ARM: dma-mapping: Set iommu_ops before attach
[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 #include <linux/sizes.h>
28
29 #include <asm/memory.h>
30 #include <asm/highmem.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/tlbflush.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 (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
77                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
78         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
79 }
80
81 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
82              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
83              struct dma_attrs *attrs)
84 {
85         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
86 }
87
88 /**
89  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
90  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
91  * @handle: DMA address of buffer
92  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
93  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
94  *
95  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
96  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
97  * All other usages are undefined.
98  *
99  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
100  * whatever the device wrote there.
101  */
102 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
103                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
104                 struct dma_attrs *attrs)
105 {
106         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
107                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
108                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
109 }
110
111 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
112                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
113 {
114         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
115         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
116         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
117 }
118
119 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
120                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
121 {
122         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
123         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
124         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
125 }
126
127 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
128         .alloc                  = arm_dma_alloc,
129         .free                   = arm_dma_free,
130         .mmap                   = arm_dma_mmap,
131         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
132         .map_page               = arm_dma_map_page,
133         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
134         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
135         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
136         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
137         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
138         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
139         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
140         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
141 };
142 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
143
144 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
145         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
146 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
147                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
148
149 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
150         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
151         .free                   = arm_coherent_dma_free,
152         .mmap                   = arm_dma_mmap,
153         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
154         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
155         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
156         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
157 };
158 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
159
160 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
161 {
162         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
163
164         if (dev) {
165                 mask = dev->coherent_dma_mask;
166
167                 /*
168                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
169                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
170                  */
171                 if (mask == 0) {
172                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
173                         return 0;
174                 }
175
176                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
177                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
178                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
179                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
180                         return 0;
181                 }
182         }
183
184         return mask;
185 }
186
187 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
188 {
189         /*
190          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
191          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
192          */
193         if (PageHighMem(page)) {
194                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
195                 phys_addr_t end = base + size;
196                 while (size > 0) {
197                         void *ptr = kmap_atomic(page);
198                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
199                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
200                         kunmap_atomic(ptr);
201                         page++;
202                         size -= PAGE_SIZE;
203                 }
204                 outer_flush_range(base, end);
205         } else {
206                 void *ptr = page_address(page);
207                 memset(ptr, 0, size);
208                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
209                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
210         }
211 }
212
213 /*
214  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
215  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
216  */
217 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
218 {
219         unsigned long order = get_order(size);
220         struct page *page, *p, *e;
221
222         page = alloc_pages(gfp, order);
223         if (!page)
224                 return NULL;
225
226         /*
227          * Now split the huge page and free the excess pages
228          */
229         split_page(page, order);
230         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
231                 __free_page(p);
232
233         __dma_clear_buffer(page, size);
234
235         return page;
236 }
237
238 /*
239  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
240  */
241 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
242 {
243         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
244
245         while (page < e) {
246                 __free_page(page);
247                 page++;
248         }
249 }
250
251 #ifdef CONFIG_MMU
252 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
253 #error ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
254 #endif
255
256 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
257                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
258                                      const void *caller);
259
260 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
261                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
262                                  const void *caller);
263
264 static void *
265 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
266         const void *caller)
267 {
268         struct vm_struct *area;
269         unsigned long addr;
270
271         /*
272          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
273          * set VM_USERMAP flags too.
274          */
275         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
276                                   caller);
277         if (!area)
278                 return NULL;
279         addr = (unsigned long)area->addr;
280         area->phys_addr = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
281
282         if (ioremap_page_range(addr, addr + size, area->phys_addr, prot)) {
283                 vunmap((void *)addr);
284                 return NULL;
285         }
286         return (void *)addr;
287 }
288
289 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
290 {
291         unsigned int flags = VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP;
292         struct vm_struct *area = find_vm_area(cpu_addr);
293         if (!area || (area->flags & flags) != flags) {
294                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
295                 return;
296         }
297         unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
298         vunmap(cpu_addr);
299 }
300
301 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
302
303 struct dma_pool {
304         size_t size;
305         spinlock_t lock;
306         unsigned long *bitmap;
307         unsigned long nr_pages;
308         void *vaddr;
309         struct page **pages;
310 };
311
312 static struct dma_pool atomic_pool = {
313         .size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE,
314 };
315
316 static int __init early_coherent_pool(char *p)
317 {
318         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
319         return 0;
320 }
321 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
322
323 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
324 {
325         /*
326          * Catch any attempt to set the pool size too late.
327          */
328         BUG_ON(atomic_pool.vaddr);
329
330         /*
331          * Set architecture specific coherent pool size only if
332          * it has not been changed by kernel command line parameter.
