int zone_dma_bits __ro_after_init = 24;
  24
  25 static inline dma_addr_t phys_to_dma_direct(struct device *dev,
  26                 phys_addr_t phys)
  27 {
  28         if (force_dma_unencrypted(dev))
  29                 return phys_to_dma_unencrypted(dev, phys);
  30         return phys_to_dma(dev, phys);
  31 }
  32
  33 static inline struct page *dma_direct_to_page(struct device *dev,
  34                 dma_addr_t dma_addr)
  35 {
  36         return pfn_to_page(PHYS_PFN(dma_to_phys(dev, dma_addr)));
  37 }
  38
  39 u64 dma_direct_get_required_mask(struct device *dev)
  40 {
  41         phys_addr_t phys = (phys_addr_t)(max_pfn - 1) << PAGE_SHIFT;
  42         u64 max_dma = phys_to_dma_direct(dev, phys);
  43
  44         return (1ULL << (fls64(max_dma) - 1)) * 2 - 1;
  45 }
  46
  47 static gfp_t dma_direct_optimal_gfp_mask(struct device *dev, u64 *phys_limit)
  48 {
  49         u64 dma_limit = min_not_zero(
  50                 dev->coherent_dma_mask,
  51                 dev->bus_dma_limit);
  52
  53         /*
  54          * Optimistically try the zone that the physical address mask falls
  55          * into first.  If that returns memory that isn't actually addressable
  56          * we will fallback to the next lower zone and try again.
  57          *
  58          * Note that GFP_DMA32 and GFP_DMA are no ops without the corresponding
  59          * zones.
  60          */
  61         *phys_limit = dma_to_phys(dev, dma_limit);
  62         if (*phys_limit <= DMA_BIT_MASK(zone_dma_bits))
  63                 return GFP_DMA;
  64         if (*phys_limit <= DMA_BIT_MASK(32))
  65                 return GFP_DMA32;
  66         return 0;
  67 }
  68
  69 bool dma_coherent_ok(struct device *dev, phys_addr_t phys, size_t size)
  70 {
  71         dma_addr_t dma_addr = phys_to_dma_direct(dev, phys);
  72
  73         if (dma_addr == DMA_MAPPING_ERROR)
  74                 return false;
  75         return dma_addr + size - 1 <=
  76                 min_not_zero(dev->coherent_dma_mask, dev->bus_dma_limit);
  77 }
  78
  79 static int dma_set_decrypted(struct device *dev, void *vaddr, size_t size)
  80 {
  81         if (!force_dma_unencrypted(dev))
  82                 return 0;
  83         return set_memory_decrypted((unsigned long)vaddr, PFN_UP(size));
  84 }
  85
  86 static int dma_set_encrypted(struct device *dev, void *vaddr, size_t size)
  87 {
  88         int ret;
  89
  90         if (!force_dma_unencrypted(dev))
  91                 return 0;
  92         ret = set_memory_encrypted((unsigned long)vaddr, PFN_UP(size));
  93         if (ret)
  94                 pr_warn_ratelimited("leaking DMA memory that can't be re-encrypted\n");
  95         return ret;
  96 }
  97
  98 static void __dma_direct_free_pages(struct device *dev, struct page *page,
  99                                     size_t size)
 100 {
 101         if (swiotlb_free(dev, page, size))
 102                 return;
 103         dma_free_contiguous(dev, page, size);
 104 }
 105
 106 static struct page *dma_direct_alloc_swiotlb(struct device *dev, size_t size)
 107 {
 108         struct page *page = swiotlb_alloc(dev, size);
 109
 110         if (page && !dma_coherent_ok(dev, page_to_phys(page), size)) {
 111                 swiotlb_free(dev, page, size);
 112                 return NULL;
 113         }
 114
 115         return page;
 116 }
 117
 118 static struct page *__dma_direct_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
 119                 gfp_t gfp, bool allow_highmem)
 120 {
 121         int node = dev_to_node(dev);
 122         struct page *page = NULL;
 123         u64 phys_limit;
 124
 125         WARN_ON_ONCE(!PAGE_ALIGNED(size));
 126
 127         if (is_swiotlb_for_alloc(dev))
 128                 return dma_direct_alloc_swiotlb(dev, size);
 129
 130         gfp |= dma_direct_optimal_gfp_mask(dev, &phys_limit);
 131         page = dma_alloc_contiguous(dev, size, gfp);
 132         if (page) {
 133                 if (!dma_coherent_ok(dev, page_to_phys(page), size) ||
 134                     (!allow_highmem && PageHighMem(page))) {
 135                         dma_free_contiguous(dev, page, size);
 136                         page = NULL;
 137                 }
 138         }
 139 again:
 140         if (!page)
 141                 page = alloc_pages_node(node, gfp, get_order(size));
 142         if (page && !dma_coherent_ok(dev, page_to_phys(page), size)) {
 143                 dma_free_contiguous(dev, page, size);
 144                 page = NULL;
 145
 146                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA32) &&
 147                     phys_limit < DMA_BIT_MASK(64) &&
 148                     !(gfp & (GFP_DMA32 | GFP_DMA))) {
 149                         gfp |= GFP_DMA32;
 150                         goto again;
 151                 }
 152
 153                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && !(gfp & GFP_DMA)) {
 154                         gfp = (gfp & ~GFP_DMA32) | GFP_DMA;
 155                         goto again;
 156                 }
 157         }
 158
 159         return page;
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Check if a potentially blocking operations needs to dip into the atomic
 164  * pools for the given device/gfp.
