arch/x86/kernel/pci-dma.c

   1 #include <linux/dma-mapping.h>
   2 #include <linux/dmar.h>
   3 #include <linux/bootmem.h>
   4 #include <linux/pci.h>
   5
   6 #include <asm/proto.h>
   7 #include <asm/dma.h>
   8 #include <asm/iommu.h>
   9 #include <asm/calgary.h>
  10 #include <asm/amd_iommu.h>
  11
  12 static int forbid_dac __read_mostly;
  13
  14 struct dma_mapping_ops *dma_ops;
  15 EXPORT_SYMBOL(dma_ops);
  16
  17 static int iommu_sac_force __read_mostly;
  18
  19 #ifdef CONFIG_IOMMU_DEBUG
  20 int panic_on_overflow __read_mostly = 1;
  21 int force_iommu __read_mostly = 1;
  22 #else
  23 int panic_on_overflow __read_mostly = 0;
  24 int force_iommu __read_mostly = 0;
  25 #endif
  26
  27 int iommu_merge __read_mostly = 0;
  28
  29 int no_iommu __read_mostly;
  30 /* Set this to 1 if there is a HW IOMMU in the system */
  31 int iommu_detected __read_mostly = 0;
  32
  33 /* This tells the BIO block layer to assume merging. Default to off
  34    because we cannot guarantee merging later. */
  35 int iommu_bio_merge __read_mostly = 0;
  36 EXPORT_SYMBOL(iommu_bio_merge);
  37
  38 dma_addr_t bad_dma_address __read_mostly = 0;
  39 EXPORT_SYMBOL(bad_dma_address);
  40
  41 /* Dummy device used for NULL arguments (normally ISA). Better would
  42    be probably a smaller DMA mask, but this is bug-to-bug compatible
  43    to older i386. */
  44 struct device fallback_dev = {
  45         .bus_id = "fallback device",
  46         .coherent_dma_mask = DMA_32BIT_MASK,
  47         .dma_mask = &fallback_dev.coherent_dma_mask,
  48 };
  49
  50 int dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask)
  51 {
  52         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, mask))
  53                 return -EIO;
  54
  55         *dev->dma_mask = mask;
  56
  57         return 0;
  58 }
  59 EXPORT_SYMBOL(dma_set_mask);
  60
  61 #ifdef CONFIG_X86_64
  62 static __initdata void *dma32_bootmem_ptr;
  63 static unsigned long dma32_bootmem_size __initdata = (128ULL<<20);
  64
  65 static int __init parse_dma32_size_opt(char *p)
  66 {
  67         if (!p)
  68                 return -EINVAL;
  69         dma32_bootmem_size = memparse(p, &p);
  70         return 0;
  71 }
  72 early_param("dma32_size", parse_dma32_size_opt);
  73
  74 void __init dma32_reserve_bootmem(void)
  75 {
  76         unsigned long size, align;
  77         if (max_pfn <= MAX_DMA32_PFN)
  78                 return;
  79
  80         /*
  81          * check aperture_64.c allocate_aperture() for reason about
  82          * using 512M as goal
  83          */
  84         align = 64ULL<<20;
  85         size = round_up(dma32_bootmem_size, align);
  86         dma32_bootmem_ptr = __alloc_bootmem_nopanic(size, align,
  87                                  512ULL<<20);
  88         if (dma32_bootmem_ptr)
  89                 dma32_bootmem_size = size;
  90         else
  91                 dma32_bootmem_size = 0;
  92 }
  93 static void __init dma32_free_bootmem(void)
  94 {
  95
  96         if (max_pfn <= MAX_DMA32_PFN)
  97                 return;
  98
  99         if (!dma32_bootmem_ptr)
 100                 return;
 101
 102         free_bootmem(__pa(dma32_bootmem_ptr), dma32_bootmem_size);
 103
 104         dma32_bootmem_ptr = NULL;
 105         dma32_bootmem_size = 0;
 106 }
 107
 108 void __init pci_iommu_alloc(void)
 109 {
 110         /* free the range so iommu could get some range less than 4G */
 111         dma32_free_bootmem();
 112         /*
 113          * The order of these functions is important for
 114          * fall-back/fail-over reasons
 115          */
 116         gart_iommu_hole_init();
 117
 118         detect_calgary();
 119
 120         detect_intel_iommu();
 121
 122         amd_iommu_detect();
 123
 124         pci_swiotlb_init();
 125 }
 126
 127 unsigned long iommu_num_pages(unsigned long addr, unsigned long len)
 128 {
 129         unsigned long size = roundup((addr & ~PAGE_MASK) + len, PAGE_SIZE);
 130
 131         return size >> PAGE_SHIFT;
 132 }
 133 EXPORT_SYMBOL(iommu_num_pages);
 134 #endif
 135
 136 /*
 137  * See <Documentation/x86_64/boot-options.txt> for the iommu kernel parameter
 138  * documentation.