333          */
334         if (atomic_pool.size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
335                 atomic_pool.size = size;
336 }
337
338 /*
339  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
340  */
341 static int __init atomic_pool_init(void)
342 {
343         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
344         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(pgprot_kernel);
345         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
346         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
347         unsigned long *bitmap;
348         struct page *page;
349         struct page **pages;
350         void *ptr;
351         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
352
353         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
354         if (!bitmap)
355                 goto no_bitmap;
356
357         pages = kzalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
358         if (!pages)
359                 goto no_pages;
360
361         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
362                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page,
363                                               atomic_pool_init);
364         else
365                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, gfp, prot, &page,
366                                            atomic_pool_init);
367         if (ptr) {
368                 int i;
369
370                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
371                         pages[i] = page + i;
372
373                 spin_lock_init(&pool->lock);
374                 pool->vaddr = ptr;
375                 pool->pages = pages;
376                 pool->bitmap = bitmap;
377                 pool->nr_pages = nr_pages;
378                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
379                        (unsigned)pool->size / 1024);
380                 return 0;
381         }
382
383         kfree(pages);
384 no_pages:
385         kfree(bitmap);
386 no_bitmap:
387         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
388                (unsigned)pool->size / 1024);
389         return -ENOMEM;
390 }
391 /*
392  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
393  */
394 postcore_initcall(atomic_pool_init);
395
396 struct dma_contig_early_reserve {
397         phys_addr_t base;
398         unsigned long size;
399 };
400
401 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
402
403 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
404
405 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
406 {
407         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
408         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
409         dma_mmu_remap_num++;
410 }
411
412 void __init dma_contiguous_remap(void)
413 {
414         int i;
415         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
416                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
417                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
418                 struct map_desc map;
419                 unsigned long addr;
420
421                 if (end > arm_lowmem_limit)
422                         end = arm_lowmem_limit;
423                 if (start >= end)
424                         continue;
425
426                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
427                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
428                 map.length = end - start;
429                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
430
431                 /*
432                  * Clear previous low-memory mapping
433                  */
434                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
435                      addr += PMD_SIZE)
436                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
437
438                 iotable_init(&map, 1);
439         }
440 }
441
442 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
443                             void *data)
444 {
445         struct page *page = virt_to_page(addr);
446         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
447
448         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
449         return 0;
450 }
451
452 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
453 {
454         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
455         unsigned end = start + size;
456
457         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
458         dsb();
459         flush_tlb_kernel_range(start, end);
460 }
461
462 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
463                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
464                                  const void *caller)
465 {
466         struct page *page;
467         void *ptr;
468         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
469         if (!page)
470                 return NULL;
471
472         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
473         if (!ptr) {
474                 __dma_free_buffer(page, size);
475                 return NULL;
476         }
477
478         *ret_page = page;
479         return ptr;
480 }
481
482 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
483 {
484         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
485         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
486         unsigned int pageno;
487         unsigned long flags;
488         void *ptr = NULL;
489         unsigned long align_mask;
490
491         if (!pool->vaddr) {
492                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
493                 return NULL;
494         }
495
496         /*
497          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
498          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
499          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
500          */
501         align_mask = (1 << get_order(size)) - 1;
502
503         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
504         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
505                                             0, count, align_mask);
506         if (pageno < pool->nr_pages) {
507                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
508                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
509                 *ret_page = pool->pages[pageno];
510         } else {
511                 pr_err_once("ERROR: %u KiB atomic DMA coherent pool is too small!\n"
512                             "Please increase it with coherent_pool= kernel parameter!\n",
513                             (unsigned)pool->size / 1024);
514         }
515         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
516
517         return ptr;
518 }
519
520 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
521 {
522         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
523         void *end = start + size;
524         void *pool_start = pool->vaddr;
525         void *pool_end = pool->vaddr + pool->size;
526
527         if (start < pool_start || start >= pool_end)
528                 return false;
529
530         if (end <= pool_end)
531                 return true;
532
533         WARN(1, "Wrong coherent size(%p-%p) from atomic pool(%p-%p)\n",
534              start, end - 1, pool_start, pool_end - 1);
535
536         return false;
537 }
538
539 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
540 {
541         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
542         unsigned long pageno, count;
543         unsigned long flags;
544
545         if (!__in_atomic_pool(start, size))
546                 return 0;
547
548         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
549         count = size >> PAGE_SHIFT;
550
551         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
552         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
553         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
554
555         return 1;
556 }
557
558 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
559                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
560                                      const void *caller)
561 {
562         unsigned long order = get_order(size);
563         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
564         struct page *page;
565         void *ptr;
566
567         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
568         if (!page)
569                 return NULL;
570
571         __dma_clear_buffer(page, size);
572
573         if (PageHighMem(page)) {
574                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
575                 if (!ptr) {
576                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
577                         return NULL;
578                 }
579         } else {
580                 __dma_remap(page, size, prot);
581                 ptr = page_address(page);
582         }
583         *ret_page = page;
584         return ptr;
585 }
586
587 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
588                                    void *cpu_addr, size_t size)
589 {
590         if (PageHighMem(page))
591                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
592         else
593                 __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
594         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
595 }
596
597 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
598 {
599         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
600                             pgprot_writecombine(prot) :
601                             pgprot_dmacoherent(prot);
602         return prot;
603 }
604
605 #define nommu() 0
606
607 #else   /* !CONFIG_MMU */
608
609 #define nommu() 1
610
611 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
612 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
613 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
614 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c)        NULL
615 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
616 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size)       do { } while (0)
617 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
618
619 #endif  /* CONFIG_MMU */
620
621 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
622                                    struct page **ret_page)
623 {
624         struct page *page;
625         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
626         if (!page)
627                 return NULL;
628
629         *ret_page = page;
630         return page_address(page);
631 }
632
633
634
635 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
636                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent, const void *caller)
637 {
638         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
639         struct page *page = NULL;
640         void *addr;
641
642 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
643         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
644         if (limit && size >= limit) {
645                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
646                         size, mask);
647                 return NULL;
648         }
649 #endif
650
651         if (!mask)
652                 return NULL;
653
654         if (mask < 0xffffffffULL)
655                 gfp |= GFP_DMA;
656
657         /*
658          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
659          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
660          * handle them.  The real problem is that this flag probably
661          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
662          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
663          */
664         gfp &= ~(__GFP_COMP);
665
666         *handle = DMA_ERROR_CODE;
667         size = PAGE_ALIGN(size);
668
669         if (is_coherent || nommu())
670                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
671         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
672                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
673         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
674                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
675         else
676                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, caller);
677
678         if (addr)
679                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
680
681         return addr;
682 }
683
684 /*
685  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
686  * virtual and bus address for that space.
