Documentation/DMA-API.txt

   1                Dynamic DMA mapping using the generic device
   2                ============================================
   3
   4         James E.J. Bottomley <James.Bottomley@HansenPartnership.com>
   5
   6 This document describes the DMA API.  For a more gentle introduction
   7 phrased in terms of the pci_ equivalents (and actual examples) see
   8 Documentation/PCI/PCI-DMA-mapping.txt.
   9
  10 This API is split into two pieces.  Part I describes the API and the
  11 corresponding pci_ API.  Part II describes the extensions to the API
  12 for supporting non-consistent memory machines.  Unless you know that
  13 your driver absolutely has to support non-consistent platforms (this
  14 is usually only legacy platforms) you should only use the API
  15 described in part I.
  16
  17 Part I - pci_ and dma_ Equivalent API
  18 -------------------------------------
  19
  20 To get the pci_ API, you must #include <linux/pci.h>
  21 To get the dma_ API, you must #include <linux/dma-mapping.h>
  22
  23
  24 Part Ia - Using large dma-coherent buffers
  25 ------------------------------------------
  26
  27 void *
  28 dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
  29                              dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag)
  30 void *
  31 pci_alloc_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size,
  32                              dma_addr_t *dma_handle)
  33
  34 Consistent memory is memory for which a write by either the device or
  35 the processor can immediately be read by the processor or device
  36 without having to worry about caching effects.  (You may however need
  37 to make sure to flush the processor's write buffers before telling
  38 devices to read that memory.)
  39
  40 This routine allocates a region of <size> bytes of consistent memory.
  41 It also returns a <dma_handle> which may be cast to an unsigned
  42 integer the same width as the bus and used as the physical address
  43 base of the region.
  44
  45 Returns: a pointer to the allocated region (in the processor's virtual
  46 address space) or NULL if the allocation failed.
  47
  48 Note: consistent memory can be expensive on some platforms, and the
  49 minimum allocation length may be as big as a page, so you should
  50 consolidate your requests for consistent memory as much as possible.
  51 The simplest way to do that is to use the dma_pool calls (see below).
  52
  53 The flag parameter (dma_alloc_coherent only) allows the caller to
  54 specify the GFP_ flags (see kmalloc) for the allocation (the
  55 implementation may choose to ignore flags that affect the location of
  56 the returned memory, like GFP_DMA).  For pci_alloc_consistent, you
  57 must assume GFP_ATOMIC behaviour.
  58
  59 void
  60 dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
  61                            dma_addr_t dma_handle)
  62 void
  63 pci_free_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size, void *cpu_addr,
  64                            dma_addr_t dma_handle)
  65
  66 Free the region of consistent memory you previously allocated.  dev,
  67 size and dma_handle must all be the same as those passed into the
  68 consistent allocate.  cpu_addr must be the virtual address returned by
  69 the consistent allocate.
  70
  71 Note that unlike their sibling allocation calls, these routines
  72 may only be called with IRQs enabled.
  73
  74
  75 Part Ib - Using small dma-coherent buffers
  76 ------------------------------------------
  77
  78 To get this part of the dma_ API, you must #include <linux/dmapool.h>
  79
  80 Many drivers need lots of small dma-coherent memory regions for DMA
  81 descriptors or I/O buffers.  Rather than allocating in units of a page
  82 or more using dma_alloc_coherent(), you can use DMA pools.  These work
  83 much like a struct kmem_cache, except that they use the dma-coherent allocator,
  84 not __get_free_pages().  Also, they understand common hardware constraints
  85 for alignment, like queue heads needing to be aligned on N-byte boundaries.
  86
  87
  88         struct dma_pool *
  89         dma_pool_create(const char *name, struct device *dev,
  90                         size_t size, size_t align, size_t alloc);
  91
  92         struct pci_pool *
  93         pci_pool_create(const char *name, struct pci_device *dev,
  94                         size_t size, size_t align, size_t alloc);
  95
  96 The pool create() routines initialize a pool of dma-coherent buffers
  97 for use with a given device.  It must be called in a context which
  98 can sleep.