 139  */
 140 static __init int iommu_setup(char *p)
 141 {
 142         iommu_merge = 1;
 143
 144         if (!p)
 145                 return -EINVAL;
 146
 147         while (*p) {
 148                 if (!strncmp(p, "off", 3))
 149                         no_iommu = 1;
 150                 /* gart_parse_options has more force support */
 151                 if (!strncmp(p, "force", 5))
 152                         force_iommu = 1;
 153                 if (!strncmp(p, "noforce", 7)) {
 154                         iommu_merge = 0;
 155                         force_iommu = 0;
 156                 }
 157
 158                 if (!strncmp(p, "biomerge", 8)) {
 159                         iommu_bio_merge = 4096;
 160                         iommu_merge = 1;
 161                         force_iommu = 1;
 162                 }
 163                 if (!strncmp(p, "panic", 5))
 164                         panic_on_overflow = 1;
 165                 if (!strncmp(p, "nopanic", 7))
 166                         panic_on_overflow = 0;
 167                 if (!strncmp(p, "merge", 5)) {
 168                         iommu_merge = 1;
 169                         force_iommu = 1;
 170                 }
 171                 if (!strncmp(p, "nomerge", 7))
 172                         iommu_merge = 0;
 173                 if (!strncmp(p, "forcesac", 8))
 174                         iommu_sac_force = 1;
 175                 if (!strncmp(p, "allowdac", 8))
 176                         forbid_dac = 0;
 177                 if (!strncmp(p, "nodac", 5))
 178                         forbid_dac = -1;
 179                 if (!strncmp(p, "usedac", 6)) {
 180                         forbid_dac = -1;
 181                         return 1;
 182                 }
 183 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 184                 if (!strncmp(p, "soft", 4))
 185                         swiotlb = 1;
 186 #endif
 187
 188                 gart_parse_options(p);
 189
 190 #ifdef CONFIG_CALGARY_IOMMU
 191                 if (!strncmp(p, "calgary", 7))
 192                         use_calgary = 1;
 193 #endif /* CONFIG_CALGARY_IOMMU */
 194
 195                 p += strcspn(p, ",");
 196                 if (*p == ',')
 197                         ++p;
 198         }
 199         return 0;
 200 }
 201 early_param("iommu", iommu_setup);
 202
 203 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 204 {
 205         struct dma_mapping_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 206
 207 #ifdef CONFIG_PCI
 208         if (mask > 0xffffffff && forbid_dac > 0) {
 209                 dev_info(dev, "PCI: Disallowing DAC for device\n");
 210                 return 0;
 211         }
 212 #endif
 213
 214         if (ops->dma_supported)
 215                 return ops->dma_supported(dev, mask);
 216
 217         /* Copied from i386. Doesn't make much sense, because it will
 218            only work for pci_alloc_coherent.
 219            The caller just has to use GFP_DMA in this case. */
 220         if (mask < DMA_24BIT_MASK)
 221                 return 0;
 222
 223         /* Tell the device to use SAC when IOMMU force is on.  This
 224            allows the driver to use cheaper accesses in some cases.
 225
 226            Problem with this is that if we overflow the IOMMU area and
 227            return DAC as fallback address the device may not handle it
 228            correctly.
 229
 230            As a special case some controllers have a 39bit address
 231            mode that is as efficient as 32bit (aic79xx). Don't force
 232            SAC for these.  Assume all masks <= 40 bits are of this
 233            type. Normally this doesn't make any difference, but gives
 234            more gentle handling of IOMMU overflow. */
 235         if (iommu_sac_force && (mask >= DMA_40BIT_MASK)) {
 236                 dev_info(dev, "Force SAC with mask %Lx\n", mask);
 237                 return 0;
 238         }
 239
 240         return 1;
 241 }
 242 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
 243
 244 /*
 245  * Allocate memory for a coherent mapping.
 246  */
 247         void *
 248 dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
 249                    gfp_t gfp)
 250 {
 251         struct dma_mapping_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 252         void *memory;
 253
 254         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, dma_handle, &memory))
 255                 return memory;
 256
 257         if (!dev) {
 258                 dev = &fallback_dev;
 259                 gfp |= GFP_DMA;
 260         }
 261
 262         if (ops->alloc_coherent)
 263                 return ops->alloc_coherent(dev, size,
 264                                 dma_handle, gfp);
 265         return NULL;
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL(dma_alloc_coherent);
 268
 269 /*
 270  * Unmap coherent memory.
 271  * The caller must ensure that the device has finished accessing the mapping.
 272  */
 273 void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
 274                        void *vaddr, dma_addr_t bus)
 275 {
 276         struct dma_mapping_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 277
 278         WARN_ON(irqs_disabled());       /* for portability */
 279
 280         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), vaddr))
 281                 return;
 282
 283         if (ops->free_coherent)
 284                 ops->free_coherent(dev, size, vaddr, bus);
 285 }
 286 EXPORT_SYMBOL(dma_free_coherent);
 287
 288 static int __init pci_iommu_init(void)
 289 {
 290         calgary_iommu_init();
 291
 292         intel_iommu_init();
 293
 294         amd_iommu_init();
 295
 296         gart_iommu_init();
 297
 298         no_iommu_init();
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 void pci_iommu_shutdown(void)
 303 {
 304         gart_iommu_shutdown();
 305 }
 306 /* Must execute after PCI subsystem */
 307 fs_initcall(pci_iommu_init);
 308
 309 #ifdef CONFIG_PCI
 310 /* Many VIA bridges seem to corrupt data for DAC. Disable it here */
 311
 312 static __devinit void via_no_dac(struct pci_dev *dev)
 313 {
 314         if ((dev->class >> 8) == PCI_CLASS_BRIDGE_PCI && forbid_dac == 0) {
 315                 printk(KERN_INFO "PCI: VIA PCI bridge detected."
 316                                  "Disabling DAC.\n");
 317                 forbid_dac = 1;
 318         }
 319 }
 320 DECLARE_PCI_FIXUP_FINAL(PCI_VENDOR_ID_VIA, PCI_ANY_ID, via_no_dac);
 321 #endif