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/bootmem.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/gfp.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/list.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/device.h>
  20 #include <linux/dma-mapping.h>
  21 #include <linux/dma-contiguous.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/memblock.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/iommu.h>
  26 #include <linux/io.h>
  27 #include <linux/vmalloc.h>
  28 #include <linux/sizes.h>
  29
  30 #include <asm/memory.h>
  31 #include <asm/highmem.h>
  32 #include <asm/cacheflush.h>
  33 #include <asm/tlbflush.h>
  34 #include <asm/mach/arch.h>
  35 #include <asm/dma-iommu.h>
  36 #include <asm/mach/map.h>
  37 #include <asm/system_info.h>
  38 #include <asm/dma-contiguous.h>
  39
  40 #include "mm.h"
  41
  42 /*
  43  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
  44  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
  45  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
  46  * represent the transitions between these two ownership states.
  47  *
  48  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
  49  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
  50  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
  51  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
  52  *
  53  */
  54 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
  55                 size_t, enum dma_data_direction);
  56 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
  57                 size_t, enum dma_data_direction);
  58
  59 /**
  60  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
  61  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  62  * @page: page that buffer resides in
  63  * @offset: offset into page for start of buffer
  64  * @size: size of buffer to map
  65  * @dir: DMA transfer direction
  66  *
  67  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
  68  * or written back.
  69  *
  70  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
  71  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
  72  */
  73 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  74              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  75              struct dma_attrs *attrs)
  76 {
  77         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
  78                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
  79         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  80 }
  81
  82 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  83              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  84              struct dma_attrs *attrs)
  85 {
  86         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  87 }
  88
  89 /**
  90  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
  91  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  92  * @handle: DMA address of buffer
  93  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
  94  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
  95  *
  96  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
  97  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
  98  * All other usages are undefined.
  99  *
 100  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
 101  * whatever the device wrote there.
 102  */
 103 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
 104                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
 105                 struct dma_attrs *attrs)
 106 {
 107         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
 108                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
 109                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
 110 }
 111
 112 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
 113                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 114 {
 115         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 116         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 117         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
 118 }
 119
 120 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 121                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 122 {
 123         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 124         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 125         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
 126 }
 127
 128 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
 129         .alloc                  = arm_dma_alloc,
 130         .free                   = arm_dma_free,
 131         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 132         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 133         .map_page               = arm_dma_map_page,
 134         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
 135         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 136         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
 137         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
 138         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
 139         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
 140         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
 141         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 142 };
 143 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
 144
 145 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 146         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
 147 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 148                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
 149
 150 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
 151         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
 152         .free                   = arm_coherent_dma_free,
 153         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 154         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 155         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
 156         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 157         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 158 };
 159 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
 160
 161 static int __dma_supported(struct device *dev, u64 mask, bool warn)
 162 {
 163         unsigned long max_dma_pfn;
 164
 165         /*
 166          * If the mask allows for more memory than we can address,
 167          * and we actually have that much memory, then we must
 168          * indicate that DMA to this device is not supported.
 169          */
 170         if (sizeof(mask) != sizeof(dma_addr_t) &&
 171             mask > (dma_addr_t)~0 &&
 172             dma_to_pfn(dev, ~0) < max_pfn) {
 173                 if (warn) {
 174                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx is larger than dma_addr_t allows\n",
 175                                  mask);
 176                         dev_warn(dev, "Driver did not use or check the return value from dma_set_coherent_mask()?\n");
 177                 }
 178                 return 0;
 179         }
 180
 181         max_dma_pfn = min(max_pfn, arm_dma_pfn_limit);
 182
 183         /*
 184          * Translate the device's DMA mask to a PFN limit.  This
 185          * PFN number includes the page which we can DMA to.