687  */
688 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
689                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
690 {
691         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
692         void *memory;
693
694         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
695                 return memory;
696
697         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
698                            __builtin_return_address(0));
699 }
700
701 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
702         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
703 {
704         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
705         void *memory;
706
707         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
708                 return memory;
709
710         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, true,
711                            __builtin_return_address(0));
712 }
713
714 /*
715  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
716  */
717 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
718                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
719                  struct dma_attrs *attrs)
720 {
721         int ret = -ENXIO;
722 #ifdef CONFIG_MMU
723         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
724         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
725         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
726         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
727
728         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
729
730         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
731                 return ret;
732
733         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
734                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
735                                       pfn + off,
736                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
737                                       vma->vm_page_prot);
738         }
739 #endif  /* CONFIG_MMU */
740
741         return ret;
742 }
743
744 /*
745  * Free a buffer as defined by the above mapping.
746  */
747 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
748                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
749                            bool is_coherent)
750 {
751         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
752
753         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
754                 return;
755
756         size = PAGE_ALIGN(size);
757
758         if (is_coherent || nommu()) {
759                 __dma_free_buffer(page, size);
760         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
761                 return;
762         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
763                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
764                 __dma_free_buffer(page, size);
765         } else {
766                 /*
767                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
768                  */
769                 WARN_ON(irqs_disabled());
770                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size);
771         }
772 }
773
774 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
775                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
776 {
777         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
778 }
779
780 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
781                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
782 {
783         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
784 }
785
786 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
787                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
788                  struct dma_attrs *attrs)
789 {
790         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
791         int ret;
792
793         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
794         if (unlikely(ret))
795                 return ret;
796
797         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
798         return 0;
799 }
800
801 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
802         size_t size, enum dma_data_direction dir,
803         void (*op)(const void *, size_t, int))
804 {
805         unsigned long pfn;
806         size_t left = size;
807
808         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
809         offset %= PAGE_SIZE;
810
811         /*
812          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
813          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
814          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
815          * optimized out.
816          */
817         do {
818                 size_t len = left;
819                 void *vaddr;
820
821                 page = pfn_to_page(pfn);
822
823                 if (PageHighMem(page)) {
824                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
825                                 len = PAGE_SIZE - offset;
826
827                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
828                                 vaddr = kmap_atomic(page);
829                                 op(vaddr + offset, len, dir);
830                                 kunmap_atomic(vaddr);
831                         } else {
832                                 vaddr = kmap_high_get(page);
833                                 if (vaddr) {
834                                         op(vaddr + offset, len, dir);
835                                         kunmap_high(page);
836                                 }
837                         }
838                 } else {
839                         vaddr = page_address(page) + offset;
840                         op(vaddr, len, dir);
841                 }
842                 offset = 0;
843                 pfn++;
844                 left -= len;
845         } while (left);
846 }
847
848 /*
849  * Make an area consistent for devices.
850  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
851  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
852  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
853  */
854 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
855         size_t size, enum dma_data_direction dir)
856 {
857         unsigned long paddr;
858
859         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
860
861         paddr = page_to_phys(page) + off;
862         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
863                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
864         } else {
865                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
866         }
867         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
868 }
869
870 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
871         size_t size, enum dma_data_direction dir)
872 {
873         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
874
875         /* FIXME: non-speculating: not required */
876         /* don't bother invalidating if DMA to device */
877         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
878                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
879
880         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
881
882         /*
883          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
884          */
885         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
886                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
887 }
888
889 /**
890  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
891  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
892  * @sg: list of buffers
893  * @nents: number of buffers to map
894  * @dir: DMA transfer direction
895  *
896  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
897  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
898  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
899  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
900  * sg_dma_{address,length}.
901  *
902  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
903  * here.
904  */
905 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
906                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
907 {
908         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
909         struct scatterlist *s;
910         int i, j;
911
912         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
913 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
914                 s->dma_length = s->length;
915 #endif
916                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
917                                                 s->length, dir, attrs);
918                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
919                         goto bad_mapping;
920         }
921         return nents;
922
923  bad_mapping:
924         for_each_sg(sg, s, i, j)
925                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
926         return 0;
927 }
928
929 /**
930  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
931  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
932  * @sg: list of buffers
933  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
934  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
935  *
936  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
937  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
938  */
939 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
940                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
941 {
942         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
943         struct scatterlist *s;
944
945         int i;
946
947         for_each_sg(sg, s, nents, i)
948                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
949 }
950
951 /**
952  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
953  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
954  * @sg: list of buffers
955  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
956  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
957  */
958 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
959                         int nents, enum dma_data_direction dir)
960 {
961         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
962         struct scatterlist *s;
963         int i;
964
965         for_each_sg(sg, s, nents, i)
966                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
967                                          dir);
968 }
969
970 /**
971  * arm_dma_sync_sg_for_device
972  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
973  * @sg: list of buffers
974  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
975  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
976  */
977 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
978                         int nents, enum dma_data_direction dir)
979 {
980         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
981         struct scatterlist *s;
982         int i;
983
984         for_each_sg(sg, s, nents, i)
985                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
986                                             dir);
987 }
988
989 /*
990  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
991  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
992  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
993  * to this function.
