ARM: DMA-Mapping: print warning when atomic coherent allocation fails
[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 (!arch_is_coherent() && !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 /**
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() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
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         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
129         .map_page               = arm_dma_map_page,
130         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
131         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
132         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
133         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
134         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
135         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
136         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
137         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
138 };
139 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
140
141 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
142 {
143         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
144
145         if (dev) {
146                 mask = dev->coherent_dma_mask;
147
148                 /*
149                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
150                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
151                  */
152                 if (mask == 0) {
153                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
154                         return 0;
155                 }
156
157                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
158                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
159                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
160                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
161                         return 0;
162                 }
163         }
164
165         return mask;
166 }
167
168 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
169 {
170         void *ptr;
171         /*
172          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
173          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
174          */
175         ptr = page_address(page);
176         if (ptr) {
177                 memset(ptr, 0, size);
178                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
179                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
180         }
181 }
182
183 /*
184  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
185  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
186  */
187 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
188 {
189         unsigned long order = get_order(size);
190         struct page *page, *p, *e;
191
192         page = alloc_pages(gfp, order);
193         if (!page)
194                 return NULL;
195
196         /*
197          * Now split the huge page and free the excess pages
198          */
199         split_page(page, order);
200         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
201                 __free_page(p);
202
203         __dma_clear_buffer(page, size);
204
205         return page;
206 }
207
208 /*
209  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
210  */
211 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
212 {
213         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
214
215         while (page < e) {
216                 __free_page(page);
217                 page++;
218         }
219 }
220
221 #ifdef CONFIG_MMU
222 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
223 #error ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
224 #endif
225
226 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
227                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page);
228
229 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
230                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
231                                  const void *caller);
232
233 static void *
234 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
235         const void *caller)
236 {
237         struct vm_struct *area;
238         unsigned long addr;
239
240         /*
241          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
242          * set VM_USERMAP flags too.
243          */
244         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
245                                   caller);
246         if (!area)
247                 return NULL;
248         addr = (unsigned long)area->addr;
249         area->phys_addr = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
250
251         if (ioremap_page_range(addr, addr + size, area->phys_addr, prot)) {
252                 vunmap((void *)addr);
253                 return NULL;
254         }
255         return (void *)addr;
256 }
257
258 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
259 {
260         unsigned int flags = VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP;
261         struct vm_struct *area = find_vm_area(cpu_addr);
262         if (!area || (area->flags & flags) != flags) {
263                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
264                 return;
265         }
266         unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
267         vunmap(cpu_addr);
268 }
269
270 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
271
272 struct dma_pool {
273         size_t size;
274         spinlock_t lock;
275         unsigned long *bitmap;
276         unsigned long nr_pages;
277         void *vaddr;
278         struct page *page;
279 };
280
281 static struct dma_pool atomic_pool = {
282         .size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE,
283 };
284
285 static int __init early_coherent_pool(char *p)
286 {
287         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
288         return 0;
289 }
290 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
291
292 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
293 {
294         /*
295          * Catch any attempt to set the pool size too late.
296          */
297         BUG_ON(atomic_pool.vaddr);
298
299         /*
300          * Set architecture specific coherent pool size only if
301          * it has not been changed by kernel command line parameter.
