Documentation/DMA-attributes.txt

   1                         DMA attributes
   2                         ==============
   3
   4 This document describes the semantics of the DMA attributes that are
   5 defined in linux/dma-mapping.h.
   6
   7 DMA_ATTR_WRITE_BARRIER
   8 ----------------------
   9
  10 DMA_ATTR_WRITE_BARRIER is a (write) barrier attribute for DMA.  DMA
  11 to a memory region with the DMA_ATTR_WRITE_BARRIER attribute forces
  12 all pending DMA writes to complete, and thus provides a mechanism to
  13 strictly order DMA from a device across all intervening busses and
  14 bridges.  This barrier is not specific to a particular type of
  15 interconnect, it applies to the system as a whole, and so its
  16 implementation must account for the idiosyncrasies of the system all
  17 the way from the DMA device to memory.
  18
  19 As an example of a situation where DMA_ATTR_WRITE_BARRIER would be
  20 useful, suppose that a device does a DMA write to indicate that data is
  21 ready and available in memory.  The DMA of the "completion indication"
  22 could race with data DMA.  Mapping the memory used for completion
  23 indications with DMA_ATTR_WRITE_BARRIER would prevent the race.
  24
  25 DMA_ATTR_WEAK_ORDERING
  26 ----------------------
  27
  28 DMA_ATTR_WEAK_ORDERING specifies that reads and writes to the mapping
  29 may be weakly ordered, that is that reads and writes may pass each other.
  30
  31 Since it is optional for platforms to implement DMA_ATTR_WEAK_ORDERING,
  32 those that do not will simply ignore the attribute and exhibit default
  33 behavior.
  34
  35 DMA_ATTR_WRITE_COMBINE
  36 ----------------------
  37
  38 DMA_ATTR_WRITE_COMBINE specifies that writes to the mapping may be
  39 buffered to improve performance.
  40
  41 Since it is optional for platforms to implement DMA_ATTR_WRITE_COMBINE,
  42 those that do not will simply ignore the attribute and exhibit default
  43 behavior.
  44
  45 DMA_ATTR_NON_CONSISTENT
  46 -----------------------
  47
  48 DMA_ATTR_NON_CONSISTENT lets the platform to choose to return either
  49 consistent or non-consistent memory as it sees fit.  By using this API,
  50 you are guaranteeing to the platform that you have all the correct and
  51 necessary sync points for this memory in the driver.
  52
  53 DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING
  54 --------------------------
  55
  56 DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING lets the platform to avoid creating a kernel
  57 virtual mapping for the allocated buffer. On some architectures creating
  58 such mapping is non-trivial task and consumes very limited resources
  59 (like kernel virtual address space or dma consistent address space).
  60 Buffers allocated with this attribute can be only passed to user space
  61 by calling dma_mmap_attrs(). By using this API, you are guaranteeing
  62 that you won't dereference the pointer returned by dma_alloc_attr(). You
  63 can treat it as a cookie that must be passed to dma_mmap_attrs() and
  64 dma_free_attrs(). Make sure that both of these also get this attribute
  65 set on each call.
  66
  67 Since it is optional for platforms to implement
  68 DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, those that do not will simply ignore the
  69 attribute and exhibit default behavior.
  70
  71 DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC
  72 ----------------------
  73
  74 By default dma_map_{single,page,sg} functions family transfer a given
  75 buffer from CPU domain to device domain. Some advanced use cases might
  76 require sharing a buffer between more than one device. This requires
  77 having a mapping created separately for each device and is usually
  78 performed by calling dma_map_{single,page,sg} function more than once
  79 for the given buffer with device pointer to each device taking part in
  80 the buffer sharing. The first call transfers a buffer from 'CPU' domain
  81 to 'device' domain, what synchronizes CPU caches for the given region
  82 (usually it means that the cache has been flushed or invalidated
  83 depending on the dma direction). However, next calls to
  84 dma_map_{single,page,sg}() for other devices will perform exactly the
  85 same synchronization operation on the CPU cache. CPU cache synchronization
  86 might be a time consuming operation, especially if the buffers are
  87 large, so it is highly recommended to avoid it if possible.
  88 DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC allows platform code to skip synchronization of
  89 the CPU cache for the given buffer assuming that it has been already
  90 transferred to 'device' domain. This attribute can be also used for
  91 dma_unmap_{single,page,sg} functions family to force buffer to stay in
  92 device domain after releasing a mapping for it. Use this attribute with
  93 care!
  94
  95 DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS
  96 -------------------------
  97
  98 By default DMA-mapping subsystem is allowed to assemble the buffer
  99 allocated by dma_alloc_attrs() function from individual pages if it can
 100 be mapped as contiguous chunk into device dma address space. By
 101 specifying this attribute the allocated buffer is forced to be contiguous
 102 also in physical memory.
 103
 104 DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES
 105 ---------------------------
 106
 107 This is a hint to the DMA-mapping subsystem that it's probably not worth
 108 the time to try to allocate memory to in a way that gives better TLB
 109 efficiency (AKA it's not worth trying to build the mapping out of larger
 110 pages).  You might want to specify this if:
 111 - You know that the accesses to this memory won't thrash the TLB.
 112   You might know that the accesses are likely to be sequential or
 113   that they aren't sequential but it's unlikely you'll ping-pong
 114   between many addresses that are likely to be in different physical
 115   pages.
 116 - You know that the penalty of TLB misses while accessing the
 117   memory will be small enough to be inconsequential.  If you are
 118   doing a heavy operation like decryption or decompression this
 119   might be the case.
 120 - You know that the DMA mapping is fairly transitory.  If you expect
 121   the mapping to have a short lifetime then it may be worth it to
 122   optimize allocation (avoid coming up with large pages) instead of
 123   getting the slight performance win of larger pages.
 124 Setting this hint doesn't guarantee that you won't get huge pages, but it
 125 means that we won't try quite as hard to get them.
 126
 127 NOTE: At the moment DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES is only implemented on ARM,
 128 though ARM64 patches will likely be posted soon.
 129
 130 DMA_ATTR_NO_WARN
 131 ----------------
 132
 133 This tells the DMA-mapping subsystem to suppress allocation failure reports
 134 (similarly to __GFP_NOWARN).
 135
 136 On some architectures allocation failures are reported with error messages
 137 to the system logs.  Although this can help to identify and debug problems,
 138 drivers which handle failures (eg, retry later) have no problems with them,
 139 and can actually flood the system logs with error messages that aren't any
 140 problem at all, depending on the implementation of the retry mechanism.
 141
 142 So, this provides a way for drivers to avoid those error messages on calls
 143 where allocation failures are not a problem, and shouldn't bother the logs.
 144
 145 NOTE: At the moment DMA_ATTR_NO_WARN is only implemented on PowerPC.
 146
 147 DMA_ATTR_PRIVILEGED
 148 ------------------------------
 149
 150 Some advanced peripherals such as remote processors and GPUs perform
 151 accesses to DMA buffers in both privileged "supervisor" and unprivileged
 152 "user" modes.  This attribute is used to indicate to the DMA-mapping
 153 subsystem that the buffer is fully accessible at the elevated privilege
 154 level (and ideally inaccessible or at least read-only at the
 155 lesser-privileged levels).