ARM: dma-mapping: add support for DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING attribute
[linux-3.10.git] / arch / arm / mm / dma-mapping.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/dma-mapping.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2000-2004 Russell King
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  *  DMA uncached mapping support.
11  */
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/gfp.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/list.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/device.h>
19 #include <linux/dma-mapping.h>
20 #include <linux/dma-contiguous.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/memblock.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/iommu.h>
25 #include <linux/io.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27
28 #include <asm/memory.h>
29 #include <asm/highmem.h>
30 #include <asm/cacheflush.h>
31 #include <asm/tlbflush.h>
32 #include <asm/sizes.h>
33 #include <asm/mach/arch.h>
34 #include <asm/dma-iommu.h>
35 #include <asm/mach/map.h>
36 #include <asm/system_info.h>
37 #include <asm/dma-contiguous.h>
38
39 #include "mm.h"
40
41 /*
42  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
43  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
44  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
45  * represent the transitions between these two ownership states.
46  *
47  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
48  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
49  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
50  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
51  *
52  */
53 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
54                 size_t, enum dma_data_direction);
55 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
56                 size_t, enum dma_data_direction);
57
58 /**
59  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
60  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
61  * @page: page that buffer resides in
62  * @offset: offset into page for start of buffer
63  * @size: size of buffer to map
64  * @dir: DMA transfer direction
65  *
66  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
67  * or written back.
68  *
69  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
70  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
71  */
72 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
73              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
74              struct dma_attrs *attrs)
75 {
76         if (!arch_is_coherent())
77                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
78         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
79 }
80
81 /**
82  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
83  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
84  * @handle: DMA address of buffer
85  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
86  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
87  *
88  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
89  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
90  * All other usages are undefined.
91  *
92  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
93  * whatever the device wrote there.
94  */
95 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
96                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
97                 struct dma_attrs *attrs)
98 {
99         if (!arch_is_coherent())
100                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
101                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
102 }
103
104 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
105                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
106 {
107         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
108         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
109         if (!arch_is_coherent())
110                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
111 }
112
113 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
114                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
115 {
116         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
117         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
118         if (!arch_is_coherent())
119                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
120 }
121
122 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask);
123
124 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
125         .alloc                  = arm_dma_alloc,
126         .free                   = arm_dma_free,
127         .mmap                   = arm_dma_mmap,
128         .map_page               = arm_dma_map_page,
129         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
130         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
131         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
132         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
133         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
134         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
135         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
136         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
137 };
138 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
139
140 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
141 {
142         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
143
144         if (dev) {
145                 mask = dev->coherent_dma_mask;
146
147                 /*
148                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
149                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
150                  */
151                 if (mask == 0) {
152                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
153                         return 0;
154                 }
155
156                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
157                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
158                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
159                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
160                         return 0;
161                 }
162         }
163
164         return mask;
165 }
166
167 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
168 {
169         void *ptr;
170         /*
171          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
172          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
173          */
174         ptr = page_address(page);
175         if (ptr) {
176                 memset(ptr, 0, size);
177                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
178                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
179         }
180 }
181
182 /*
183  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
184  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
185  */
186 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
187 {
188         unsigned long order = get_order(size);
189         struct page *page, *p, *e;
190
191         page = alloc_pages(gfp, order);
192         if (!page)
193                 return NULL;
194
195         /*
196          * Now split the huge page and free the excess pages
197          */
198         split_page(page, order);
199         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
200                 __free_page(p);
201
202         __dma_clear_buffer(page, size);
203
204         return page;
205 }
206
207 /*
208  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
209  */
210 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
211 {
212         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
213
214         while (page < e) {
215                 __free_page(page);
216                 page++;
217         }
218 }
219
220 #ifdef CONFIG_MMU
221 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
222 #error ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
223 #endif
224
225 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
226                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page);
227
228 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
229                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
230                                  const void *caller);
231
232 static void *
233 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
234         const void *caller)
235 {
236         struct vm_struct *area;
237         unsigned long addr;
238
239         /*
240          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
241          * set VM_USERMAP flags too.