 165  */
 166 static bool dma_direct_use_pool(struct device *dev, gfp_t gfp)
 167 {
 168         return !gfpflags_allow_blocking(gfp) && !is_swiotlb_for_alloc(dev);
 169 }
 170
 171 static void *dma_direct_alloc_from_pool(struct device *dev, size_t size,
 172                 dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp)
 173 {
 174         struct page *page;
 175         u64 phys_limit;
 176         void *ret;
 177
 178         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_DMA_COHERENT_POOL)))
 179                 return NULL;
 180
 181         gfp |= dma_direct_optimal_gfp_mask(dev, &phys_limit);
 182         page = dma_alloc_from_pool(dev, size, &ret, gfp, dma_coherent_ok);
 183         if (!page)
 184                 return NULL;
 185         *dma_handle = phys_to_dma_direct(dev, page_to_phys(page));
 186         return ret;
 187 }
 188
 189 static void *dma_direct_alloc_no_mapping(struct device *dev, size_t size,
 190                 dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp)
 191 {
 192         struct page *page;
 193
 194         page = __dma_direct_alloc_pages(dev, size, gfp & ~__GFP_ZERO, true);
 195         if (!page)
 196                 return NULL;
 197
 198         /* remove any dirty cache lines on the kernel alias */
 199         if (!PageHighMem(page))
 200                 arch_dma_prep_coherent(page, size);
 201
 202         /* return the page pointer as the opaque cookie */
 203         *dma_handle = phys_to_dma_direct(dev, page_to_phys(page));
 204         return page;
 205 }
 206
 207 void *dma_direct_alloc(struct device *dev, size_t size,
 208                 dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
 209 {
 210         bool remap = false, set_uncached = false;
 211         struct page *page;
 212         void *ret;
 213
 214         size = PAGE_ALIGN(size);
 215         if (attrs & DMA_ATTR_NO_WARN)
 216                 gfp |= __GFP_NOWARN;
 217
 218         if ((attrs & DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING) &&
 219             !force_dma_unencrypted(dev) && !is_swiotlb_for_alloc(dev))
 220                 return dma_direct_alloc_no_mapping(dev, size, dma_handle, gfp);
 221
 222         if (!dev_is_dma_coherent(dev)) {
 223                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_DMA_ALLOC) &&
 224                     !is_swiotlb_for_alloc(dev))
 225                         return arch_dma_alloc(dev, size, dma_handle, gfp,
 226                                               attrs);
 227
 228                 /*
 229                  * If there is a global pool, always allocate from it for
 230                  * non-coherent devices.
 231                  */
 232                 if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_GLOBAL_POOL))
 233                         return dma_alloc_from_global_coherent(dev, size,
 234                                         dma_handle);
 235
 236                 /*
 237                  * Otherwise we require the architecture to either be able to
 238                  * mark arbitrary parts of the kernel direct mapping uncached,
 239                  * or remapped it uncached.