  99
 100 The "name" is for diagnostics (like a struct kmem_cache name); dev and size
 101 are like what you'd pass to dma_alloc_coherent().  The device's hardware
 102 alignment requirement for this type of data is "align" (which is expressed
 103 in bytes, and must be a power of two).  If your device has no boundary
 104 crossing restrictions, pass 0 for alloc; passing 4096 says memory allocated
 105 from this pool must not cross 4KByte boundaries.
 106
 107
 108         void *dma_pool_alloc(struct dma_pool *pool, gfp_t gfp_flags,
 109                         dma_addr_t *dma_handle);
 110
 111         void *pci_pool_alloc(struct pci_pool *pool, gfp_t gfp_flags,
 112                         dma_addr_t *dma_handle);
 113
 114 This allocates memory from the pool; the returned memory will meet the size
 115 and alignment requirements specified at creation time.  Pass GFP_ATOMIC to
 116 prevent blocking, or if it's permitted (not in_interrupt, not holding SMP locks),
 117 pass GFP_KERNEL to allow blocking.  Like dma_alloc_coherent(), this returns
 118 two values:  an address usable by the cpu, and the dma address usable by the
 119 pool's device.
 120
 121
 122         void dma_pool_free(struct dma_pool *pool, void *vaddr,
 123                         dma_addr_t addr);
 124
 125         void pci_pool_free(struct pci_pool *pool, void *vaddr,
 126                         dma_addr_t addr);
 127
 128 This puts memory back into the pool.  The pool is what was passed to
 129 the pool allocation routine; the cpu (vaddr) and dma addresses are what
 130 were returned when that routine allocated the memory being freed.
 131
 132
 133         void dma_pool_destroy(struct dma_pool *pool);
 134
 135         void pci_pool_destroy(struct pci_pool *pool);
 136
 137 The pool destroy() routines free the resources of the pool.  They must be
 138 called in a context which can sleep.  Make sure you've freed all allocated
 139 memory back to the pool before you destroy it.
 140
 141
 142 Part Ic - DMA addressing limitations
 143 ------------------------------------
 144
 145 int
 146 dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 147 int
 148 pci_dma_supported(struct pci_dev *hwdev, u64 mask)
 149
 150 Checks to see if the device can support DMA to the memory described by
 151 mask.
 152
 153 Returns: 1 if it can and 0 if it can't.
 154
 155 Notes: This routine merely tests to see if the mask is possible.  It
 156 won't change the current mask settings.  It is more intended as an
 157 internal API for use by the platform than an external API for use by
 158 driver writers.
 159
 160 int
 161 dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask)
 162 int
 163 pci_set_dma_mask(struct pci_device *dev, u64 mask)
 164
 165 Checks to see if the mask is possible and updates the device
 166 parameters if it is.
 167
 168 Returns: 0 if successful and a negative error if not.
 169
 170 u64
 171 dma_get_required_mask(struct device *dev)
 172
 173 This API returns the mask that the platform requires to
 174 operate efficiently.  Usually this means the returned mask
 175 is the minimum required to cover all of memory.  Examining the
 176 required mask gives drivers with variable descriptor sizes the
 177 opportunity to use smaller descriptors as necessary.
 178
 179 Requesting the required mask does not alter the current mask.  If you
 180 wish to take advantage of it, you should issue a dma_set_mask()
 181 call to set the mask to the value returned.
 182
 183
 184 Part Id - Streaming DMA mappings
 185 --------------------------------
 186
 187 dma_addr_t
 188 dma_map_single(struct device *dev, void *cpu_addr, size_t size,
 189                       enum dma_data_direction direction)
 190 dma_addr_t
 191 pci_map_single(struct pci_dev *hwdev, void *cpu_addr, size_t size,
 192                       int direction)
 193
 194 Maps a piece of processor virtual memory so it can be accessed by the
 195 device and returns the physical handle of the memory.