242          */
243         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
244                                   caller);
245         if (!area)
246                 return NULL;
247         addr = (unsigned long)area->addr;
248         area->phys_addr = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
249
250         if (ioremap_page_range(addr, addr + size, area->phys_addr, prot)) {
251                 vunmap((void *)addr);
252                 return NULL;
253         }
254         return (void *)addr;
255 }
256
257 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
258 {
259         unsigned int flags = VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP;
260         struct vm_struct *area = find_vm_area(cpu_addr);
261         if (!area || (area->flags & flags) != flags) {
262                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
263                 return;
264         }
265         unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
266         vunmap(cpu_addr);
267 }
268
269 struct dma_pool {
270         size_t size;
271         spinlock_t lock;
272         unsigned long *bitmap;
273         unsigned long nr_pages;
274         void *vaddr;
275         struct page *page;
276 };
277
278 static struct dma_pool atomic_pool = {
279         .size = SZ_256K,
280 };
281
282 static int __init early_coherent_pool(char *p)
283 {
284         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
285         return 0;
286 }
287 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
288
289 /*
290  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
291  */
292 static int __init atomic_pool_init(void)
293 {
294         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
295         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(pgprot_kernel);
296         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
297         unsigned long *bitmap;
298         struct page *page;
299         void *ptr;
300         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
301
302         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
303         if (!bitmap)
304                 goto no_bitmap;
305
306         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
307                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page);
308         else
309                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, GFP_KERNEL, prot,
310                                            &page, NULL);
311         if (ptr) {
312                 spin_lock_init(&pool->lock);
313                 pool->vaddr = ptr;
314                 pool->page = page;
315                 pool->bitmap = bitmap;
316                 pool->nr_pages = nr_pages;
317                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
318                        (unsigned)pool->size / 1024);
319                 return 0;
320         }
321         kfree(bitmap);
322 no_bitmap:
323         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
324                (unsigned)pool->size / 1024);
325         return -ENOMEM;
326 }
327 /*
328  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
329  */
330 postcore_initcall(atomic_pool_init);
331
332 struct dma_contig_early_reserve {
333         phys_addr_t base;
334         unsigned long size;
335 };
336
337 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
338
339 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
340
341 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
342 {
343         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
344         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
345         dma_mmu_remap_num++;
346 }
347
348 void __init dma_contiguous_remap(void)
349 {
350         int i;
351         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
352                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
353                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
354                 struct map_desc map;
355                 unsigned long addr;
356
357                 if (end > arm_lowmem_limit)
358                         end = arm_lowmem_limit;
359                 if (start >= end)
360                         return;
361
362                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
363                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
364                 map.length = end - start;
365                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
366
367                 /*
368                  * Clear previous low-memory mapping
369                  */
370                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
371                      addr += PMD_SIZE)
372                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
373
374                 iotable_init(&map, 1);
375         }
376 }
377
378 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
379                             void *data)
380 {
381         struct page *page = virt_to_page(addr);
382         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
383
384         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
385         return 0;
386 }
387
388 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
389 {
390         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
391         unsigned end = start + size;
392
393         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
394         dsb();
395         flush_tlb_kernel_range(start, end);
396 }
397
398 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
399                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
400                                  const void *caller)
401 {
402         struct page *page;
403         void *ptr;
404         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
405         if (!page)
406                 return NULL;
407
408         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
409         if (!ptr) {
410                 __dma_free_buffer(page, size);
411                 return NULL;
412         }
413
414         *ret_page = page;
415         return ptr;
416 }
417
418 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
419 {
420         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
421         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
422         unsigned int pageno;
423         unsigned long flags;
424         void *ptr = NULL;
425         size_t align;
426
427         if (!pool->vaddr) {
428                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
429                 return NULL;
430         }
431
432         /*
433          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
434          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
435          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
436          */
437         align = PAGE_SIZE << get_order(size);
438
439         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
440         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
441                                             0, count, (1 << align) - 1);
442         if (pageno < pool->nr_pages) {
443                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
444                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
445                 *ret_page = pool->page + pageno;
446         }
447         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
448
449         return ptr;
450 }
451
452 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
453 {
454         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
455         unsigned long pageno, count;
456         unsigned long flags;
457
458         if (start < pool->vaddr || start > pool->vaddr + pool->size)