 240                  */
 241                 set_uncached = IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_DMA_SET_UNCACHED);
 242                 remap = IS_ENABLED(CONFIG_DMA_DIRECT_REMAP);
 243                 if (!set_uncached && !remap) {
 244                         pr_warn_once("coherent DMA allocations not supported on this platform.\n");
 245                         return NULL;
 246                 }
 247         }
 248
 249         /*
 250          * Remapping or decrypting memory may block, allocate the memory from
 251          * the atomic pools instead if we aren't allowed block.
 252          */
 253         if ((remap || force_dma_unencrypted(dev)) &&
 254             dma_direct_use_pool(dev, gfp))
 255                 return dma_direct_alloc_from_pool(dev, size, dma_handle, gfp);
 256
 257         /* we always manually zero the memory once we are done */
 258         page = __dma_direct_alloc_pages(dev, size, gfp & ~__GFP_ZERO, true);
 259         if (!page)
 260                 return NULL;
 261
 262         /*
 263          * dma_alloc_contiguous can return highmem pages depending on a
 264          * combination the cma= arguments and per-arch setup.  These need to be
 265          * remapped to return a kernel virtual address.
 266          */
 267         if (PageHighMem(page)) {
 268                 remap = true;
 269                 set_uncached = false;
 270         }
 271
 272         if (remap) {
 273                 pgprot_t prot = dma_pgprot(dev, PAGE_KERNEL, attrs);
 274
 275                 if (force_dma_unencrypted(dev))
 276                         prot = pgprot_decrypted(prot);
 277
 278                 /* remove any dirty cache lines on the kernel alias */
 279                 arch_dma_prep_coherent(page, size);
 280
 281                 /* create a coherent mapping */
 282                 ret = dma_common_contiguous_remap(page, size, prot,
 283                                 __builtin_return_address(0));
 284                 if (!ret)
 285                         goto out_free_pages;
 286         } else {
 287                 ret = page_address(page);
 288                 if (dma_set_decrypted(dev, ret, size))
 289                         goto out_leak_pages;
 290         }
 291
 292         memset(ret, 0, size);
 293
 294         if (set_uncached) {
 295                 arch_dma_prep_coherent(page, size);
 296                 ret = arch_dma_set_uncached(ret, size);
 297                 if (IS_ERR(ret))
 298                         goto out_encrypt_pages;
 299         }
 300
 301         *dma_handle = phys_to_dma_direct(dev, page_to_phys(page));
 302         return ret;
 303
 304 out_encrypt_pages:
 305         if (dma_set_encrypted(dev, page_address(page), size))
 306                 return NULL;
 307 out_free_pages:
 308         __dma_direct_free_pages(dev, page, size);
 309         return NULL;
 310 out_leak_pages:
 311         return NULL;
 312 }
 313
 314 void dma_direct_free(struct device *dev, size_t size,
 315                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, unsigned long attrs)
 316 {
 317         unsigned int page_order = get_order(size);
 318
 319         if ((attrs & DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING) &&
 320             !force_dma_unencrypted(dev) && !is_swiotlb_for_alloc(dev)) {
 321                 /* cpu_addr is a struct page cookie, not a kernel address */
 322                 dma_free_contiguous(dev, cpu_addr, size);
 323                 return;
 324         }
 325
 326         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_DMA_ALLOC) &&
 327             !dev_is_dma_coherent(dev) &&
 328             !is_swiotlb_for_alloc(dev)) {
 329                 arch_dma_free(dev, size, cpu_addr, dma_addr, attrs);
 330                 return;
 331         }
 332
 333         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_GLOBAL_POOL) &&
 334             !dev_is_dma_coherent(dev)) {
 335                 if (!dma_release_from_global_coherent(page_order, cpu_addr))
 336                         WARN_ON_ONCE(1);
 337                 return;
 338         }
 339
 340         /* If cpu_addr is not from an atomic pool, dma_free_from_pool() fails */
 341         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_COHERENT_POOL) &&