302          */
303         if (atomic_pool.size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
304                 atomic_pool.size = size;
305 }
306
307 /*
308  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
309  */
310 static int __init atomic_pool_init(void)
311 {
312         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
313         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(pgprot_kernel);
314         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
315         unsigned long *bitmap;
316         struct page *page;
317         void *ptr;
318         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
319
320         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
321         if (!bitmap)
322                 goto no_bitmap;
323
324         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
325                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page);
326         else
327                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, GFP_KERNEL, prot,
328                                            &page, NULL);
329         if (ptr) {
330                 spin_lock_init(&pool->lock);
331                 pool->vaddr = ptr;
332                 pool->page = page;
333                 pool->bitmap = bitmap;
334                 pool->nr_pages = nr_pages;
335                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
336                        (unsigned)pool->size / 1024);
337                 return 0;
338         }
339         kfree(bitmap);
340 no_bitmap:
341         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
342                (unsigned)pool->size / 1024);
343         return -ENOMEM;
344 }
345 /*
346  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
347  */
348 postcore_initcall(atomic_pool_init);
349
350 struct dma_contig_early_reserve {
351         phys_addr_t base;
352         unsigned long size;
353 };
354
355 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
356
357 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
358
359 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
360 {
361         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
362         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
363         dma_mmu_remap_num++;
364 }
365
366 void __init dma_contiguous_remap(void)
367 {
368         int i;
369         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
370                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
371                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
372                 struct map_desc map;
373                 unsigned long addr;
374
375                 if (end > arm_lowmem_limit)
376                         end = arm_lowmem_limit;
377                 if (start >= end)
378                         continue;
379
380                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
381                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
382                 map.length = end - start;
383                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
384
385                 /*
386                  * Clear previous low-memory mapping
387                  */
388                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
389                      addr += PMD_SIZE)
390                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
391
392                 iotable_init(&map, 1);
393         }
394 }
395
396 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
397                             void *data)
398 {
399         struct page *page = virt_to_page(addr);
400         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
401
402         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
403         return 0;
404 }
405
406 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
407 {
408         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
409         unsigned end = start + size;
410
411         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
412         dsb();
413         flush_tlb_kernel_range(start, end);
414 }
415
416 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
417                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
418                                  const void *caller)
419 {
420         struct page *page;
421         void *ptr;
422         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
423         if (!page)
424                 return NULL;
425
426         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
427         if (!ptr) {
428                 __dma_free_buffer(page, size);
429                 return NULL;
430         }
431
432         *ret_page = page;
433         return ptr;
434 }
435
436 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
437 {
438         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
439         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
440         unsigned int pageno;
441         unsigned long flags;
442         void *ptr = NULL;
443         unsigned long align_mask;
444
445         if (!pool->vaddr) {
446                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
447                 return NULL;
448         }
449
450         /*
451          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
452          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
453          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
454          */
455         align_mask = (1 << get_order(size)) - 1;
456
457         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
458         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
459                                             0, count, align_mask);
460         if (pageno < pool->nr_pages) {
461                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
462                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
463                 *ret_page = pool->page + pageno;
464         } else {
465                 pr_err_once("ERROR: %u KiB atomic DMA coherent pool is too small!\n"
466                             "Please increase it with coherent_pool= kernel parameter!\n",
467                             (unsigned)pool->size / 1024);
468         }
469         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
470
471         return ptr;
472 }
473
474 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
475 {
476         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
477         unsigned long pageno, count;
478         unsigned long flags;
479
480         if (start < pool->vaddr || start > pool->vaddr + pool->size)
481                 return 0;
482
483         if (start + size > pool->vaddr + pool->size) {
484                 WARN(1, "freeing wrong coherent size from pool\n");
485                 return 0;
486         }
487
488         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
489         count = size >> PAGE_SHIFT;
490
491         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
492         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
493         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
494
495         return 1;
496 }
497
498 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
499                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page)
500 {
501         unsigned long order = get_order(size);
502         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
503         struct page *page;
504
505         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
506         if (!page)
507                 return NULL;
508
509         __dma_clear_buffer(page, size);
510         __dma_remap(page, size, prot);
511
512         *ret_page = page;
513         return page_address(page);
514 }
515
516 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
517                                    size_t size)
518 {
519         __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
520         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
521 }
522
523 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
524 {
525         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
526                             pgprot_writecombine(prot) :