 196
 197 The direction for both api's may be converted freely by casting.
 198 However the dma_ API uses a strongly typed enumerator for its
 199 direction:
 200
 201 DMA_NONE                = PCI_DMA_NONE          no direction (used for
 202                                                 debugging)
 203 DMA_TO_DEVICE           = PCI_DMA_TODEVICE      data is going from the
 204                                                 memory to the device
 205 DMA_FROM_DEVICE         = PCI_DMA_FROMDEVICE    data is coming from
 206                                                 the device to the
 207                                                 memory
 208 DMA_BIDIRECTIONAL       = PCI_DMA_BIDIRECTIONAL direction isn't known
 209
 210 Notes:  Not all memory regions in a machine can be mapped by this
 211 API.  Further, regions that appear to be physically contiguous in
 212 kernel virtual space may not be contiguous as physical memory.  Since
 213 this API does not provide any scatter/gather capability, it will fail
 214 if the user tries to map a non-physically contiguous piece of memory.
 215 For this reason, it is recommended that memory mapped by this API be
 216 obtained only from sources which guarantee it to be physically contiguous
 217 (like kmalloc).
 218
 219 Further, the physical address of the memory must be within the
 220 dma_mask of the device (the dma_mask represents a bit mask of the
 221 addressable region for the device.  I.e., if the physical address of
 222 the memory anded with the dma_mask is still equal to the physical
 223 address, then the device can perform DMA to the memory).  In order to
 224 ensure that the memory allocated by kmalloc is within the dma_mask,
 225 the driver may specify various platform-dependent flags to restrict
 226 the physical memory range of the allocation (e.g. on x86, GFP_DMA
 227 guarantees to be within the first 16Mb of available physical memory,
 228 as required by ISA devices).
 229
 230 Note also that the above constraints on physical contiguity and
 231 dma_mask may not apply if the platform has an IOMMU (a device which
 232 supplies a physical to virtual mapping between the I/O memory bus and
 233 the device).  However, to be portable, device driver writers may *not*
 234 assume that such an IOMMU exists.
 235
 236 Warnings:  Memory coherency operates at a granularity called the cache
 237 line width.  In order for memory mapped by this API to operate
 238 correctly, the mapped region must begin exactly on a cache line
 239 boundary and end exactly on one (to prevent two separately mapped
 240 regions from sharing a single cache line).  Since the cache line size
 241 may not be known at compile time, the API will not enforce this
 242 requirement.  Therefore, it is recommended that driver writers who
 243 don't take special care to determine the cache line size at run time
 244 only map virtual regions that begin and end on page boundaries (which
 245 are guaranteed also to be cache line boundaries).
 246
 247 DMA_TO_DEVICE synchronisation must be done after the last modification
 248 of the memory region by the software and before it is handed off to
 249 the driver.  Once this primitive is used, memory covered by this
 250 primitive should be treated as read-only by the device.  If the device
 251 may write to it at any point, it should be DMA_BIDIRECTIONAL (see
 252 below).
 253
 254 DMA_FROM_DEVICE synchronisation must be done before the driver
 255 accesses data that may be changed by the device.  This memory should
 256 be treated as read-only by the driver.  If the driver needs to write
 257 to it at any point, it should be DMA_BIDIRECTIONAL (see below).
 258
 259 DMA_BIDIRECTIONAL requires special handling: it means that the driver
 260 isn't sure if the memory was modified before being handed off to the
 261 device and also isn't sure if the device will also modify it.  Thus,
 262 you must always sync bidirectional memory twice: once before the
 263 memory is handed off to the device (to make sure all memory changes
 264 are flushed from the processor) and once before the data may be
 265 accessed after being used by the device (to make sure any processor
 266 cache lines are updated with data that the device may have changed).