459                 return 0;
460
461         if (start + size > pool->vaddr + pool->size) {
462                 WARN(1, "freeing wrong coherent size from pool\n");
463                 return 0;
464         }
465
466         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
467         count = size >> PAGE_SHIFT;
468
469         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
470         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
471         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
472
473         return 1;
474 }
475
476 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
477                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page)
478 {
479         unsigned long order = get_order(size);
480         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
481         struct page *page;
482
483         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
484         if (!page)
485                 return NULL;
486
487         __dma_clear_buffer(page, size);
488         __dma_remap(page, size, prot);
489
490         *ret_page = page;
491         return page_address(page);
492 }
493
494 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
495                                    size_t size)
496 {
497         __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
498         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
499 }
500
501 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
502 {
503         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
504                             pgprot_writecombine(prot) :
505                             pgprot_dmacoherent(prot);
506         return prot;
507 }
508
509 #define nommu() 0
510
511 #else   /* !CONFIG_MMU */
512
513 #define nommu() 1
514
515 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
516 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
517 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
518 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret)           NULL
519 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
520 #define __free_from_contiguous(dev, page, size)                 do { } while (0)
521 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
522
523 #endif  /* CONFIG_MMU */
524
525 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
526                                    struct page **ret_page)
527 {
528         struct page *page;
529         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
530         if (!page)
531                 return NULL;
532
533         *ret_page = page;
534         return page_address(page);
535 }
536
537
538
539 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
540                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, const void *caller)
541 {
542         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
543         struct page *page;
544         void *addr;
545
546 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
547         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
548         if (limit && size >= limit) {
549                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
550                         size, mask);
551                 return NULL;
552         }
553 #endif
554
555         if (!mask)
556                 return NULL;
557
558         if (mask < 0xffffffffULL)
559                 gfp |= GFP_DMA;
560
561         /*
562          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
563          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
564          * handle them.  The real problem is that this flag probably
565          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
566          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
567          */
568         gfp &= ~(__GFP_COMP);
569
570         *handle = DMA_ERROR_CODE;
571         size = PAGE_ALIGN(size);
572
573         if (arch_is_coherent() || nommu())
574                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
575         else if (gfp & GFP_ATOMIC)
576                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
577         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
578                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
579         else
580                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page);
581
582         if (addr)
583                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
584
585         return addr;
586 }
587
588 /*
589  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
590  * virtual and bus address for that space.
591  */
592 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
593                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
594 {
595         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
596         void *memory;
597
598         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
599                 return memory;
600
601         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot,
602                            __builtin_return_address(0));
603 }
604
605 /*
606  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
607  */
608 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
609                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
610                  struct dma_attrs *attrs)
611 {
612         int ret = -ENXIO;
613 #ifdef CONFIG_MMU
614         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
615         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
616         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
617         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
618
619         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
620
621         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
622                 return ret;
623
624         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
625                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
626                                       pfn + off,
627                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
628                                       vma->vm_page_prot);
629         }
630 #endif  /* CONFIG_MMU */
631
632         return ret;
633 }
634
635 /*
636  * Free a buffer as defined by the above mapping.
637  */
638 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
639                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
640 {
641         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
642
643         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
644                 return;
645
646         size = PAGE_ALIGN(size);
647
648         if (arch_is_coherent() || nommu()) {
649                 __dma_free_buffer(page, size);
650         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
651                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
652                 __dma_free_buffer(page, size);
653         } else {
654                 if (__free_from_pool(cpu_addr, size))
655                         return;
656                 /*
657                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
658                  */
659                 WARN_ON(irqs_disabled());
660                 __free_from_contiguous(dev, page, size);
661         }
662 }
663
664 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
665         size_t size, enum dma_data_direction dir,
666         void (*op)(const void *, size_t, int))
667 {
668         /*
669          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
670          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
671          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
672          * optimized out.