 342             dma_free_from_pool(dev, cpu_addr, PAGE_ALIGN(size)))
 343                 return;
 344
 345         if (is_vmalloc_addr(cpu_addr)) {
 346                 vunmap(cpu_addr);
 347         } else {
 348                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_DMA_CLEAR_UNCACHED))
 349                         arch_dma_clear_uncached(cpu_addr, size);
 350                 if (dma_set_encrypted(dev, cpu_addr, size))
 351                         return;
 352         }
 353
 354         __dma_direct_free_pages(dev, dma_direct_to_page(dev, dma_addr), size);
 355 }
 356
 357 struct page *dma_direct_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
 358                 dma_addr_t *dma_handle, enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp)
 359 {
 360         struct page *page;
 361         void *ret;
 362
 363         if (force_dma_unencrypted(dev) && dma_direct_use_pool(dev, gfp))
 364                 return dma_direct_alloc_from_pool(dev, size, dma_handle, gfp);
 365
 366         page = __dma_direct_alloc_pages(dev, size, gfp, false);
 367         if (!page)
 368                 return NULL;
 369
 370         ret = page_address(page);
 371         if (dma_set_decrypted(dev, ret, size))
 372                 goto out_leak_pages;
 373         memset(ret, 0, size);
 374         *dma_handle = phys_to_dma_direct(dev, page_to_phys(page));
 375         return page;
 376 out_leak_pages:
 377         return NULL;
 378 }
 379
 380 void dma_direct_free_pages(struct device *dev, size_t size,
 381                 struct page *page, dma_addr_t dma_addr,
 382                 enum dma_data_direction dir)
 383 {
 384         void *vaddr = page_address(page);
 385
 386         /* If cpu_addr is not from an atomic pool, dma_free_from_pool() fails */
 387         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_COHERENT_POOL) &&
 388             dma_free_from_pool(dev, vaddr, size))
 389                 return;
 390
 391         if (dma_set_encrypted(dev, vaddr, size))
 392                 return;
 393         __dma_direct_free_pages(dev, page, size);
 394 }
 395
 396 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_DEVICE) || \
 397     defined(CONFIG_SWIOTLB)
 398 void dma_direct_sync_sg_for_device(struct device *dev,
 399                 struct scatterlist *sgl, int nents, enum dma_data_direction dir)
 400 {
 401         struct scatterlist *sg;
 402         int i;
 403
 404         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
 405                 phys_addr_t paddr = dma_to_phys(dev, sg_dma_address(sg));
 406
 407                 if (unlikely(is_swiotlb_buffer(dev, paddr)))
 408                         swiotlb_sync_single_for_device(dev, paddr, sg->length,
 409                                                        dir);
 410
 411                 if (!dev_is_dma_coherent(dev))
 412                         arch_sync_dma_for_device(paddr, sg->length,
 413                                         dir);
 414         }
 415 }
 416 #endif
 417
 418 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU) || \
 419     defined(CONFIG_ARCH_HAS_SYNC_DMA_FOR_CPU_ALL) || \
 420     defined(CONFIG_SWIOTLB)
 421 void dma_direct_sync_sg_for_cpu(struct device *dev,
 422                 struct scatterlist *sgl, int nents, enum dma_data_direction dir)
 423 {
 424         struct scatterlist *sg;
 425         int i;
 426
 427         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
 428                 phys_addr_t paddr = dma_to_phys(dev, sg_dma_address(sg));
 429
 430                 if (!dev_is_dma_coherent(dev))
 431                         arch_sync_dma_for_cpu(paddr, sg->length, dir);
 432
 433                 if (unlikely(is_swiotlb_buffer(dev, paddr)))
 434                         swiotlb_sync_single_for_cpu(dev, paddr, sg->length,
 435                                                     dir);
 436
 437                 if (dir == DMA_FROM_DEVICE)
 438                         arch_dma_mark_clean(paddr, sg->length);
 439         }
 440
 441         if (!dev_is_dma_coherent(dev))
 442                 arch_sync_dma_for_cpu_all();
 443 }
 444
 445 /*
 446  * Unmaps segments, except for ones marked as pci_p2pdma which do not
 447  * require any further action as they contain a bus address.