 186          */
 187         if (dma_to_pfn(dev, mask) < max_dma_pfn) {
 188                 if (warn)
 189                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx (pfn %#lx-%#lx) covers a smaller range of system memory than the DMA zone pfn 0x0-%#lx\n",
 190                                  mask,
 191                                  dma_to_pfn(dev, 0), dma_to_pfn(dev, mask) + 1,
 192                                  max_dma_pfn + 1);
 193                 return 0;
 194         }
 195
 196         return 1;
 197 }
 198
 199 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
 200 {
 201         u64 mask = (u64)DMA_BIT_MASK(32);
 202
 203         if (dev) {
 204                 mask = dev->coherent_dma_mask;
 205
 206                 /*
 207                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
 208                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
 209                  */
 210                 if (mask == 0) {
 211                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
 212                         return 0;
 213                 }
 214
 215                 if (!__dma_supported(dev, mask, true))
 216                         return 0;
 217         }
 218
 219         return mask;
 220 }
 221
 222 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
 223 {
 224         /*
 225          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
 226          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
 227          */
 228         if (PageHighMem(page)) {
 229                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
 230                 phys_addr_t end = base + size;
 231                 while (size > 0) {
 232                         void *ptr = kmap_atomic(page);
 233                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
 234                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
 235                         kunmap_atomic(ptr);
 236                         page++;
 237                         size -= PAGE_SIZE;
 238                 }
 239                 outer_flush_range(base, end);
 240         } else {
 241                 void *ptr = page_address(page);
 242                 memset(ptr, 0, size);
 243                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
 244                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
 245         }
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
 250  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
 251  */
 252 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
 253 {
 254         unsigned long order = get_order(size);
 255         struct page *page, *p, *e;
 256
 257         page = alloc_pages(gfp, order);
 258         if (!page)
 259                 return NULL;
 260
 261         /*
 262          * Now split the huge page and free the excess pages
 263          */
 264         split_page(page, order);
 265         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
 266                 __free_page(p);
 267
 268         __dma_clear_buffer(page, size);
 269
 270         return page;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
 275  */
 276 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
 277 {
 278         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
 279
 280         while (page < e) {
 281                 __free_page(page);
 282                 page++;
 283         }
 284 }
 285
 286 #ifdef CONFIG_MMU
 287
 288 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 289                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 290                                      const void *caller);
 291
 292 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 293                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 294                                  const void *caller);
 295
 296 static void *
 297 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
 298         const void *caller)
 299 {
 300         struct vm_struct *area;
 301         unsigned long addr;
 302
 303         /*
 304          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
 305          * set VM_USERMAP flags too.
 306          */
 307         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
 308                                   caller);
 309         if (!area)
 310                 return NULL;
 311         addr = (unsigned long)area->addr;
 312         area->phys_addr = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
 313
 314         if (ioremap_page_range(addr, addr + size, area->phys_addr, prot)) {
 315                 vunmap((void *)addr);
 316                 return NULL;
 317         }
 318         return (void *)addr;
 319 }
 320
 321 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
 322 {
 323         unsigned int flags = VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP;
 324         struct vm_struct *area = find_vm_area(cpu_addr);
 325         if (!area || (area->flags & flags) != flags) {
 326                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
 327                 return;
 328         }
 329         unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
 330         vunmap(cpu_addr);
 331 }
 332
 333 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
 334
 335 struct dma_pool {
 336         size_t size;
 337         spinlock_t lock;
 338         unsigned long *bitmap;
 339         unsigned long nr_pages;
 340         void *vaddr;
 341         struct page **pages;
 342 };
 343
 344 static struct dma_pool atomic_pool = {
 345         .size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE,
 346 };
 347
 348 static int __init early_coherent_pool(char *p)
 349 {
 350         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
 351         return 0;
 352 }
 353 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
 354
 355 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
 356 {
 357         /*
 358          * Catch any attempt to set the pool size too late.
 359          */
 360         BUG_ON(atomic_pool.vaddr);
 361
 362         /*
 363          * Set architecture specific coherent pool size only if
 364          * it has not been changed by kernel command line parameter.