527                             pgprot_dmacoherent(prot);
528         return prot;
529 }
530
531 #define nommu() 0
532
533 #else   /* !CONFIG_MMU */
534
535 #define nommu() 1
536
537 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
538 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
539 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
540 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret)           NULL
541 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
542 #define __free_from_contiguous(dev, page, size)                 do { } while (0)
543 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
544
545 #endif  /* CONFIG_MMU */
546
547 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
548                                    struct page **ret_page)
549 {
550         struct page *page;
551         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
552         if (!page)
553                 return NULL;
554
555         *ret_page = page;
556         return page_address(page);
557 }
558
559
560
561 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
562                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, const void *caller)
563 {
564         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
565         struct page *page;
566         void *addr;
567
568 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
569         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
570         if (limit && size >= limit) {
571                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
572                         size, mask);
573                 return NULL;
574         }
575 #endif
576
577         if (!mask)
578                 return NULL;
579
580         if (mask < 0xffffffffULL)
581                 gfp |= GFP_DMA;
582
583         /*
584          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
585          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
586          * handle them.  The real problem is that this flag probably
587          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
588          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
589          */
590         gfp &= ~(__GFP_COMP);
591
592         *handle = DMA_ERROR_CODE;
593         size = PAGE_ALIGN(size);
594
595         if (arch_is_coherent() || nommu())
596                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
597         else if (gfp & GFP_ATOMIC)
598                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
599         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
600                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
601         else
602                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page);
603
604         if (addr)
605                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
606
607         return addr;
608 }
609
610 /*
611  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
612  * virtual and bus address for that space.
613  */
614 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
615                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
616 {
617         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
618         void *memory;
619
620         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
621                 return memory;
622
623         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot,
624                            __builtin_return_address(0));
625 }
626
627 /*
628  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
629  */
630 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
631                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
632                  struct dma_attrs *attrs)
633 {
634         int ret = -ENXIO;
635 #ifdef CONFIG_MMU
636         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
637         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
638         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
639         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
640
641         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
642
643         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
644                 return ret;
645
646         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
647                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
648                                       pfn + off,
649                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
650                                       vma->vm_page_prot);
651         }
652 #endif  /* CONFIG_MMU */
653
654         return ret;
655 }
656
657 /*
658  * Free a buffer as defined by the above mapping.
659  */
660 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
661                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
662 {
663         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
664
665         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
666                 return;
667
668         size = PAGE_ALIGN(size);
669
670         if (arch_is_coherent() || nommu()) {
671                 __dma_free_buffer(page, size);
672         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
673                 return;
674         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
675                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
676                 __dma_free_buffer(page, size);
677         } else {
678                 /*
679                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
680                  */
681                 WARN_ON(irqs_disabled());
682                 __free_from_contiguous(dev, page, size);
683         }
684 }
685
686 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
687                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
688                  struct dma_attrs *attrs)
689 {
690         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
691         int ret;
692
693         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
694         if (unlikely(ret))
695                 return ret;
696
697         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
698         return 0;
699 }
700
701 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
702         size_t size, enum dma_data_direction dir,
703         void (*op)(const void *, size_t, int))
704 {
705         /*
706          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
707          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
708          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
709          * optimized out.
710          */
711         size_t left = size;
712         do {
713                 size_t len = left;
714                 void *vaddr;
715
716                 if (PageHighMem(page)) {
717                         if (len + offset > PAGE_SIZE) {
718                                 if (offset >= PAGE_SIZE) {
719                                         page += offset / PAGE_SIZE;
720                                         offset %= PAGE_SIZE;
721                                 }
722                                 len = PAGE_SIZE - offset;
723                         }
724                         vaddr = kmap_high_get(page);
725                         if (vaddr) {
726                                 vaddr += offset;
727                                 op(vaddr, len, dir);
728                                 kunmap_high(page);
729                         } else if (cache_is_vipt()) {
730                                 /* unmapped pages might still be cached */
731                                 vaddr = kmap_atomic(page);
732                                 op(vaddr + offset, len, dir);
733                                 kunmap_atomic(vaddr);
734                         }
735                 } else {
736                         vaddr = page_address(page) + offset;
737                         op(vaddr, len, dir);
738                 }
739                 offset = 0;
740                 page++;
741                 left -= len;
742         } while (left);
743 }
744
745 /*
746  * Make an area consistent for devices.