 448  */
 449 void dma_direct_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
 450                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 451 {
 452         struct scatterlist *sg;
 453         int i;
 454
 455         for_each_sg(sgl,  sg, nents, i) {
 456                 if (sg_dma_is_bus_address(sg))
 457                         sg_dma_unmark_bus_address(sg);
 458                 else
 459                         dma_direct_unmap_page(dev, sg->dma_address,
 460                                               sg_dma_len(sg), dir, attrs);
 461         }
 462 }
 463 #endif
 464
 465 int dma_direct_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sgl, int nents,
 466                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 467 {
 468         struct pci_p2pdma_map_state p2pdma_state = {};
 469         enum pci_p2pdma_map_type map;
 470         struct scatterlist *sg;
 471         int i, ret;
 472
 473         for_each_sg(sgl, sg, nents, i) {
 474                 if (is_pci_p2pdma_page(sg_page(sg))) {
 475                         map = pci_p2pdma_map_segment(&p2pdma_state, dev, sg);
 476                         switch (map) {
 477                         case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
 478                                 continue;
 479                         case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
 480                                 /*
 481                                  * Any P2P mapping that traverses the PCI
 482                                  * host bridge must be mapped with CPU physical
 483                                  * address and not PCI bus addresses. This is
 484                                  * done with dma_direct_map_page() below.
 485                                  */
 486                                 break;
 487                         default:
 488                                 ret = -EREMOTEIO;
 489                                 goto out_unmap;
 490                         }
 491                 }
 492
 493                 sg->dma_address = dma_direct_map_page(dev, sg_page(sg),
 494                                 sg->offset, sg->length, dir, attrs);
 495                 if (sg->dma_address == DMA_MAPPING_ERROR) {
 496                         ret = -EIO;
 497                         goto out_unmap;
 498                 }
 499                 sg_dma_len(sg) = sg->length;
 500         }
 501
 502         return nents;
 503
 504 out_unmap:
 505         dma_direct_unmap_sg(dev, sgl, i, dir, attrs | DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 506         return ret;
 507 }
 508
 509 dma_addr_t dma_direct_map_resource(struct device *dev, phys_addr_t paddr,
 510                 size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 511 {
 512         dma_addr_t dma_addr = paddr;
 513
 514         if (unlikely(!dma_capable(dev, dma_addr, size, false))) {
 515                 dev_err_once(dev,
 516                              "DMA addr %pad+%zu overflow (mask %llx, bus limit %llx).\n",
 517                              &dma_addr, size, *dev->dma_mask, dev->bus_dma_limit);
 518                 WARN_ON_ONCE(1);
 519                 return DMA_MAPPING_ERROR;
 520         }
 521
 522         return dma_addr;
 523 }
 524
 525 int dma_direct_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 526                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 527                 unsigned long attrs)
 528 {
 529         struct page *page = dma_direct_to_page(dev, dma_addr);
 530         int ret;
 531
 532         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 533         if (!ret)
 534                 sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 535         return ret;
 536 }
 537
 538 bool dma_direct_can_mmap(struct device *dev)
 539 {
 540         return dev_is_dma_coherent(dev) ||
 541                 IS_ENABLED(CONFIG_DMA_NONCOHERENT_MMAP);
 542 }
 543
 544 int dma_direct_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 545                 void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 546                 unsigned long attrs)
 547 {
 548         unsigned long user_count = vma_pages(vma);
 549         unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 550         unsigned long pfn = PHYS_PFN(dma_to_phys(dev, dma_addr));
 551         int ret = -ENXIO;
 552
 553         vma->vm_page_prot = dma_pgprot(dev, vma->vm_page_prot, attrs);
 554         if (force_dma_unencrypted(dev))
 555                 vma->vm_page_prot = pgprot_decrypted(vma->vm_page_prot);
 556
 557         if (dma_mmap_from_dev_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 558                 return ret;
 559         if (dma_mmap_from_global_coherent(vma, cpu_addr, size, &ret))
 560                 return ret;
 561
 562         if (vma->vm_pgoff >= count || user_count > count - vma->vm_pgoff)
 563                 return -ENXIO;
 564         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn + vma->vm_pgoff,
 565                         user_count << PAGE_SHIFT, vma->vm_page_prot);
 566 }
 567
 568 int dma_direct_supported(struct device *dev, u64 mask)
 569 {
 570         u64 min_mask = (max_pfn - 1) << PAGE_SHIFT;
 571
 572         /*
 573          * Because 32-bit DMA masks are so common we expect every architecture
 574          * to be able to satisfy them - either by not supporting more physical
 575          * memory, or by providing a ZONE_DMA32.  If neither is the case, the
 576          * architecture needs to use an IOMMU instead of the direct mapping.