673          */
674         size_t left = size;
675         do {
676                 size_t len = left;
677                 void *vaddr;
678
679                 if (PageHighMem(page)) {
680                         if (len + offset > PAGE_SIZE) {
681                                 if (offset >= PAGE_SIZE) {
682                                         page += offset / PAGE_SIZE;
683                                         offset %= PAGE_SIZE;
684                                 }
685                                 len = PAGE_SIZE - offset;
686                         }
687                         vaddr = kmap_high_get(page);
688                         if (vaddr) {
689                                 vaddr += offset;
690                                 op(vaddr, len, dir);
691                                 kunmap_high(page);
692                         } else if (cache_is_vipt()) {
693                                 /* unmapped pages might still be cached */
694                                 vaddr = kmap_atomic(page);
695                                 op(vaddr + offset, len, dir);
696                                 kunmap_atomic(vaddr);
697                         }
698                 } else {
699                         vaddr = page_address(page) + offset;
700                         op(vaddr, len, dir);
701                 }
702                 offset = 0;
703                 page++;
704                 left -= len;
705         } while (left);
706 }
707
708 /*
709  * Make an area consistent for devices.
710  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
711  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
712  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
713  */
714 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
715         size_t size, enum dma_data_direction dir)
716 {
717         unsigned long paddr;
718
719         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
720
721         paddr = page_to_phys(page) + off;
722         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
723                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
724         } else {
725                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
726         }
727         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
728 }
729
730 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
731         size_t size, enum dma_data_direction dir)
732 {
733         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
734
735         /* FIXME: non-speculating: not required */
736         /* don't bother invalidating if DMA to device */
737         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
738                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
739
740         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
741
742         /*
743          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
744          */
745         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
746                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
747 }
748
749 /**
750  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
751  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
752  * @sg: list of buffers
753  * @nents: number of buffers to map
754  * @dir: DMA transfer direction
755  *
756  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
757  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
758  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
759  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
760  * sg_dma_{address,length}.
761  *
762  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
763  * here.
764  */
765 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
766                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
767 {
768         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
769         struct scatterlist *s;
770         int i, j;
771
772         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
773 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
774                 s->dma_length = s->length;
775 #endif
776                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
777                                                 s->length, dir, attrs);
778                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
779                         goto bad_mapping;
780         }
781         return nents;
782
783  bad_mapping:
784         for_each_sg(sg, s, i, j)
785                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
786         return 0;
787 }
788
789 /**
790  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
791  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
792  * @sg: list of buffers
793  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
794  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
795  *
796  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
797  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
798  */
799 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
800                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
801 {
802         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
803         struct scatterlist *s;
804
805         int i;
806
807         for_each_sg(sg, s, nents, i)
808                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
809 }
810
811 /**
812  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
813  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
814  * @sg: list of buffers
815  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
816  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
817  */
818 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
819                         int nents, enum dma_data_direction dir)
820 {
821         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
822         struct scatterlist *s;
823         int i;
824
825         for_each_sg(sg, s, nents, i)
826                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
827                                          dir);
828 }
829
830 /**
831  * arm_dma_sync_sg_for_device
832  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
833  * @sg: list of buffers
834  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
835  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
836  */
837 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
838                         int nents, enum dma_data_direction dir)
839 {
840         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
841         struct scatterlist *s;
842         int i;
843
844         for_each_sg(sg, s, nents, i)
845                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
846                                             dir);
847 }
848
849 /*
850  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
851  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
852  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
853  * to this function.