 267
 268 void
 269 dma_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 270                  enum dma_data_direction direction)
 271 void
 272 pci_unmap_single(struct pci_dev *hwdev, dma_addr_t dma_addr,
 273                  size_t size, int direction)
 274
 275 Unmaps the region previously mapped.  All the parameters passed in
 276 must be identical to those passed in (and returned) by the mapping
 277 API.
 278
 279 dma_addr_t
 280 dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 281                     unsigned long offset, size_t size,
 282                     enum dma_data_direction direction)
 283 dma_addr_t
 284 pci_map_page(struct pci_dev *hwdev, struct page *page,
 285                     unsigned long offset, size_t size, int direction)
 286 void
 287 dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_address, size_t size,
 288                enum dma_data_direction direction)
 289 void
 290 pci_unmap_page(struct pci_dev *hwdev, dma_addr_t dma_address,
 291                size_t size, int direction)
 292
 293 API for mapping and unmapping for pages.  All the notes and warnings
 294 for the other mapping APIs apply here.  Also, although the <offset>
 295 and <size> parameters are provided to do partial page mapping, it is
 296 recommended that you never use these unless you really know what the
 297 cache width is.
 298
 299 int
 300 dma_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 301
 302 int
 303 pci_dma_mapping_error(struct pci_dev *hwdev, dma_addr_t dma_addr)
 304
 305 In some circumstances dma_map_single and dma_map_page will fail to create
 306 a mapping. A driver can check for these errors by testing the returned
 307 dma address with dma_mapping_error(). A non-zero return value means the mapping
 308 could not be created and the driver should take appropriate action (e.g.
 309 reduce current DMA mapping usage or delay and try again later).
 310
 311         int
 312         dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 313                 int nents, enum dma_data_direction direction)
 314         int
 315         pci_map_sg(struct pci_dev *hwdev, struct scatterlist *sg,
 316                 int nents, int direction)
 317
 318 Returns: the number of physical segments mapped (this may be shorter
 319 than <nents> passed in if some elements of the scatter/gather list are
 320 physically or virtually adjacent and an IOMMU maps them with a single
 321 entry).
 322
 323 Please note that the sg cannot be mapped again if it has been mapped once.
 324 The mapping process is allowed to destroy information in the sg.
 325
 326 As with the other mapping interfaces, dma_map_sg can fail. When it
 327 does, 0 is returned and a driver must take appropriate action. It is
 328 critical that the driver do something, in the case of a block driver
 329 aborting the request or even oopsing is better than doing nothing and
 330 corrupting the filesystem.
 331
 332 With scatterlists, you use the resulting mapping like this:
 333
 334         int i, count = dma_map_sg(dev, sglist, nents, direction);
 335         struct scatterlist *sg;
 336
 337         for_each_sg(sglist, sg, count, i) {
 338                 hw_address[i] = sg_dma_address(sg);
 339                 hw_len[i] = sg_dma_len(sg);
 340         }
 341
 342 where nents is the number of entries in the sglist.
 343
 344 The implementation is free to merge several consecutive sglist entries
 345 into one (e.g. with an IOMMU, or if several pages just happen to be
 346 physically contiguous) and returns the actual number of sg entries it
 347 mapped them to. On failure 0, is returned.
 348
 349 Then you should loop count times (note: this can be less than nents times)
 350 and use sg_dma_address() and sg_dma_len() macros where you previously
 351 accessed sg->address and sg->length as shown above.
 352
 353         void
 354         dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 355                 int nhwentries, enum dma_data_direction direction)
 356         void
 357         pci_unmap_sg(struct pci_dev *hwdev, struct scatterlist *sg,
 358                 int nents, int direction)
 359
 360 Unmap the previously mapped scatter/gather list.  All the parameters
 361 must be the same as those and passed in to the scatter/gather mapping
 362 API.
 363
 364 Note: <nents> must be the number you passed in, *not* the number of
 365 physical entries returned.