 365          */
 366         if (atomic_pool.size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
 367                 atomic_pool.size = size;
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
 372  */
 373 static int __init atomic_pool_init(void)
 374 {
 375         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
 376         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(PAGE_KERNEL);
 377         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
 378         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
 379         unsigned long *bitmap;
 380         struct page *page;
 381         struct page **pages;
 382         void *ptr;
 383         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
 384
 385         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
 386         if (!bitmap)
 387                 goto no_bitmap;
 388
 389         pages = kzalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 390         if (!pages)
 391                 goto no_pages;
 392
 393         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA))
 394                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page,
 395                                               atomic_pool_init);
 396         else
 397                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, gfp, prot, &page,
 398                                            atomic_pool_init);
 399         if (ptr) {
 400                 int i;
 401
 402                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
 403                         pages[i] = page + i;
 404
 405                 spin_lock_init(&pool->lock);
 406                 pool->vaddr = ptr;
 407                 pool->pages = pages;
 408                 pool->bitmap = bitmap;
 409                 pool->nr_pages = nr_pages;
 410                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
 411                        (unsigned)pool->size / 1024);
 412                 return 0;
 413         }
 414
 415         kfree(pages);
 416 no_pages:
 417         kfree(bitmap);
 418 no_bitmap:
 419         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
 420                (unsigned)pool->size / 1024);
 421         return -ENOMEM;
 422 }
 423 /*
 424  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
 425  */
 426 postcore_initcall(atomic_pool_init);
 427
 428 struct dma_contig_early_reserve {
 429         phys_addr_t base;
 430         unsigned long size;
 431 };
 432
 433 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
 434
 435 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
 436
 437 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
 438 {
 439         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
 440         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
 441         dma_mmu_remap_num++;
 442 }
 443
 444 void __init dma_contiguous_remap(void)
 445 {
 446         int i;
 447         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
 448                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
 449                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
 450                 struct map_desc map;
 451                 unsigned long addr;
 452
 453                 if (end > arm_lowmem_limit)
 454                         end = arm_lowmem_limit;
 455                 if (start >= end)
 456                         continue;
 457
 458                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
 459                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
 460                 map.length = end - start;
 461                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
 462
 463                 /*
 464                  * Clear previous low-memory mapping
 465                  */
 466                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
 467                      addr += PMD_SIZE)
 468                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 469
 470                 iotable_init(&map, 1);
 471         }
 472 }
 473
 474 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
 475                             void *data)
 476 {
 477         struct page *page = virt_to_page(addr);
 478         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
 479
 480         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
 481         return 0;
 482 }
 483
 484 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
 485 {
 486         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
 487         unsigned end = start + size;
 488
 489         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
 490         flush_tlb_kernel_range(start, end);
 491 }
 492
 493 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 494                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 495                                  const void *caller)
 496 {
 497         struct page *page;
 498         void *ptr;
 499         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 500         if (!page)
 501                 return NULL;
 502
 503         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
 504         if (!ptr) {
 505                 __dma_free_buffer(page, size);
 506                 return NULL;
 507         }
 508
 509         *ret_page = page;
 510         return ptr;
 511 }
 512
 513 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
 514 {
 515         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
 516         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 517         unsigned int pageno;
 518         unsigned long flags;
 519         void *ptr = NULL;
 520         unsigned long align_mask;
 521
 522         if (!pool->vaddr) {
 523                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
 524                 return NULL;
 525         }
 526
 527         /*
 528          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
 529          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
 530          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
 531          */
 532         align_mask = (1 << get_order(size)) - 1;
 533
 534         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
 535         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
 536                                             0, count, align_mask);
 537         if (pageno < pool->nr_pages) {
 538                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
 539                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
 540                 *ret_page = pool->pages[pageno];
 541         } else {
 542                 pr_err_once("ERROR: %u KiB atomic DMA coherent pool is too small!\n"
 543                             "Please increase it with coherent_pool= kernel parameter!\n",
 544                             (unsigned)pool->size / 1024);
 545         }
 546         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
 547
 548         return ptr;
 549 }
 550
 551 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
 552 {
 553         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
 554         void *end = start + size;
 555         void *pool_start = pool->vaddr;
 556         void *pool_end = pool->vaddr + pool->size;
 557
 558         if (start < pool_start || start >= pool_end)
 559                 return false;
 560
 561         if (end <= pool_end)
 562                 return true;
 563
 564         WARN(1, "Wrong coherent size(%p-%p) from atomic pool(%p-%p)\n",
 565              start, end - 1, pool_start, pool_end - 1);
 566
 567         return false;
 568 }
 569
 570 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
 571 {
 572         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
 573         unsigned long pageno, count;
 574         unsigned long flags;
 575
 576         if (!__in_atomic_pool(start, size))
 577                 return 0;
 578
 579         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
 580         count = size >> PAGE_SHIFT;
 581
 582         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
 583         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
 584         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
 585
 586         return 1;
 587 }
 588
 589 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 590                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 591                                      const void *caller)
 592 {
 593         unsigned long order = get_order(size);
 594         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
 595         struct page *page;
 596         void *ptr;
 597
 598         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
 599         if (!page)
 600                 return NULL;
 601
 602         __dma_clear_buffer(page, size);
 603
 604         if (PageHighMem(page)) {
 605                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