747  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
748  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
749  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
750  */
751 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
752         size_t size, enum dma_data_direction dir)
753 {
754         unsigned long paddr;
755
756         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
757
758         paddr = page_to_phys(page) + off;
759         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
760                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
761         } else {
762                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
763         }
764         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
765 }
766
767 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
768         size_t size, enum dma_data_direction dir)
769 {
770         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
771
772         /* FIXME: non-speculating: not required */
773         /* don't bother invalidating if DMA to device */
774         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
775                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
776
777         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
778
779         /*
780          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
781          */
782         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
783                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
784 }
785
786 /**
787  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
788  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
789  * @sg: list of buffers
790  * @nents: number of buffers to map
791  * @dir: DMA transfer direction
792  *
793  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
794  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
795  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
796  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
797  * sg_dma_{address,length}.
798  *
799  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
800  * here.
801  */
802 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
803                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
804 {
805         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
806         struct scatterlist *s;
807         int i, j;
808
809         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
810 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
811                 s->dma_length = s->length;
812 #endif
813                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
814                                                 s->length, dir, attrs);
815                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
816                         goto bad_mapping;
817         }
818         return nents;
819
820  bad_mapping:
821         for_each_sg(sg, s, i, j)
822                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
823         return 0;
824 }
825
826 /**
827  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
828  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
829  * @sg: list of buffers
830  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
831  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
832  *
833  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
834  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
835  */
836 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
837                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
838 {
839         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
840         struct scatterlist *s;
841
842         int i;
843
844         for_each_sg(sg, s, nents, i)
845                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
846 }
847
848 /**
849  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
850  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
851  * @sg: list of buffers
852  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
853  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
854  */
855 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
856                         int nents, enum dma_data_direction dir)
857 {
858         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
859         struct scatterlist *s;
860         int i;
861
862         for_each_sg(sg, s, nents, i)
863                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
864                                          dir);
865 }
866
867 /**
868  * arm_dma_sync_sg_for_device
869  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
870  * @sg: list of buffers
871  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
872  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
873  */
874 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
875                         int nents, enum dma_data_direction dir)
876 {
877         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
878         struct scatterlist *s;
879         int i;
880
881         for_each_sg(sg, s, nents, i)
882                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
883                                             dir);
884 }
885
886 /*
887  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
888  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
889  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
890  * to this function.
891  */
892 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
893 {
894         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
895                 return 0;
896         return 1;
897 }
898 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
899
900 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
901 {
902         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
903                 return -EIO;
904
905         *dev->dma_mask = dma_mask;
906
907         return 0;
908 }
909
910 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
911
912 static int __init dma_debug_do_init(void)
913 {
914         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
915         return 0;
916 }
917 fs_initcall(dma_debug_do_init);
918
919 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
920
921 /* IOMMU */
922
923 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
924                                       size_t size)
925 {
926         unsigned int order = get_order(size);
927         unsigned int align = 0;
928         unsigned int count, start;
929         unsigned long flags;
930
931         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) +
932                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
933
934         if (order > mapping->order)
935                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
936
937         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
938         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
939                                            count, align);
940         if (start > mapping->bits) {
941                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
942                 return DMA_ERROR_CODE;
943         }
944
945         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
946         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
947
948         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
949 }
950
951 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
952                                dma_addr_t addr, size_t size)
953 {
954         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
955                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
956         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) +
957                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
958         unsigned long flags;
959
960         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
961         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