 366
 367 void
 368 dma_sync_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle, size_t size,
 369                 enum dma_data_direction direction)
 370 void
 371 pci_dma_sync_single(struct pci_dev *hwdev, dma_addr_t dma_handle,
 372                            size_t size, int direction)
 373 void
 374 dma_sync_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nelems,
 375                           enum dma_data_direction direction)
 376 void
 377 pci_dma_sync_sg(struct pci_dev *hwdev, struct scatterlist *sg,
 378                        int nelems, int direction)
 379
 380 Synchronise a single contiguous or scatter/gather mapping.  All the
 381 parameters must be the same as those passed into the single mapping
 382 API.
 383
 384 Notes:  You must do this:
 385
 386 - Before reading values that have been written by DMA from the device
 387   (use the DMA_FROM_DEVICE direction)
 388 - After writing values that will be written to the device using DMA
 389   (use the DMA_TO_DEVICE) direction
 390 - before *and* after handing memory to the device if the memory is
 391   DMA_BIDIRECTIONAL
 392
 393 See also dma_map_single().
 394
 395 dma_addr_t
 396 dma_map_single_attrs(struct device *dev, void *cpu_addr, size_t size,
 397                      enum dma_data_direction dir,
 398                      struct dma_attrs *attrs)
 399
 400 void
 401 dma_unmap_single_attrs(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
 402                        size_t size, enum dma_data_direction dir,
 403                        struct dma_attrs *attrs)
 404
 405 int
 406 dma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
 407                  int nents, enum dma_data_direction dir,
 408                  struct dma_attrs *attrs)
 409
 410 void
 411 dma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
 412                    int nents, enum dma_data_direction dir,
 413                    struct dma_attrs *attrs)
 414
 415 The four functions above are just like the counterpart functions
 416 without the _attrs suffixes, except that they pass an optional
 417 struct dma_attrs*.
 418
 419 struct dma_attrs encapsulates a set of "dma attributes". For the
 420 definition of struct dma_attrs see linux/dma-attrs.h.
 421
 422 The interpretation of dma attributes is architecture-specific, and
 423 each attribute should be documented in Documentation/DMA-attributes.txt.
 424
 425 If struct dma_attrs* is NULL, the semantics of each of these
 426 functions is identical to those of the corresponding function
 427 without the _attrs suffix. As a result dma_map_single_attrs()
 428 can generally replace dma_map_single(), etc.
 429
 430 As an example of the use of the *_attrs functions, here's how
 431 you could pass an attribute DMA_ATTR_FOO when mapping memory
 432 for DMA:
 433
 434 #include <linux/dma-attrs.h>
 435 /* DMA_ATTR_FOO should be defined in linux/dma-attrs.h and
 436  * documented in Documentation/DMA-attributes.txt */
 437 ...
 438
 439         DEFINE_DMA_ATTRS(attrs);
 440         dma_set_attr(DMA_ATTR_FOO, &attrs);
 441         ....
 442         n = dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, DMA_TO_DEVICE, &attr);
 443         ....
 444
 445 Architectures that care about DMA_ATTR_FOO would check for its
 446 presence in their implementations of the mapping and unmapping
 447 routines, e.g.:
 448
 449 void whizco_dma_map_sg_attrs(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
 450                              size_t size, enum dma_data_direction dir,
 451                              struct dma_attrs *attrs)
 452 {
 453         ....
 454         int foo =  dma_get_attr(DMA_ATTR_FOO, attrs);
 455         ....
 456         if (foo)
 457                 /* twizzle the frobnozzle */
 458         ....
 459
 460
 461 Part II - Advanced dma_ usage
 462 -----------------------------
 463
 464 Warning: These pieces of the DMA API have no PCI equivalent.  They
 465 should also not be used in the majority of cases, since they cater for
 466 unlikely corner cases that don't belong in usual drivers.