854  */
855 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
856 {
857         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
858                 return 0;
859         return 1;
860 }
861 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
862
863 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
864 {
865         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
866                 return -EIO;
867
868         *dev->dma_mask = dma_mask;
869
870         return 0;
871 }
872
873 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
874
875 static int __init dma_debug_do_init(void)
876 {
877         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
878         return 0;
879 }
880 fs_initcall(dma_debug_do_init);
881
882 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
883
884 /* IOMMU */
885
886 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
887                                       size_t size)
888 {
889         unsigned int order = get_order(size);
890         unsigned int align = 0;
891         unsigned int count, start;
892         unsigned long flags;
893
894         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) +
895                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
896
897         if (order > mapping->order)
898                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
899
900         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
901         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
902                                            count, align);
903         if (start > mapping->bits) {
904                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
905                 return DMA_ERROR_CODE;
906         }
907
908         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
909         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
910
911         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
912 }
913
914 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
915                                dma_addr_t addr, size_t size)
916 {
917         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
918                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
919         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) +
920                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
921         unsigned long flags;
922
923         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
924         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
925         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
926 }
927
928 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
929 {
930         struct page **pages;
931         int count = size >> PAGE_SHIFT;
932         int array_size = count * sizeof(struct page *);
933         int i = 0;
934
935         if (array_size <= PAGE_SIZE)
936                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
937         else
938                 pages = vzalloc(array_size);
939         if (!pages)
940                 return NULL;
941
942         while (count) {
943                 int j, order = __fls(count);
944
945                 pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, order);
946                 while (!pages[i] && order)
947                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, --order);
948                 if (!pages[i])
949                         goto error;
950
951                 if (order)
952                         split_page(pages[i], order);
953                 j = 1 << order;
954                 while (--j)
955                         pages[i + j] = pages[i] + j;
956
957                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
958                 i += 1 << order;
959                 count -= 1 << order;
960         }
961
962         return pages;
963 error:
964         while (i--)
965                 if (pages[i])
966                         __free_pages(pages[i], 0);
967         if (array_size <= PAGE_SIZE)
968                 kfree(pages);
969         else
970                 vfree(pages);
971         return NULL;
972 }
973
974 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
975 {
976         int count = size >> PAGE_SHIFT;
977         int array_size = count * sizeof(struct page *);
978         int i;
979         for (i = 0; i < count; i++)
980                 if (pages[i])
981                         __free_pages(pages[i], 0);
982         if (array_size <= PAGE_SIZE)
983                 kfree(pages);
984         else
985                 vfree(pages);
986         return 0;
987 }
988
989 /*
990  * Create a CPU mapping for a specified pages
991  */
992 static void *
993 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
994                     const void *caller)
995 {
996         unsigned int i, nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
997         struct vm_struct *area;
998         unsigned long p;
999
1000         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
1001                                   caller);
1002         if (!area)
1003                 return NULL;
1004
1005         area->pages = pages;
1006         area->nr_pages = nr_pages;
1007         p = (unsigned long)area->addr;
1008
1009         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1010                 phys_addr_t phys = __pfn_to_phys(page_to_pfn(pages[i]));
1011                 if (ioremap_page_range(p, p + PAGE_SIZE, phys, prot))
1012                         goto err;
1013                 p += PAGE_SIZE;
1014         }
1015         return area->addr;
1016 err:
1017         unmap_kernel_range((unsigned long)area->addr, size);
1018         vunmap(area->addr);
1019         return NULL;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1024  */
1025 static dma_addr_t
1026 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1027 {
1028         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1029         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1030         dma_addr_t dma_addr, iova;
1031         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1032
1033         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1034         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1035                 return dma_addr;
1036
1037         iova = dma_addr;
1038         for (i = 0; i < count; ) {
1039                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1040                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1041                 unsigned int len, j;
1042
1043                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1044                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1045                                 break;
1046
1047                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1048                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1049                 if (ret < 0)
1050                         goto fail;
1051                 iova += len;
1052                 i = j;
1053         }
1054         return dma_addr;
1055 fail:
1056         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1057         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1058         return DMA_ERROR_CODE;
1059 }
1060
1061 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1062 {
1063         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1064
1065         /*
1066          * add optional in-page offset from iova to size and align
1067          * result to page size
1068          */
1069         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1070         iova &= PAGE_MASK;
1071
1072         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1073         __free_iova(mapping, iova, size);
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1078 {
1079         struct vm_struct *area;
1080
1081         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1082                 return cpu_addr;
1083
1084         area = find_vm_area(cpu_addr);
1085         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1086                 return area->pages;
1087         return NULL;
1088 }
1089
1090 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1091             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1092 {
1093         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1094         struct page **pages;
1095         void *addr = NULL;
1096
1097         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1098         size = PAGE_ALIGN(size);
1099
1100         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp);
1101         if (!pages)
1102                 return NULL;
1103
1104         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1105         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1106                 goto err_buffer;
1107
1108         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1109                 return pages;
1110
1111         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1112                                    __builtin_return_address(0));
1113         if (!addr)
1114                 goto err_mapping;
1115
1116         return addr;
1117
1118 err_mapping:
1119         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1120 err_buffer:
1121         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1126                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1127                     struct dma_attrs *attrs)
1128 {
1129         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1130         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1131         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1132
1133         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1134
1135         if (!pages)
1136                 return -ENXIO;
1137
1138         do {
1139                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1140                 if (ret) {
1141                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1142                         return ret;
1143                 }
1144                 uaddr += PAGE_SIZE;
1145                 usize -= PAGE_SIZE;
1146         } while (usize > 0);
1147
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * free a page as defined by the above mapping.