 577          */
 578         if (mask >= DMA_BIT_MASK(32))
 579                 return 1;
 580
 581         /*
 582          * This check needs to be against the actual bit mask value, so use
 583          * phys_to_dma_unencrypted() here so that the SME encryption mask isn't
 584          * part of the check.
 585          */
 586         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA))
 587                 min_mask = min_t(u64, min_mask, DMA_BIT_MASK(zone_dma_bits));
 588         return mask >= phys_to_dma_unencrypted(dev, min_mask);
 589 }
 590
 591 /*
 592  * To check whether all ram resource ranges are covered by dma range map
 593  * Returns 0 when further check is needed
 594  * Returns 1 if there is some RAM range can't be covered by dma_range_map
 595  */
 596 static int check_ram_in_range_map(unsigned long start_pfn,
 597                                   unsigned long nr_pages, void *data)
 598 {
 599         unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
 600         const struct bus_dma_region *bdr = NULL;
 601         const struct bus_dma_region *m;
 602         struct device *dev = data;
 603
 604         while (start_pfn < end_pfn) {
 605                 for (m = dev->dma_range_map; PFN_DOWN(m->size); m++) {
 606                         unsigned long cpu_start_pfn = PFN_DOWN(m->cpu_start);
 607
 608                         if (start_pfn >= cpu_start_pfn &&
 609                             start_pfn - cpu_start_pfn < PFN_DOWN(m->size)) {
 610                                 bdr = m;
 611                                 break;
 612                         }
 613                 }
 614                 if (!bdr)
 615                         return 1;
 616
 617                 start_pfn = PFN_DOWN(bdr->cpu_start) + PFN_DOWN(bdr->size);
 618         }
 619
 620         return 0;
 621 }
 622
 623 bool dma_direct_all_ram_mapped(struct device *dev)
 624 {
 625         if (!dev->dma_range_map)
 626                 return true;
 627         return !walk_system_ram_range(0, PFN_DOWN(ULONG_MAX) + 1, dev,
 628                                       check_ram_in_range_map);
 629 }
 630
 631 size_t dma_direct_max_mapping_size(struct device *dev)
 632 {
 633         /* If SWIOTLB is active, use its maximum mapping size */
 634         if (is_swiotlb_active(dev) &&
 635             (dma_addressing_limited(dev) || is_swiotlb_force_bounce(dev)))
 636                 return swiotlb_max_mapping_size(dev);
 637         return SIZE_MAX;
 638 }
 639
 640 bool dma_direct_need_sync(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 641 {
 642         return !dev_is_dma_coherent(dev) ||
 643                is_swiotlb_buffer(dev, dma_to_phys(dev, dma_addr));
 644 }
 645
 646 /**
 647  * dma_direct_set_offset - Assign scalar offset for a single DMA range.
 648  * @dev:        device pointer; needed to "own" the alloced memory.
 649  * @cpu_start:  beginning of memory region covered by this offset.
 650  * @dma_start:  beginning of DMA/PCI region covered by this offset.
 651  * @size:       size of the region.
 652  *
 653  * This is for the simple case of a uniform offset which cannot
 654  * be discovered by "dma-ranges".
 655  *
 656  * It returns -ENOMEM if out of memory, -EINVAL if a map
 657  * already exists, 0 otherwise.
 658  *
 659  * Note: any call to this from a driver is a bug.  The mapping needs
 660  * to be described by the device tree or other firmware interfaces.
 661  */
 662 int dma_direct_set_offset(struct device *dev, phys_addr_t cpu_start,
 663                          dma_addr_t dma_start, u64 size)
 664 {
 665         struct bus_dma_region *map;
 666         u64 offset = (u64)cpu_start - (u64)dma_start;
 667
 668         if (dev->dma_range_map) {
 669                 dev_err(dev, "attempt to add DMA range to existing map\n");
 670                 return -EINVAL;
 671         }
 672
 673         if (!offset)
 674                 return 0;
 675
 676         map = kcalloc(2, sizeof(*map), GFP_KERNEL);
 677         if (!map)
 678                 return -ENOMEM;
 679         map[0].cpu_start = cpu_start;
 680         map[0].dma_start = dma_start;
 681         map[0].size = size;
 682         dev->dma_range_map = map;
 683         return 0;
 684 }