 467
 468 If you don't understand how cache line coherency works between a
 469 processor and an I/O device, you should not be using this part of the
 470 API at all.
 471
 472 void *
 473 dma_alloc_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
 474                                dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag)
 475
 476 Identical to dma_alloc_coherent() except that the platform will
 477 choose to return either consistent or non-consistent memory as it sees
 478 fit.  By using this API, you are guaranteeing to the platform that you
 479 have all the correct and necessary sync points for this memory in the
 480 driver should it choose to return non-consistent memory.
 481
 482 Note: where the platform can return consistent memory, it will
 483 guarantee that the sync points become nops.
 484
 485 Warning:  Handling non-consistent memory is a real pain.  You should
 486 only ever use this API if you positively know your driver will be
 487 required to work on one of the rare (usually non-PCI) architectures
 488 that simply cannot make consistent memory.
 489
 490 void
 491 dma_free_noncoherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 492                               dma_addr_t dma_handle)
 493
 494 Free memory allocated by the nonconsistent API.  All parameters must
 495 be identical to those passed in (and returned by
 496 dma_alloc_noncoherent()).
 497
 498 int
 499 dma_is_consistent(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle)
 500
 501 Returns true if the device dev is performing consistent DMA on the memory
 502 area pointed to by the dma_handle.
 503
 504 int
 505 dma_get_cache_alignment(void)
 506
 507 Returns the processor cache alignment.  This is the absolute minimum
 508 alignment *and* width that you must observe when either mapping
 509 memory or doing partial flushes.
 510
 511 Notes: This API may return a number *larger* than the actual cache
 512 line, but it will guarantee that one or more cache lines fit exactly
 513 into the width returned by this call.  It will also always be a power
 514 of two for easy alignment.
 515
 516 void
 517 dma_sync_single_range(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
 518                       unsigned long offset, size_t size,
 519                       enum dma_data_direction direction)
 520
 521 Does a partial sync, starting at offset and continuing for size.  You
 522 must be careful to observe the cache alignment and width when doing
 523 anything like this.  You must also be extra careful about accessing
 524 memory you intend to sync partially.
 525
 526 void
 527 dma_cache_sync(struct device *dev, void *vaddr, size_t size,
 528                enum dma_data_direction direction)
 529
 530 Do a partial sync of memory that was allocated by
 531 dma_alloc_noncoherent(), starting at virtual address vaddr and
 532 continuing on for size.  Again, you *must* observe the cache line
 533 boundaries when doing this.
 534
 535 int
 536 dma_declare_coherent_memory(struct device *dev, dma_addr_t bus_addr,
 537                             dma_addr_t device_addr, size_t size, int
 538                             flags)
 539
 540 Declare region of memory to be handed out by dma_alloc_coherent when
 541 it's asked for coherent memory for this device.
 542
 543 bus_addr is the physical address to which the memory is currently
 544 assigned in the bus responding region (this will be used by the
 545 platform to perform the mapping).
 546
 547 device_addr is the physical address the device needs to be programmed
 548 with actually to address this memory (this will be handed out as the
 549 dma_addr_t in dma_alloc_coherent()).
 550
 551 size is the size of the area (must be multiples of PAGE_SIZE).
 552
 553 flags can be or'd together and are:
 554
 555 DMA_MEMORY_MAP - request that the memory returned from
 556 dma_alloc_coherent() be directly writable.
 557
 558 DMA_MEMORY_IO - request that the memory returned from
 559 dma_alloc_coherent() be addressable using read/write/memcpy_toio etc.
 560
 561 One or both of these flags must be present.
 562
 563 DMA_MEMORY_INCLUDES_CHILDREN - make the declared memory be allocated by
 564 dma_alloc_coherent of any child devices of this one (for memory residing
 565 on a bridge).
 566
 567 DMA_MEMORY_EXCLUSIVE - only allocate memory from the declared regions.
 568 Do not allow dma_alloc_coherent() to fall back to system memory when
 569 it's out of memory in the declared region.
 570
 571 The return value will be either DMA_MEMORY_MAP or DMA_MEMORY_IO and
 572 must correspond to a passed in flag (i.e. no returning DMA_MEMORY_IO
 573 if only DMA_MEMORY_MAP were passed in) for success or zero for
 574 failure.