 606                 if (!ptr) {
 607                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
 608                         return NULL;
 609                 }
 610         } else {
 611                 __dma_remap(page, size, prot);
 612                 ptr = page_address(page);
 613         }
 614         *ret_page = page;
 615         return ptr;
 616 }
 617
 618 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
 619                                    void *cpu_addr, size_t size)
 620 {
 621         if (PageHighMem(page))
 622                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 623         else
 624                 __dma_remap(page, size, PAGE_KERNEL);
 625         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
 626 }
 627
 628 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
 629 {
 630         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
 631                             pgprot_writecombine(prot) :
 632                             pgprot_dmacoherent(prot);
 633         return prot;
 634 }
 635
 636 #define nommu() 0
 637
 638 #else   /* !CONFIG_MMU */
 639
 640 #define nommu() 1
 641
 642 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
 643 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
 644 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
 645 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c)        NULL
 646 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
 647 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size)       do { } while (0)
 648 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
 649
 650 #endif  /* CONFIG_MMU */
 651
 652 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 653                                    struct page **ret_page)
 654 {
 655         struct page *page;
 656         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 657         if (!page)
 658                 return NULL;
 659
 660         *ret_page = page;
 661         return page_address(page);
 662 }
 663
 664
 665
 666 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 667                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent, const void *caller)
 668 {
 669         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
 670         struct page *page = NULL;
 671         void *addr;
 672
 673 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 674         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
 675         if (limit && size >= limit) {
 676                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
 677                         size, mask);
 678                 return NULL;
 679         }
 680 #endif
 681
 682         if (!mask)
 683                 return NULL;
 684
 685         if (mask < 0xffffffffULL)
 686                 gfp |= GFP_DMA;
 687
 688         /*
 689          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
 690          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
 691          * handle them.  The real problem is that this flag probably
 692          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
 693          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
 694          */
 695         gfp &= ~(__GFP_COMP);
 696
 697         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 698         size = PAGE_ALIGN(size);
 699
 700         if (is_coherent || nommu())
 701                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
 702         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 703                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
 704         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA))
 705                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
 706         else
 707                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, caller);
 708
 709         if (addr)
 710                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
 711
 712         return addr;
 713 }
 714
 715 /*
 716  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
 717  * virtual and bus address for that space.
 718  */
 719 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 720                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 721 {
 722         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
 723         void *memory;
 724
 725         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 726                 return memory;
 727
 728         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
 729                            __builtin_return_address(0));
 730 }
 731
 732 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 733         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 734 {
 735         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
 736         void *memory;
 737
 738         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 739                 return memory;
 740
 741         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, true,
 742                            __builtin_return_address(0));
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 747  */
 748 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 749                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 750                  struct dma_attrs *attrs)
 751 {
 752         int ret = -ENXIO;
 753 #ifdef CONFIG_MMU
 754         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 755         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 756         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
 757         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
 758
 759         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
 760
 761         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 762                 return ret;
 763
 764         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
 765                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 766                                       pfn + off,
 767                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
 768                                       vma->vm_page_prot);
 769         }
 770 #endif  /* CONFIG_MMU */
 771
 772         return ret;
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Free a buffer as defined by the above mapping.
 777  */
 778 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 779                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
 780                            bool is_coherent)
 781 {
 782         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 783
 784         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
 785                 return;
 786
 787         size = PAGE_ALIGN(size);
 788
 789         if (is_coherent || nommu()) {
 790                 __dma_free_buffer(page, size);
 791         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
 792                 return;
 793         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA)) {
 794                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 795                 __dma_free_buffer(page, size);
 796         } else {
 797                 /*
 798                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
 799                  */
 800                 WARN_ON(irqs_disabled());
 801                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size);
 802         }
 803 }
 804
 805 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 806                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 807 {
 808         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
 809 }
 810
 811 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 812                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 813 {
 814         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
 815 }
 816
 817 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 818                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 819                  struct dma_attrs *attrs)
 820 {
 821         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 822         int ret;
 823
 824         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 825         if (unlikely(ret))
 826                 return ret;
 827
 828         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 829         return 0;
 830 }
 831
 832 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
 833         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 834         void (*op)(const void *, size_t, int))
 835 {
 836         unsigned long pfn;
 837         size_t left = size;
 838
 839         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
 840         offset %= PAGE_SIZE;
 841
 842         /*
 843          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 844          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
 845          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 846          * optimized out.