1153  * Must not be called with IRQs disabled.
1154  */
1155 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1156                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1157 {
1158         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1159         size = PAGE_ALIGN(size);
1160
1161         if (!pages) {
1162                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1163                 return;
1164         }
1165
1166         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1167                 unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
1168                 vunmap(cpu_addr);
1169         }
1170
1171         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1172         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1177  */
1178 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1179                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1180                           enum dma_data_direction dir)
1181 {
1182         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1183         dma_addr_t iova, iova_base;
1184         int ret = 0;
1185         unsigned int count;
1186         struct scatterlist *s;
1187
1188         size = PAGE_ALIGN(size);
1189         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1190
1191         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1192         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1193                 return -ENOMEM;
1194
1195         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1196                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1197                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1198
1199                 if (!arch_is_coherent())
1200                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1201
1202                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1203                 if (ret < 0)
1204                         goto fail;
1205                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1206                 iova += len;
1207         }
1208         *handle = iova_base;
1209
1210         return 0;
1211 fail:
1212         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1213         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1214         return ret;
1215 }
1216
1217 /**
1218  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1219  * @dev: valid struct device pointer
1220  * @sg: list of buffers
1221  * @nents: number of buffers to map
1222  * @dir: DMA transfer direction
1223  *
1224  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1225  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1226  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1227  * sg_dma_{address,length}.
1228  */
1229 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1230                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1231 {
1232         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1233         int i, count = 0;
1234         unsigned int offset = s->offset;
1235         unsigned int size = s->offset + s->length;
1236         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1237
1238         for (i = 1; i < nents; i++) {
1239                 s = sg_next(s);
1240
1241                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1242                 s->dma_length = 0;
1243
1244                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1245                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1246                             dir) < 0)
1247                                 goto bad_mapping;
1248
1249                         dma->dma_address += offset;
1250                         dma->dma_length = size - offset;
1251
1252                         size = offset = s->offset;
1253                         start = s;
1254                         dma = sg_next(dma);
1255                         count += 1;
1256                 }
1257                 size += s->length;
1258         }
1259         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir) < 0)
1260                 goto bad_mapping;
1261
1262         dma->dma_address += offset;
1263         dma->dma_length = size - offset;
1264
1265         return count+1;
1266
1267 bad_mapping:
1268         for_each_sg(sg, s, count, i)
1269                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1270         return 0;
1271 }
1272
1273 /**
1274  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1275  * @dev: valid struct device pointer
1276  * @sg: list of buffers
1277  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1278  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1279  *
1280  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1281  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1282  */
1283 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1284                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1285 {
1286         struct scatterlist *s;
1287         int i;
1288
1289         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1290                 if (sg_dma_len(s))
1291                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1292                                                sg_dma_len(s));
1293                 if (!arch_is_coherent())
1294                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1295                                               s->length, dir);
1296         }
1297 }
1298
1299 /**
1300  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1301  * @dev: valid struct device pointer
1302  * @sg: list of buffers
1303  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1304  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1305  */
1306 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1307                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1308 {
1309         struct scatterlist *s;
1310         int i;
1311
1312         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1313                 if (!arch_is_coherent())
1314                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1315
1316 }
1317
1318 /**
1319  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1320  * @dev: valid struct device pointer
1321  * @sg: list of buffers
1322  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1323  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1324  */
1325 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1326                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1327 {
1328         struct scatterlist *s;
1329         int i;
1330
1331         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1332                 if (!arch_is_coherent())
1333                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1334 }
1335
1336
1337 /**
1338  * arm_iommu_map_page
1339  * @dev: valid struct device pointer
1340  * @page: page that buffer resides in
1341  * @offset: offset into page for start of buffer
1342  * @size: size of buffer to map
1343  * @dir: DMA transfer direction
1344  *
1345  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1346  */
1347 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1348              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1349              struct dma_attrs *attrs)