994  */
995 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
996 {
997         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
998                 return 0;
999         return 1;
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1002
1003 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1004 {
1005         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1006                 return -EIO;
1007
1008         *dev->dma_mask = dma_mask;
1009
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1014
1015 static int __init dma_debug_do_init(void)
1016 {
1017         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1018         return 0;
1019 }
1020 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1021
1022 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1023
1024 /* IOMMU */
1025
1026 static unsigned int prefetch_page_count = 1;
1027 static unsigned int gap_page_count = 1;
1028
1029 #define PF_PAGES_SIZE (prefetch_page_count << PAGE_SHIFT)
1030 #define PG_PAGES (prefetch_page_count + gap_page_count)
1031
1032 /* page to allow prefetches with no fault */
1033 static struct page *prefetch_pages;
1034
1035 static int __init prefetch_pages_init(void)
1036 {
1037         unsigned long order = get_order(PF_PAGES_SIZE);
1038
1039         prefetch_pages = alloc_pages(GFP_KERNEL, order);
1040         if (WARN_ON(!prefetch_pages))
1041                 prefetch_page_count = 0;
1042         else
1043                 __dma_clear_buffer(prefetch_pages, PAGE_SIZE << order);
1044         return 0;
1045 }
1046 core_initcall(prefetch_pages_init);
1047
1048 static int pg_iommu_map(struct iommu_domain *domain, unsigned long iova,
1049                         phys_addr_t phys, size_t len, int prot)
1050 {
1051         int err;
1052
1053         err = iommu_map(domain, iova + len, page_to_phys(prefetch_pages),
1054                            PF_PAGES_SIZE, prot);
1055         if (err)
1056                 return err;
1057
1058         err = iommu_map(domain, iova, phys, len, prot);
1059         if (err)
1060                 iommu_unmap(domain, iova + len, PF_PAGES_SIZE);
1061
1062         return err;
1063 }
1064
1065 static size_t pg_iommu_unmap(struct iommu_domain *domain,
1066                             unsigned long iova, size_t len)
1067 {
1068         phys_addr_t phys_addr;
1069
1070         phys_addr = iommu_iova_to_phys(domain, iova + len);
1071         BUG_ON(phys_addr != page_to_phys(prefetch_pages));
1072         iommu_unmap(domain, iova + len, PF_PAGES_SIZE);
1073         return iommu_unmap(domain, iova, len);
1074 }
1075
1076 static int pg_iommu_map_pages(struct iommu_domain *domain, unsigned long iova,
1077                     struct page **pages, size_t count, int prot)
1078 {
1079         int err;
1080
1081         err = iommu_map(domain, iova + (count << PAGE_SHIFT),
1082                            page_to_phys(prefetch_pages),
1083                            PF_PAGES_SIZE, prot);
1084         if (err)
1085                 return err;
1086
1087         err = iommu_map_pages(domain, iova, pages, count, prot);
1088         if (err)
1089                 iommu_unmap(domain, iova + (count << PAGE_SHIFT), PF_PAGES_SIZE);
1090
1091         return err;
1092 }
1093
1094 static int pg_iommu_map_sg(struct iommu_domain *domain, unsigned long iova,
1095                  struct scatterlist *sgl, int nents, int prot)
1096 {
1097         int err;
1098
1099         err = iommu_map(domain, iova + (nents << PAGE_SHIFT),
1100                            page_to_phys(prefetch_pages),
1101                            PF_PAGES_SIZE, prot);
1102         if (err)
1103                 return err;
1104
1105         err = iommu_map_sg(domain, iova, sgl, nents, prot);
1106         if (err)
1107                 iommu_unmap(domain, iova + (nents << PAGE_SHIFT), PF_PAGES_SIZE);
1108         return err;
1109 }
1110
1111 static size_t arm_iommu_iova_get_free_total(struct device *dev)
1112 {
1113         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1114         unsigned long flags;
1115         size_t size = 0;
1116         unsigned long start = 0;
1117
1118         BUG_ON(!dev);
1119         BUG_ON(!mapping);
1120
1121         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1122         while (1) {
1123                 unsigned long end;
1124
1125                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap,
1126                                                    mapping->bits, start, 1, 0);
1127                 if (start > mapping->bits)
1128                         break;
1129
1130                 end = find_next_bit(mapping->bitmap, mapping->bits, start);
1131                 size += end - start;
1132                 start = end;
1133         }
1134         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1135         return size << (mapping->order + PAGE_SHIFT);
1136 }
1137
1138 static size_t arm_iommu_iova_get_free_max(struct device *dev)
1139 {
1140         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1141         unsigned long flags;
1142         size_t max_free = 0;
1143         unsigned long start = 0;
1144
1145         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1146         while (1) {
1147                 unsigned long end;
1148
1149                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap,
1150                                                    mapping->bits, start, 1, 0);
1151                 if (start > mapping->bits)
1152                         break;
1153
1154                 end = find_next_bit(mapping->bitmap, mapping->bits, start);
1155                 max_free = max_t(size_t, max_free, end - start);
1156                 start = end;
1157         }
1158         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1159         return max_free << (mapping->order + PAGE_SHIFT);
1160 }
1161
1162 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1163                                       size_t size)
1164 {
1165         unsigned int order = get_order(size);
1166         unsigned int align = 0;
1167         unsigned int count, start;
1168         unsigned long flags;
1169
1170         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1171                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1172
1173         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) + PG_PAGES +
1174                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
1175
1176         if (order > mapping->order)
1177                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
1178
1179         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1180         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
1181                                            count, align);
1182         if (start > mapping->bits) {
1183                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1184                 return DMA_ERROR_CODE;
1185         }
1186
1187         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
1188         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1189
1190         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
1191 }
1192
1193 static dma_addr_t __alloc_iova_at(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1194                                   dma_addr_t *iova, size_t size)
1195 {
1196         unsigned int count, start, orig;
1197         unsigned long flags;
1198
1199         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) + PG_PAGES +
1200                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
1201
1202         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1203
1204         if ((*iova < mapping->base) || (*iova >= mapping->end)) {
1205                 *iova = -ENXIO;
1206                 goto err_out;
1207         }
1208
1209         orig = (*iova - mapping->base) >> (mapping->order + PAGE_SHIFT);
1210         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits,
1211                                            orig, count, 0);
1212
1213         if ((start > mapping->bits) || (orig != start)) {
1214                 *iova = -EINVAL;
1215                 goto err_out;
1216         }
1217
1218         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
1219         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1220
1221         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
1222
1223 err_out:
1224         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1225         return DMA_ERROR_CODE;
1226 }
1227
1228 static dma_addr_t arm_iommu_iova_alloc_at(struct device *dev, dma_addr_t *iova,
1229                                 size_t size)
1230 {
1231         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1232
1233         return __alloc_iova_at(mapping, iova, size);
1234 }
1235
1236 static dma_addr_t arm_iommu_iova_alloc(struct device *dev, size_t size)
1237 {
1238         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1239
1240         return __alloc_iova(mapping, size);
1241 }
1242
1243 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1244                                dma_addr_t addr, size_t size)
1245 {
1246         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
1247                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