 847          */
 848         do {
 849                 size_t len = left;
 850                 void *vaddr;
 851
 852                 page = pfn_to_page(pfn);
 853
 854                 if (PageHighMem(page)) {
 855                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
 856                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 857
 858                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
 859                                 vaddr = kmap_atomic(page);
 860                                 op(vaddr + offset, len, dir);
 861                                 kunmap_atomic(vaddr);
 862                         } else {
 863                                 vaddr = kmap_high_get(page);
 864                                 if (vaddr) {
 865                                         op(vaddr + offset, len, dir);
 866                                         kunmap_high(page);
 867                                 }
 868                         }
 869                 } else {
 870                         vaddr = page_address(page) + offset;
 871                         op(vaddr, len, dir);
 872                 }
 873                 offset = 0;
 874                 pfn++;
 875                 left -= len;
 876         } while (left);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Make an area consistent for devices.
 881  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
 882  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
 883  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
 884  */
 885 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
 886         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 887 {
 888         unsigned long paddr;
 889
 890         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
 891
 892         paddr = page_to_phys(page) + off;
 893         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
 894                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 895         } else {
 896                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
 897         }
 898         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
 899 }
 900
 901 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
 902         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 903 {
 904         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
 905
 906         /* FIXME: non-speculating: not required */
 907         /* don't bother invalidating if DMA to device */
 908         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
 909                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 910
 911         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
 912
 913         /*
 914          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
 915          */
 916         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
 917                 unsigned long pfn;
 918                 size_t left = size;
 919
 920                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
 921                 off %= PAGE_SIZE;
 922                 if (off) {
 923                         pfn++;
 924                         left -= PAGE_SIZE - off;
 925                 }
 926                 while (left >= PAGE_SIZE) {
 927                         page = pfn_to_page(pfn++);
 928                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 929                         left -= PAGE_SIZE;
 930                 }
 931         }
 932 }
 933
 934 /**
 935  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
 936  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 937  * @sg: list of buffers
 938  * @nents: number of buffers to map
 939  * @dir: DMA transfer direction
 940  *
 941  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 942  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
 943  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 944  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 945  * sg_dma_{address,length}.
 946  *
 947  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
 948  * here.
 949  */
 950 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 951                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 952 {
 953         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 954         struct scatterlist *s;
 955         int i, j;
 956
 957         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 958 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 959                 s->dma_length = s->length;
 960 #endif
 961                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
 962                                                 s->length, dir, attrs);
 963                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
 964                         goto bad_mapping;
 965         }
 966         return nents;
 967
 968  bad_mapping:
 969         for_each_sg(sg, s, i, j)
 970                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 /**
 975  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
 976  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 977  * @sg: list of buffers
 978  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
 979  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 980  *
 981  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
 982  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
 983  */
 984 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 985                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 986 {
 987         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 988         struct scatterlist *s;
 989
 990         int i;
 991
 992         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 993                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 994 }
 995
 996 /**
 997  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
 998  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 999  * @sg: list of buffers
1000  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1001  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1002  */
1003 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1004                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1005 {
1006         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
1007         struct scatterlist *s;
1008         int i;
1009
1010         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1011                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1012                                          dir);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * arm_dma_sync_sg_for_device
1017  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
1018  * @sg: list of buffers
1019  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1020  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1021  */
1022 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1023                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1024 {
1025         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
1026         struct scatterlist *s;
1027         int i;
1028
1029         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1030                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1031                                             dir);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
1036  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
1037  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
1038  * to this function.
1039  */
1040 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1041 {
1042         return __dma_supported(dev, mask, false);
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1045
1046 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1047 {
1048         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1049                 return -EIO;
1050
1051         *dev->dma_mask = dma_mask;
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1057
1058 static int __init dma_debug_do_init(void)
1059 {
1060         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1061         return 0;
1062 }
1063 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1064
1065 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1066
1067 /* IOMMU */
1068
1069 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1070
1071 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1072                                       size_t size)
1073 {
1074         unsigned int order = get_order(size);
1075         unsigned int align = 0;
1076         unsigned int count, start;
1077         unsigned long flags;
1078         dma_addr_t iova;
1079         int i;
1080
1081         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1082                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1083
1084         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1085         align = (1 << order) - 1;
1086
1087         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1088         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1089                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1090                                 mapping->bits, 0, count, align);
1091
1092                 if (start > mapping->bits)
1093                         continue;
1094
1095                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1096                 break;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1101          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1102          * address range of size bytes.