1350 {
1351         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1352         dma_addr_t dma_addr;
1353         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1354
1355         if (!arch_is_coherent())
1356                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1357
1358         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1359         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1360                 return dma_addr;
1361
1362         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, 0);
1363         if (ret < 0)
1364                 goto fail;
1365
1366         return dma_addr + offset;
1367 fail:
1368         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1369         return DMA_ERROR_CODE;
1370 }
1371
1372 /**
1373  * arm_iommu_unmap_page
1374  * @dev: valid struct device pointer
1375  * @handle: DMA address of buffer
1376  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1377  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1378  *
1379  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1380  */
1381 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1382                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1383                 struct dma_attrs *attrs)
1384 {
1385         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1386         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1387         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1388         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1389         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1390
1391         if (!iova)
1392                 return;
1393
1394         if (!arch_is_coherent())
1395                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1396
1397         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1398         __free_iova(mapping, iova, len);
1399 }
1400
1401 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1402                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1403 {
1404         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1405         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1406         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1407         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1408
1409         if (!iova)
1410                 return;
1411
1412         if (!arch_is_coherent())
1413                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1414 }
1415
1416 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1417                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1418 {
1419         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1420         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1421         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1422         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1423
1424         if (!iova)
1425                 return;
1426
1427         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1428 }
1429
1430 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1431         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1432         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1433         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1434
1435         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1436         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1437         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1438         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1439
1440         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1441         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1442         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1443         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1444 };
1445
1446 /**
1447  * arm_iommu_create_mapping
1448  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1449  * @base: start address of the valid IO address space
1450  * @size: size of the valid IO address space
1451  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
1452  *
1453  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1454  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1455  * mapping with IOMMU aware functions.
1456  *
1457  * The client device need to be attached to the mapping with
1458  * arm_iommu_attach_device function.
1459  */
1460 struct dma_iommu_mapping *
1461 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
1462                          int order)
1463 {
1464         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
1465         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
1466         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1467         int err = -ENOMEM;
1468
1469         if (!count)
1470                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1471
1472         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1473         if (!mapping)
1474                 goto err;
1475
1476         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1477         if (!mapping->bitmap)
1478                 goto err2;
1479
1480         mapping->base = base;
1481         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1482         mapping->order = order;
1483         spin_lock_init(&mapping->lock);
1484
1485         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1486         if (!mapping->domain)
1487                 goto err3;
1488
1489         kref_init(&mapping->kref);
1490         return mapping;
1491 err3:
1492         kfree(mapping->bitmap);
1493 err2:
1494         kfree(mapping);
1495 err:
1496         return ERR_PTR(err);
1497 }
1498
1499 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1500 {
1501         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1502                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1503
1504         iommu_domain_free(mapping->domain);
1505         kfree(mapping->bitmap);
1506         kfree(mapping);
1507 }
1508
1509 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1510 {
1511         if (mapping)
1512                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1513 }
1514
1515 /**
1516  * arm_iommu_attach_device
1517  * @dev: valid struct device pointer
1518  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1519  *      arm_iommu_create_mapping)
1520  *
1521  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
1522  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
1523  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
1524  * the same io address space mapping.
1525  */
1526 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1527                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
1528 {
1529         int err;
1530
1531         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1532         if (err)
1533                 return err;
1534
1535         kref_get(&mapping->kref);
1536         dev->archdata.mapping = mapping;
1537         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
1538
1539         pr_info("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1540         return 0;
1541 }
1542
1543 #endif