1248         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) + PG_PAGES +
1249                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
1250         unsigned long flags;
1251
1252         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1253         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
1254         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1255 }
1256
1257 static void arm_iommu_iova_free(struct device *dev, dma_addr_t addr,
1258                                 size_t size)
1259 {
1260         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1261
1262         __free_iova(mapping, addr, size);
1263 }
1264
1265 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1266                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1267 {
1268         struct page **pages;
1269         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1270         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1271         int i = 0;
1272
1273         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1274                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
1275         else
1276                 pages = vzalloc(array_size);
1277         if (!pages)
1278                 return NULL;
1279
1280         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1281         {
1282                 unsigned long order = get_order(size);
1283                 struct page *page;
1284
1285                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1286                 if (!page)
1287                         goto error;
1288
1289                 __dma_clear_buffer(page, size);
1290
1291                 for (i = 0; i < count; i++)
1292                         pages[i] = page + i;
1293
1294                 return pages;
1295         }
1296
1297         /*
1298          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1299          */
1300         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1301
1302         while (count) {
1303                 int j, order = __fls(count);
1304
1305                 pages[i] = alloc_pages(gfp, order);
1306                 while (!pages[i] && order)
1307                         pages[i] = alloc_pages(gfp, --order);
1308                 if (!pages[i])
1309                         goto error;
1310
1311                 if (order) {
1312                         split_page(pages[i], order);
1313                         j = 1 << order;
1314                         while (--j)
1315                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1316                 }
1317
1318                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1319                 i += 1 << order;
1320                 count -= 1 << order;
1321         }
1322
1323         return pages;
1324 error:
1325         while (i--)
1326                 if (pages[i])
1327                         __free_pages(pages[i], 0);
1328         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1329                 kfree(pages);
1330         else
1331                 vfree(pages);
1332         return NULL;
1333 }
1334
1335 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1336                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1337 {
1338         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1339         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1340         int i;
1341
1342         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1343                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1344         } else {
1345                 for (i = 0; i < count; i++)
1346                         if (pages[i])
1347                                 __free_pages(pages[i], 0);
1348         }
1349
1350         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1351                 kfree(pages);
1352         else
1353                 vfree(pages);
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Create a CPU mapping for a specified pages
1359  */
1360 static void *
1361 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1362                     const void *caller)
1363 {
1364         unsigned int i, nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1365         struct vm_struct *area;
1366         unsigned long p;
1367
1368         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
1369                                   caller);
1370         if (!area)
1371                 return NULL;
1372
1373         area->pages = pages;
1374         area->nr_pages = nr_pages;
1375         p = (unsigned long)area->addr;
1376
1377         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1378                 phys_addr_t phys = __pfn_to_phys(page_to_pfn(pages[i]));
1379                 if (ioremap_page_range(p, p + PAGE_SIZE, phys, prot))
1380                         goto err;
1381                 p += PAGE_SIZE;
1382         }
1383         return area->addr;
1384 err:
1385         unmap_kernel_range((unsigned long)area->addr, size);
1386         vunmap(area->addr);
1387         return NULL;
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1392  */
1393 static dma_addr_t
1394 ____iommu_create_mapping(struct device *dev, dma_addr_t *req,
1395                          struct page **pages, size_t size,
1396                          struct dma_attrs *attrs)
1397 {
1398         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1399         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1400         dma_addr_t dma_addr, iova;
1401         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1402
1403         if (req)
1404                 dma_addr = __alloc_iova_at(mapping, req, size);
1405         else
1406                 dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1407
1408         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1409                 return dma_addr;
1410
1411         iova = dma_addr;
1412         for (i = 0; i < count; ) {
1413                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1414                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1415                 unsigned int len, j;
1416
1417                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1418                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1419                                 break;
1420
1421                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1422                 ret = pg_iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1423                                    (int)attrs);
1424                 if (ret < 0)
1425                         goto fail;
1426                 iova += len;
1427                 i = j;
1428         }
1429         return dma_addr;
1430 fail:
1431         pg_iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1432         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1433         return DMA_ERROR_CODE;
1434 }
1435
1436 static dma_addr_t
1437 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size,
1438                        struct dma_attrs *attrs)
1439 {
1440         return ____iommu_create_mapping(dev, NULL, pages, size, attrs);
1441 }
1442
1443 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1444 {
1445         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1446
1447         /*
1448          * add optional in-page offset from iova to size and align
1449          * result to page size
1450          */
1451         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1452         iova &= PAGE_MASK;
1453
1454         pg_iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1455         __free_iova(mapping, iova, size);
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1460 {
1461         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
1462         struct page **pages = pool->pages;
1463         int offs = (addr - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1464
1465         return pages + offs;
1466 }
1467
1468 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1469 {
1470         struct vm_struct *area;
1471
1472         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1473                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1474
1475         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1476                 return cpu_addr;
1477
1478         area = find_vm_area(cpu_addr);
1479         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1480                 return area->pages;
1481         return NULL;
1482 }
1483
1484 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1485                                   dma_addr_t *handle, struct dma_attrs *attrs)
1486 {
1487         struct page *page;
1488         void *addr;
1489
1490         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1491         if (!addr)
1492                 return NULL;
1493
1494         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size, attrs);
1495         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1496                 goto err_mapping;
1497
1498         dev_dbg(dev, "%s() %08x(%x)\n", __func__, *handle, size);
1499         return addr;
1500
1501 err_mapping:
1502         __free_from_pool(addr, size);
1503         return NULL;
1504 }
1505
1506 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1507                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1508 {