1103          */
1104         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1105                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1106                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1107                         return DMA_ERROR_CODE;
1108                 }
1109
1110                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1111                                 mapping->bits, 0, count, align);
1112
1113                 if (start > mapping->bits) {
1114                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1115                         return DMA_ERROR_CODE;
1116                 }
1117
1118                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1119         }
1120         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1121
1122         iova = mapping->base + (mapping->size * i);
1123         iova += start << PAGE_SHIFT;
1124
1125         return iova;
1126 }
1127
1128 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1129                                dma_addr_t addr, size_t size)
1130 {
1131         unsigned int start, count;
1132         unsigned long flags;
1133         dma_addr_t bitmap_base;
1134         u32 bitmap_index;
1135
1136         if (!size)
1137                 return;
1138
1139         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping->size;
1140         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1141
1142         bitmap_base = mapping->base + mapping->size * bitmap_index;
1143
1144         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1145
1146         if (addr + size > bitmap_base + mapping->size) {
1147                 /*
1148                  * The address range to be freed reaches into the iova
1149                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1150                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1151                  * moment).
1152                  */
1153                 BUG();
1154         } else
1155                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1156
1157         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1158         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1159         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1160 }
1161
1162 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1163                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1164 {
1165         struct page **pages;
1166         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1167         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1168         int i = 0;
1169
1170         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1171                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
1172         else
1173                 pages = vzalloc(array_size);
1174         if (!pages)
1175                 return NULL;
1176
1177         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1178         {
1179                 unsigned long order = get_order(size);
1180                 struct page *page;
1181
1182                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1183                 if (!page)
1184                         goto error;
1185
1186                 __dma_clear_buffer(page, size);
1187
1188                 for (i = 0; i < count; i++)
1189                         pages[i] = page + i;
1190
1191                 return pages;
1192         }
1193
1194         /*
1195          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1196          */
1197         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1198
1199         while (count) {
1200                 int j, order = __fls(count);
1201
1202                 pages[i] = alloc_pages(gfp, order);
1203                 while (!pages[i] && order)
1204                         pages[i] = alloc_pages(gfp, --order);
1205                 if (!pages[i])
1206                         goto error;
1207
1208                 if (order) {
1209                         split_page(pages[i], order);
1210                         j = 1 << order;
1211                         while (--j)
1212                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1213                 }
1214
1215                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1216                 i += 1 << order;
1217                 count -= 1 << order;
1218         }
1219
1220         return pages;
1221 error:
1222         while (i--)
1223                 if (pages[i])
1224                         __free_pages(pages[i], 0);
1225         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1226                 kfree(pages);
1227         else
1228                 vfree(pages);
1229         return NULL;
1230 }
1231
1232 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1233                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1234 {
1235         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1236         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1237         int i;
1238
1239         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1240                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1241         } else {
1242                 for (i = 0; i < count; i++)
1243                         if (pages[i])
1244                                 __free_pages(pages[i], 0);
1245         }
1246
1247         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1248                 kfree(pages);
1249         else
1250                 vfree(pages);
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Create a CPU mapping for a specified pages
1256  */
1257 static void *
1258 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1259                     const void *caller)
1260 {
1261         unsigned int i, nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1262         struct vm_struct *area;
1263         unsigned long p;
1264
1265         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
1266                                   caller);
1267         if (!area)
1268                 return NULL;
1269
1270         area->pages = pages;
1271         area->nr_pages = nr_pages;
1272         p = (unsigned long)area->addr;
1273
1274         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1275                 phys_addr_t phys = __pfn_to_phys(page_to_pfn(pages[i]));
1276                 if (ioremap_page_range(p, p + PAGE_SIZE, phys, prot))
1277                         goto err;
1278                 p += PAGE_SIZE;
1279         }
1280         return area->addr;
1281 err:
1282         unmap_kernel_range((unsigned long)area->addr, size);
1283         vunmap(area->addr);
1284         return NULL;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1289  */
1290 static dma_addr_t
1291 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1292 {
1293         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1294         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1295         dma_addr_t dma_addr, iova;
1296         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1297
1298         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1299         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1300                 return dma_addr;
1301
1302         iova = dma_addr;
1303         for (i = 0; i < count; ) {
1304                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1305                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1306                 unsigned int len, j;
1307
1308                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1309                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1310                                 break;
1311
1312                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1313                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1314                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1315                 if (ret < 0)
1316                         goto fail;
1317                 iova += len;
1318                 i = j;
1319         }
1320         return dma_addr;
1321 fail:
1322         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1323         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1324         return DMA_ERROR_CODE;
1325 }
1326
1327 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1328 {
1329         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1330
1331         /*
1332          * add optional in-page offset from iova to size and align
1333          * result to page size
1334          */
1335         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1336         iova &= PAGE_MASK;
1337