962         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
963 }
964
965 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
966 {
967         struct page **pages;
968         int count = size >> PAGE_SHIFT;
969         int array_size = count * sizeof(struct page *);
970         int i = 0;
971
972         if (array_size <= PAGE_SIZE)
973                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
974         else
975                 pages = vzalloc(array_size);
976         if (!pages)
977                 return NULL;
978
979         while (count) {
980                 int j, order = __fls(count);
981
982                 pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, order);
983                 while (!pages[i] && order)
984                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, --order);
985                 if (!pages[i])
986                         goto error;
987
988                 if (order)
989                         split_page(pages[i], order);
990                 j = 1 << order;
991                 while (--j)
992                         pages[i + j] = pages[i] + j;
993
994                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
995                 i += 1 << order;
996                 count -= 1 << order;
997         }
998
999         return pages;
1000 error:
1001         while (i--)
1002                 if (pages[i])
1003                         __free_pages(pages[i], 0);
1004         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1005                 kfree(pages);
1006         else
1007                 vfree(pages);
1008         return NULL;
1009 }
1010
1011 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1012 {
1013         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1014         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1015         int i;
1016         for (i = 0; i < count; i++)
1017                 if (pages[i])
1018                         __free_pages(pages[i], 0);
1019         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1020                 kfree(pages);
1021         else
1022                 vfree(pages);
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Create a CPU mapping for a specified pages
1028  */
1029 static void *
1030 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1031                     const void *caller)
1032 {
1033         unsigned int i, nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1034         struct vm_struct *area;
1035         unsigned long p;
1036
1037         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
1038                                   caller);
1039         if (!area)
1040                 return NULL;
1041
1042         area->pages = pages;
1043         area->nr_pages = nr_pages;
1044         p = (unsigned long)area->addr;
1045
1046         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1047                 phys_addr_t phys = __pfn_to_phys(page_to_pfn(pages[i]));
1048                 if (ioremap_page_range(p, p + PAGE_SIZE, phys, prot))
1049                         goto err;
1050                 p += PAGE_SIZE;
1051         }
1052         return area->addr;
1053 err:
1054         unmap_kernel_range((unsigned long)area->addr, size);
1055         vunmap(area->addr);
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1061  */
1062 static dma_addr_t
1063 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1064 {
1065         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1066         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1067         dma_addr_t dma_addr, iova;
1068         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1069
1070         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1071         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1072                 return dma_addr;
1073
1074         iova = dma_addr;
1075         for (i = 0; i < count; ) {
1076                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1077                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1078                 unsigned int len, j;
1079
1080                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1081                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1082                                 break;
1083
1084                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1085                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1086                 if (ret < 0)
1087                         goto fail;
1088                 iova += len;
1089                 i = j;
1090         }
1091         return dma_addr;
1092 fail:
1093         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1094         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1095         return DMA_ERROR_CODE;
1096 }
1097
1098 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1099 {
1100         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1101
1102         /*
1103          * add optional in-page offset from iova to size and align
1104          * result to page size
1105          */
1106         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1107         iova &= PAGE_MASK;
1108
1109         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1110         __free_iova(mapping, iova, size);
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1115 {
1116         struct vm_struct *area;
1117
1118         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1119                 return cpu_addr;
1120
1121         area = find_vm_area(cpu_addr);
1122         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1123                 return area->pages;
1124         return NULL;
1125 }
1126
1127 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1128             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1129 {
1130         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1131         struct page **pages;
1132         void *addr = NULL;
1133
1134         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1135         size = PAGE_ALIGN(size);
1136
1137         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp);
1138         if (!pages)
1139                 return NULL;
1140
1141         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1142         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1143                 goto err_buffer;
1144
1145         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1146                 return pages;
1147
1148         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1149                                    __builtin_return_address(0));
1150         if (!addr)
1151                 goto err_mapping;
1152
1153         return addr;
1154
1155 err_mapping:
1156         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1157 err_buffer:
1158         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1159         return NULL;
1160 }
1161
1162 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1163                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1164                     struct dma_attrs *attrs)
1165 {
1166         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1167         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1168         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1169
1170         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1171
1172         if (!pages)
1173                 return -ENXIO;
1174
1175         do {
1176                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1177                 if (ret) {
1178                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1179                         return ret;
1180                 }
1181                 uaddr += PAGE_SIZE;
1182                 usize -= PAGE_SIZE;
1183         } while (usize > 0);
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * free a page as defined by the above mapping.