 575
 576 Note, for DMA_MEMORY_IO returns, all subsequent memory returned by
 577 dma_alloc_coherent() may no longer be accessed directly, but instead
 578 must be accessed using the correct bus functions.  If your driver
 579 isn't prepared to handle this contingency, it should not specify
 580 DMA_MEMORY_IO in the input flags.
 581
 582 As a simplification for the platforms, only *one* such region of
 583 memory may be declared per device.
 584
 585 For reasons of efficiency, most platforms choose to track the declared
 586 region only at the granularity of a page.  For smaller allocations,
 587 you should use the dma_pool() API.
 588
 589 void
 590 dma_release_declared_memory(struct device *dev)
 591
 592 Remove the memory region previously declared from the system.  This
 593 API performs *no* in-use checking for this region and will return
 594 unconditionally having removed all the required structures.  It is the
 595 driver's job to ensure that no parts of this memory region are
 596 currently in use.
 597
 598 void *
 599 dma_mark_declared_memory_occupied(struct device *dev,
 600                                   dma_addr_t device_addr, size_t size)
 601
 602 This is used to occupy specific regions of the declared space
 603 (dma_alloc_coherent() will hand out the first free region it finds).
 604
 605 device_addr is the *device* address of the region requested.
 606
 607 size is the size (and should be a page-sized multiple).
 608
 609 The return value will be either a pointer to the processor virtual
 610 address of the memory, or an error (via PTR_ERR()) if any part of the
 611 region is occupied.
 612
 613 Part III - Debug drivers use of the DMA-API
 614 -------------------------------------------
 615
 616 The DMA-API as described above as some constraints. DMA addresses must be
 617 released with the corresponding function with the same size for example. With
 618 the advent of hardware IOMMUs it becomes more and more important that drivers
 619 do not violate those constraints. In the worst case such a violation can
 620 result in data corruption up to destroyed filesystems.
 621
 622 To debug drivers and find bugs in the usage of the DMA-API checking code can
 623 be compiled into the kernel which will tell the developer about those
 624 violations. If your architecture supports it you can select the "Enable
 625 debugging of DMA-API usage" option in your kernel configuration. Enabling this
 626 option has a performance impact. Do not enable it in production kernels.
 627
 628 If you boot the resulting kernel will contain code which does some bookkeeping
 629 about what DMA memory was allocated for which device. If this code detects an
 630 error it prints a warning message with some details into your kernel log. An
 631 example warning message may look like this:
 632
 633 ------------[ cut here ]------------
 634 WARNING: at /data2/repos/linux-2.6-iommu/lib/dma-debug.c:448
 635         check_unmap+0x203/0x490()
 636 Hardware name:
 637 forcedeth 0000:00:08.0: DMA-API: device driver frees DMA memory with wrong
 638         function [device address=0x00000000640444be] [size=66 bytes] [mapped as
 639 single] [unmapped as page]
 640 Modules linked in: nfsd exportfs bridge stp llc r8169
 641 Pid: 0, comm: swapper Tainted: G        W  2.6.28-dmatest-09289-g8bb99c0 #1
 642 Call Trace:
 643  <IRQ>  [<ffffffff80240b22>] warn_slowpath+0xf2/0x130
 644  [<ffffffff80647b70>] _spin_unlock+0x10/0x30
 645  [<ffffffff80537e75>] usb_hcd_link_urb_to_ep+0x75/0xc0
 646  [<ffffffff80647c22>] _spin_unlock_irqrestore+0x12/0x40
 647  [<ffffffff8055347f>] ohci_urb_enqueue+0x19f/0x7c0
 648  [<ffffffff80252f96>] queue_work+0x56/0x60
 649  [<ffffffff80237e10>] enqueue_task_fair+0x20/0x50
 650  [<ffffffff80539279>] usb_hcd_submit_urb+0x379/0xbc0
 651  [<ffffffff803b78c3>] cpumask_next_and+0x23/0x40
 652  [<ffffffff80235177>] find_busiest_group+0x207/0x8a0
 653  [<ffffffff8064784f>] _spin_lock_irqsave+0x1f/0x50
 654  [<ffffffff803c7ea3>] check_unmap+0x203/0x490
 655  [<ffffffff803c8259>] debug_dma_unmap_page+0x49/0x50
 656  [<ffffffff80485f26>] nv_tx_done_optimized+0xc6/0x2c0
 657  [<ffffffff80486c13>] nv_nic_irq_optimized+0x73/0x2b0