1509         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1510         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1511         dev_dbg(dev, "%s() %08x(%x)\n", __func__, handle, size);
1512 }
1513
1514 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1515             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1516 {
1517         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1518         struct page **pages;
1519         void *addr = NULL;
1520
1521         /* Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1522          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1523          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1524          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1525          * platform--see CONFIG_HUGETLB_PAGE. */
1526         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1527
1528         size = PAGE_ALIGN(size);
1529
1530         if (gfp & GFP_ATOMIC)
1531
1532                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle, attrs);
1533
1534         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1535         if (!pages)
1536                 return NULL;
1537
1538         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1539                 *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size, attrs);
1540         else
1541                 *handle = ____iommu_create_mapping(dev, handle, pages, size,
1542                                                    attrs);
1543
1544         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1545                 goto err_buffer;
1546
1547         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1548                 return pages;
1549
1550         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1551                                    __builtin_return_address(0));
1552         if (!addr)
1553                 goto err_mapping;
1554
1555         return addr;
1556
1557 err_mapping:
1558         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1559 err_buffer:
1560         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1561         return NULL;
1562 }
1563
1564 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1565                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1566                     struct dma_attrs *attrs)
1567 {
1568         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1569         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1570         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1571
1572         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1573
1574         if (!pages)
1575                 return -ENXIO;
1576
1577         do {
1578                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1579                 if (ret) {
1580                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1581                         return ret;
1582                 }
1583                 uaddr += PAGE_SIZE;
1584                 usize -= PAGE_SIZE;
1585         } while (usize > 0);
1586
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * free a page as defined by the above mapping.
1592  * Must not be called with IRQs disabled.
1593  */
1594 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1595                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1596 {
1597         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1598         size = PAGE_ALIGN(size);
1599
1600         if (!pages) {
1601                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1602                 return;
1603         }
1604
1605         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1606                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1607                 return;
1608         }
1609
1610         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1611                 unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
1612                 vunmap(cpu_addr);
1613         }
1614
1615         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1616         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1617 }
1618
1619 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1620                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1621                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1622 {
1623         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1624         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1625
1626         if (!pages)
1627                 return -ENXIO;
1628
1629         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1630                                          GFP_KERNEL);
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1635  */
1636 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1637                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1638                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1639                           bool is_coherent)
1640 {
1641         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1642         dma_addr_t iova, iova_base;
1643         int ret = 0;
1644         unsigned int count;
1645         struct scatterlist *s;
1646
1647         size = PAGE_ALIGN(size);
1648         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1649
1650         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1651         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1652                 return -ENOMEM;
1653
1654         if (is_coherent || dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1655                 goto skip_cmaint;
1656
1657         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1658                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1659
1660                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1661
1662                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1663                 iova += len;
1664         }
1665
1666 skip_cmaint:
1667         count = size >> PAGE_SHIFT;
1668         ret = pg_iommu_map_sg(mapping->domain, iova_base, sg, count,
1669                               (int)attrs);
1670         if (WARN_ON(ret < 0))
1671                 goto fail;
1672
1673         *handle = iova_base;
1674
1675         return 0;
1676 fail:
1677         pg_iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1678         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1683                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1684                      bool is_coherent)
1685 {
1686         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1687         int i, count = 0;
1688         unsigned int offset = s->offset;
1689         unsigned int size = s->offset + s->length;
1690         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1691
1692         for (i = 1; i < nents; i++) {
1693                 s = sg_next(s);
1694
1695                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1696                 s->dma_length = 0;
1697
1698                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1699                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1700                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1701                                 goto bad_mapping;
1702
1703                         dma->dma_address += offset;
1704                         dma->dma_length = size - offset;
1705
1706                         size = offset = s->offset;
1707                         start = s;
1708                         dma = sg_next(dma);
1709                         count += 1;
1710                 }
1711                 size += s->length;
1712         }
1713         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1714                 is_coherent) < 0)
1715                 goto bad_mapping;
1716
1717         dma->dma_address += offset;
1718         dma->dma_length = size - offset;
1719
1720         return count+1;
1721
1722 bad_mapping:
1723         for_each_sg(sg, s, count, i)
1724                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1725         return 0;
1726 }
1727
1728 /**
1729  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1730  * @dev: valid struct device pointer
1731  * @sg: list of buffers
1732  * @nents: number of buffers to map
1733  * @dir: DMA transfer direction
1734  *
1735  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1736  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1737  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1738  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1739  */
1740 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1741                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1742 {
1743         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1744 }
1745
1746 /**
1747  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1748  * @dev: valid struct device pointer
1749  * @sg: list of buffers
1750  * @nents: number of buffers to map
1751  * @dir: DMA transfer direction
1752  *
1753  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1754  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1755  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1756  * sg_dma_{address,length}.