1190  * Must not be called with IRQs disabled.
1191  */
1192 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1193                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1194 {
1195         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1196         size = PAGE_ALIGN(size);
1197
1198         if (!pages) {
1199                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1200                 return;
1201         }
1202
1203         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1204                 unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
1205                 vunmap(cpu_addr);
1206         }
1207
1208         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1209         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1210 }
1211
1212 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1213                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1214                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1215 {
1216         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1217         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1218
1219         if (!pages)
1220                 return -ENXIO;
1221
1222         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1223                                          GFP_KERNEL);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1228  */
1229 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1230                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1231                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1232 {
1233         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1234         dma_addr_t iova, iova_base;
1235         int ret = 0;
1236         unsigned int count;
1237         struct scatterlist *s;
1238
1239         size = PAGE_ALIGN(size);
1240         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1241
1242         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1243         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1244                 return -ENOMEM;
1245
1246         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1247                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1248                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1249
1250                 if (!arch_is_coherent() &&
1251                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1252                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1253
1254                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1255                 if (ret < 0)
1256                         goto fail;
1257                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1258                 iova += len;
1259         }
1260         *handle = iova_base;
1261
1262         return 0;
1263 fail:
1264         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1265         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 /**
1270  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1271  * @dev: valid struct device pointer
1272  * @sg: list of buffers
1273  * @nents: number of buffers to map
1274  * @dir: DMA transfer direction
1275  *
1276  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1277  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1278  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1279  * sg_dma_{address,length}.
1280  */
1281 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1282                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1283 {
1284         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1285         int i, count = 0;
1286         unsigned int offset = s->offset;
1287         unsigned int size = s->offset + s->length;
1288         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1289
1290         for (i = 1; i < nents; i++) {
1291                 s = sg_next(s);
1292
1293                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1294                 s->dma_length = 0;
1295
1296                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1297                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1298                             dir, attrs) < 0)
1299                                 goto bad_mapping;
1300
1301                         dma->dma_address += offset;
1302                         dma->dma_length = size - offset;
1303
1304                         size = offset = s->offset;
1305                         start = s;
1306                         dma = sg_next(dma);
1307                         count += 1;
1308                 }
1309                 size += s->length;
1310         }
1311         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs) < 0)
1312                 goto bad_mapping;
1313
1314         dma->dma_address += offset;
1315         dma->dma_length = size - offset;
1316
1317         return count+1;
1318
1319 bad_mapping:
1320         for_each_sg(sg, s, count, i)
1321                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1322         return 0;
1323 }
1324
1325 /**
1326  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1327  * @dev: valid struct device pointer
1328  * @sg: list of buffers
1329  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1330  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1331  *
1332  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1333  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1334  */
1335 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1336                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1337 {
1338         struct scatterlist *s;
1339         int i;
1340
1341         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1342                 if (sg_dma_len(s))
1343                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1344                                                sg_dma_len(s));
1345                 if (!arch_is_coherent() &&
1346                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1347                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1348                                               s->length, dir);
1349         }
1350 }
1351
1352 /**
1353  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1354  * @dev: valid struct device pointer
1355  * @sg: list of buffers
1356  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1357  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1358  */
1359 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1360                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1361 {
1362         struct scatterlist *s;
1363         int i;
1364
1365         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1366                 if (!arch_is_coherent())
1367                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1368
1369 }
1370
1371 /**
1372  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1373  * @dev: valid struct device pointer
1374  * @sg: list of buffers
1375  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1376  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1377  */
1378 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1379                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1380 {
1381         struct scatterlist *s;
1382         int i;
1383
1384         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1385                 if (!arch_is_coherent())
1386                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1387 }
1388
1389
1390 /**
1391  * arm_iommu_map_page
1392  * @dev: valid struct device pointer
1393  * @page: page that buffer resides in