 658  [<ffffffff8026df84>] handle_IRQ_event+0x34/0x70
 659  [<ffffffff8026ffe9>] handle_edge_irq+0xc9/0x150
 660  [<ffffffff8020e3ab>] do_IRQ+0xcb/0x1c0
 661  [<ffffffff8020c093>] ret_from_intr+0x0/0xa
 662  <EOI> <4>---[ end trace f6435a98e2a38c0e ]---
 663
 664 The driver developer can find the driver and the device including a stacktrace
 665 of the DMA-API call which caused this warning.
 666
 667 Per default only the first error will result in a warning message. All other
 668 errors will only silently counted. This limitation exist to prevent the code
 669 from flooding your kernel log. To support debugging a device driver this can
 670 be disabled via debugfs. See the debugfs interface documentation below for
 671 details.
 672
 673 The debugfs directory for the DMA-API debugging code is called dma-api/. In
 674 this directory the following files can currently be found:
 675
 676         dma-api/all_errors      This file contains a numeric value. If this
 677                                 value is not equal to zero the debugging code
 678                                 will print a warning for every error it finds
 679                                 into the kernel log. Be careful with this
 680                                 option, as it can easily flood your logs.
 681
 682         dma-api/disabled        This read-only file contains the character 'Y'
 683                                 if the debugging code is disabled. This can
 684                                 happen when it runs out of memory or if it was
 685                                 disabled at boot time
 686
 687         dma-api/error_count     This file is read-only and shows the total
 688                                 numbers of errors found.
 689
 690         dma-api/num_errors      The number in this file shows how many
 691                                 warnings will be printed to the kernel log
 692                                 before it stops. This number is initialized to
 693                                 one at system boot and be set by writing into
 694                                 this file
 695
 696         dma-api/min_free_entries
 697                                 This read-only file can be read to get the
 698                                 minimum number of free dma_debug_entries the
 699                                 allocator has ever seen. If this value goes
 700                                 down to zero the code will disable itself
 701                                 because it is not longer reliable.
 702
 703         dma-api/num_free_entries
 704                                 The current number of free dma_debug_entries
 705                                 in the allocator.
 706
 707         dma-api/driver-filter
 708                                 You can write a name of a driver into this file
 709                                 to limit the debug output to requests from that
 710                                 particular driver. Write an empty string to
 711                                 that file to disable the filter and see
 712                                 all errors again.
 713
 714 If you have this code compiled into your kernel it will be enabled by default.
 715 If you want to boot without the bookkeeping anyway you can provide
 716 'dma_debug=off' as a boot parameter. This will disable DMA-API debugging.
 717 Notice that you can not enable it again at runtime. You have to reboot to do
 718 so.
 719
 720 If you want to see debug messages only for a special device driver you can
 721 specify the dma_debug_driver=<drivername> parameter. This will enable the
 722 driver filter at boot time. The debug code will only print errors for that
 723 driver afterwards. This filter can be disabled or changed later using debugfs.
 724
 725 When the code disables itself at runtime this is most likely because it ran
 726 out of dma_debug_entries. These entries are preallocated at boot. The number
 727 of preallocated entries is defined per architecture. If it is too low for you
 728 boot with 'dma_debug_entries=<your_desired_number>' to overwrite the
 729 architectural default.