1757  */
1758 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1759                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1760 {
1761         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1762 }
1763
1764 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1765                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1766                 bool is_coherent)
1767 {
1768         struct scatterlist *s;
1769         int i;
1770
1771         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1772                 if (sg_dma_len(s))
1773                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1774                                                sg_dma_len(s));
1775                 if (!is_coherent &&
1776                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1777                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1778                                               s->length, dir);
1779         }
1780 }
1781
1782 /**
1783  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1784  * @dev: valid struct device pointer
1785  * @sg: list of buffers
1786  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1787  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1788  *
1789  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1790  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1791  */
1792 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1793                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1794 {
1795         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1796 }
1797
1798 /**
1799  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1800  * @dev: valid struct device pointer
1801  * @sg: list of buffers
1802  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1803  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1804  *
1805  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1806  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1807  */
1808 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1809                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1810 {
1811         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1812 }
1813
1814 /**
1815  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1816  * @dev: valid struct device pointer
1817  * @sg: list of buffers
1818  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1819  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1820  */
1821 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1822                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1823 {
1824         struct scatterlist *s;
1825         int i;
1826
1827         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1828                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1829
1830 }
1831
1832 /**
1833  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1834  * @dev: valid struct device pointer
1835  * @sg: list of buffers
1836  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1837  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1838  */
1839 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1840                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1841 {
1842         struct scatterlist *s;
1843         int i;
1844
1845         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1846                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1847 }
1848
1849
1850 /**
1851  * arm_coherent_iommu_map_page
1852  * @dev: valid struct device pointer
1853  * @page: page that buffer resides in
1854  * @offset: offset into page for start of buffer
1855  * @size: size of buffer to map
1856  * @dir: DMA transfer direction
1857  *
1858  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1859  */
1860 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1861              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1862              struct dma_attrs *attrs)
1863 {
1864         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1865         dma_addr_t dma_addr;
1866         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1867
1868         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1869         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1870                 return dma_addr;
1871
1872         ret = pg_iommu_map(mapping->domain, dma_addr,
1873                            page_to_phys(page), len, (int)attrs);
1874         if (ret < 0)
1875                 goto fail;
1876
1877         return dma_addr + offset;
1878 fail:
1879         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1880         return DMA_ERROR_CODE;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * arm_iommu_map_page
1885  * @dev: valid struct device pointer
1886  * @page: page that buffer resides in
1887  * @offset: offset into page for start of buffer
1888  * @size: size of buffer to map
1889  * @dir: DMA transfer direction
1890  *
1891  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1892  */
1893 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1894              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1895              struct dma_attrs *attrs)
1896 {
1897         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1898                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1899
1900         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1901 }
1902
1903 static dma_addr_t arm_iommu_map_page_at(struct device *dev, struct page *page,
1904                  dma_addr_t dma_addr, unsigned long offset, size_t size,
1905                  enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1906 {
1907         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1908         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1909
1910         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1911                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1912
1913         ret = pg_iommu_map(mapping->domain, dma_addr,
1914                            page_to_phys(page), len, (int)attrs);
1915         if (ret < 0)
1916                 return DMA_ERROR_CODE;
1917
1918         return dma_addr + offset;
1919 }
1920
1921 static dma_addr_t arm_iommu_map_pages(struct device *dev, struct page **pages,
1922                                   dma_addr_t dma_handle, size_t count,
1923                                   enum dma_data_direction dir,
1924                                   struct dma_attrs *attrs)
1925 {
1926         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1927         int ret;
1928
1929         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs)) {
1930                 int i;
1931
1932                 for (i = 0; i < count; i++)
1933                         __dma_page_cpu_to_dev(pages[i], 0, PAGE_SIZE, dir);
1934         }
1935
1936         ret = pg_iommu_map_pages(mapping->domain, dma_handle, pages, count,
1937                                  (int)attrs);
1938         if (ret < 0)
1939                 return DMA_ERROR_CODE;
1940
1941         return dma_handle;
1942 }
1943
1944
1945 /**
1946  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1947  * @dev: valid struct device pointer
1948  * @handle: DMA address of buffer
1949  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1950  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1951  *
1952  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1953  */
1954 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1955                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1956                 struct dma_attrs *attrs)
1957 {
1958         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1959         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1960         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1961         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1962
1963         if (!iova)
1964                 return;
1965
1966         pg_iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1967         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_FREE_IOVA, attrs))
1968                 __free_iova(mapping, iova, len);
1969 }
1970
1971 /**
1972  * arm_iommu_unmap_page
1973  * @dev: valid struct device pointer
1974  * @handle: DMA address of buffer
1975  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1976  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1977  *
1978  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1979  */
1980 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1981                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1982                 struct dma_attrs *attrs)
1983 {