1394  * @offset: offset into page for start of buffer
1395  * @size: size of buffer to map
1396  * @dir: DMA transfer direction
1397  *
1398  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1399  */
1400 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1401              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1402              struct dma_attrs *attrs)
1403 {
1404         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1405         dma_addr_t dma_addr;
1406         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1407
1408         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1409                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1410
1411         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1412         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1413                 return dma_addr;
1414
1415         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, 0);
1416         if (ret < 0)
1417                 goto fail;
1418
1419         return dma_addr + offset;
1420 fail:
1421         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1422         return DMA_ERROR_CODE;
1423 }
1424
1425 /**
1426  * arm_iommu_unmap_page
1427  * @dev: valid struct device pointer
1428  * @handle: DMA address of buffer
1429  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1430  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1431  *
1432  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1433  */
1434 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1435                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1436                 struct dma_attrs *attrs)
1437 {
1438         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1439         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1440         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1441         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1442         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1443
1444         if (!iova)
1445                 return;
1446
1447         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1448                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1449
1450         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1451         __free_iova(mapping, iova, len);
1452 }
1453
1454 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1455                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1456 {
1457         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1458         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1459         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1460         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1461
1462         if (!iova)
1463                 return;
1464
1465         if (!arch_is_coherent())
1466                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1467 }
1468
1469 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1470                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1471 {
1472         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1473         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1474         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1475         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1476
1477         if (!iova)
1478                 return;
1479
1480         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1481 }
1482
1483 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1484         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1485         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1486         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1487         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1488
1489         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1490         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1491         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1492         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1493
1494         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1495         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1496         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1497         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1498 };
1499
1500 /**
1501  * arm_iommu_create_mapping
1502  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1503  * @base: start address of the valid IO address space
1504  * @size: size of the valid IO address space
1505  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
1506  *
1507  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1508  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1509  * mapping with IOMMU aware functions.
1510  *
1511  * The client device need to be attached to the mapping with
1512  * arm_iommu_attach_device function.
1513  */
1514 struct dma_iommu_mapping *
1515 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
1516                          int order)
1517 {
1518         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
1519         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
1520         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1521         int err = -ENOMEM;
1522
1523         if (!count)
1524                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1525
1526         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1527         if (!mapping)
1528                 goto err;
1529
1530         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1531         if (!mapping->bitmap)
1532                 goto err2;
1533
1534         mapping->base = base;
1535         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1536         mapping->order = order;
1537         spin_lock_init(&mapping->lock);
1538
1539         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1540         if (!mapping->domain)
1541                 goto err3;
1542
1543         kref_init(&mapping->kref);
1544         return mapping;
1545 err3:
1546         kfree(mapping->bitmap);
1547 err2:
1548         kfree(mapping);
1549 err:
1550         return ERR_PTR(err);
1551 }
1552
1553 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1554 {
1555         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1556                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1557
1558         iommu_domain_free(mapping->domain);
1559         kfree(mapping->bitmap);
1560         kfree(mapping);
1561 }
1562
1563 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1564 {
1565         if (mapping)
1566                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1567 }
1568
1569 /**
1570  * arm_iommu_attach_device
1571  * @dev: valid struct device pointer
1572  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1573  *      arm_iommu_create_mapping)
1574  *
1575  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
1576  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
1577  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
1578  * the same io address space mapping.
1579  */
1580 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1581                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
1582 {
1583         int err;
1584
1585         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1586         if (err)
1587                 return err;
1588
1589         kref_get(&mapping->kref);
1590         dev->archdata.mapping = mapping;
1591         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
1592
1593         pr_info("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1594         return 0;
1595 }
1596
1597 #endif