1984         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1985         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1986         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1987         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1988         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1989
1990         if (!iova)
1991                 return;
1992
1993         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1994                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1995
1996         pg_iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1997         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_FREE_IOVA, attrs))
1998                 __free_iova(mapping, iova, len);
1999 }
2000
2001 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
2002                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
2003 {
2004         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
2005         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
2006         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
2007         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
2008
2009         if (!iova)
2010                 return;
2011
2012         if (WARN_ON(!pfn_valid(page_to_pfn(page))))
2013                 return;
2014
2015         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
2016 }
2017
2018 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
2019                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
2020 {
2021         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
2022         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
2023         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
2024         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
2025
2026         if (!iova)
2027                 return;
2028
2029         if (WARN_ON(!pfn_valid(page_to_pfn(page))))
2030                 return;
2031
2032         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
2033 }
2034
2035 struct dma_map_ops iommu_ops = {
2036         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
2037         .free           = arm_iommu_free_attrs,
2038         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
2039         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
2040
2041         .map_page               = arm_iommu_map_page,
2042         .map_pages              = arm_iommu_map_pages,
2043         .map_page_at            = arm_iommu_map_page_at,
2044         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
2045         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
2046         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
2047
2048         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
2049         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
2050         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
2051         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
2052
2053         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
2054
2055         .iova_alloc             = arm_iommu_iova_alloc,
2056         .iova_alloc_at          = arm_iommu_iova_alloc_at,
2057         .iova_free              = arm_iommu_iova_free,
2058         .iova_get_free_total    = arm_iommu_iova_get_free_total,
2059         .iova_get_free_max      = arm_iommu_iova_get_free_max,
2060 };
2061
2062 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
2063         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
2064         .free           = arm_iommu_free_attrs,
2065         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
2066         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
2067
2068         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
2069         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
2070
2071         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
2072         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
2073
2074         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
2075 };
2076
2077 /**
2078  * arm_iommu_create_mapping
2079  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
2080  * @base: start address of the valid IO address space
2081  * @size: size of the valid IO address space
2082  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
2083  *
2084  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
2085  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
2086  * mapping with IOMMU aware functions.
2087  *
2088  * The client device need to be attached to the mapping with
2089  * arm_iommu_attach_device function.
2090  */
2091 struct dma_iommu_mapping *
2092 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
2093                          int order)
2094 {
2095         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
2096         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
2097         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2098         int err = -ENOMEM;
2099
2100         if (!count)
2101                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2102
2103         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
2104         if (!mapping)
2105                 goto err;
2106
2107         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
2108         if (!mapping->bitmap)
2109                 goto err2;
2110
2111         base = round_up(base, 1 << (order + PAGE_SHIFT));
2112         mapping->base = base;
2113         mapping->end = base + size;
2114         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
2115         mapping->order = order;
2116         spin_lock_init(&mapping->lock);
2117
2118         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
2119         if (!mapping->domain)
2120                 goto err3;
2121
2122         kref_init(&mapping->kref);
2123         return mapping;
2124 err3:
2125         kfree(mapping->bitmap);
2126 err2:
2127         kfree(mapping);
2128 err:
2129         return ERR_PTR(err);
2130 }
2131 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
2132
2133 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
2134 {
2135         struct dma_iommu_mapping *mapping =
2136                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
2137
2138         iommu_domain_free(mapping->domain);
2139         kfree(mapping->bitmap);
2140         kfree(mapping);
2141 }
2142
2143 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
2144 {
2145         if (mapping)
2146                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2147 }
2148 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
2149
2150 /**
2151  * arm_iommu_attach_device
2152  * @dev: valid struct device pointer
2153  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2154  *      arm_iommu_create_mapping)
2155  *
2156  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
2157  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2158  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
2159  * the same io address space mapping.
2160  */
2161 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2162                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2163 {
2164         int err;
2165         const struct dma_map_ops *org_ops;
2166         struct dma_iommu_mapping *org_map;
2167
2168         org_ops = get_dma_ops(dev);
2169         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2170
2171         org_map = dev->archdata.mapping;
2172         dev->archdata.mapping = mapping;
2173
2174         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
2175         if (err) {
2176                 set_dma_ops(dev, org_ops);
2177                 dev->archdata.mapping = org_map;
2178                 return err;
2179         }
2180
2181         kref_get(&mapping->kref);
2182
2183         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2184         return 0;
2185 }
2186 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2187
2188 /**
2189  * arm_iommu_detach_device
2190  * @dev: valid struct device pointer
2191  *
2192  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2193  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2194  */
2195 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2196 {
2197         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2198
2199         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2200         if (!mapping) {
2201                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2202                 return;
2203         }
2204
2205         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2206         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2207         mapping = NULL;
2208         set_dma_ops(dev, NULL);
2209
2210         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2211 }
2212 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2213
2214 #endif