1338         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1339         __free_iova(mapping, iova, size);
1340         return 0;
1341 }
1342
1343 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1344 {
1345         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
1346         struct page **pages = pool->pages;
1347         int offs = (addr - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1348
1349         return pages + offs;
1350 }
1351
1352 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1353 {
1354         struct vm_struct *area;
1355
1356         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1357                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1358
1359         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1360                 return cpu_addr;
1361
1362         area = find_vm_area(cpu_addr);
1363         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1364                 return area->pages;
1365         return NULL;
1366 }
1367
1368 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1369                                   dma_addr_t *handle)
1370 {
1371         struct page *page;
1372         void *addr;
1373
1374         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1375         if (!addr)
1376                 return NULL;
1377
1378         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1379         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1380                 goto err_mapping;
1381
1382         return addr;
1383
1384 err_mapping:
1385         __free_from_pool(addr, size);
1386         return NULL;
1387 }
1388
1389 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1390                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1391 {
1392         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1393         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1394 }
1395
1396 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1397             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1398 {
1399         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1400         struct page **pages;
1401         void *addr = NULL;
1402
1403         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1404         size = PAGE_ALIGN(size);
1405
1406         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1407                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1408
1409         /*
1410          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1411          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1412          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1413          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1414          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1415          */
1416         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1417
1418         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1419         if (!pages)
1420                 return NULL;
1421
1422         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1423         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1424                 goto err_buffer;
1425
1426         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1427                 return pages;
1428
1429         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1430                                    __builtin_return_address(0));
1431         if (!addr)
1432                 goto err_mapping;
1433
1434         return addr;
1435
1436 err_mapping:
1437         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1438 err_buffer:
1439         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1440         return NULL;
1441 }
1442
1443 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1444                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1445                     struct dma_attrs *attrs)
1446 {
1447         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1448         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1449         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1450
1451         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1452
1453         if (!pages)
1454                 return -ENXIO;
1455
1456         do {
1457                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1458                 if (ret) {
1459                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1460                         return ret;
1461                 }
1462                 uaddr += PAGE_SIZE;
1463                 usize -= PAGE_SIZE;
1464         } while (usize > 0);
1465
1466         return 0;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * free a page as defined by the above mapping.
1471  * Must not be called with IRQs disabled.
1472  */
1473 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1474                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1475 {
1476         struct page **pages;
1477         size = PAGE_ALIGN(size);
1478
1479         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1480                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1481                 return;
1482         }
1483
1484         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1485         if (!pages) {
1486                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1487                 return;
1488         }
1489
1490         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1491                 unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
1492                 vunmap(cpu_addr);
1493         }
1494
1495         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1496         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1497 }
1498
1499 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1500                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1501                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1502 {
1503         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1504         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1505
1506         if (!pages)
1507                 return -ENXIO;
1508
1509         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1510                                          GFP_KERNEL);
1511 }
1512
1513 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1514 {
1515         int prot;
1516
1517         switch (dir) {
1518         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1519                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1520                 break;
1521         case DMA_TO_DEVICE:
1522                 prot = IOMMU_READ;
1523                 break;
1524         case DMA_FROM_DEVICE:
1525                 prot = IOMMU_WRITE;
1526                 break;
1527         default:
1528                 prot = 0;
1529         }
1530
1531         return prot;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1536  */
1537 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1538                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1539                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1540                           bool is_coherent)
1541 {
1542         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1543         dma_addr_t iova, iova_base;
1544         int ret = 0;
1545         unsigned int count;
1546         struct scatterlist *s;
1547         int prot;
1548
1549         size = PAGE_ALIGN(size);
1550         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1551
1552         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1553         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1554                 return -ENOMEM;
1555
1556         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1557                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1558                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1559
1560                 if (!is_coherent &&
1561                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1562                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1563
1564                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1565
1566                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1567                 if (ret < 0)
1568                         goto fail;
1569                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1570                 iova += len;
1571         }
1572         *handle = iova_base;
1573
1574         return 0;
1575 fail:
1576         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1577         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1578         return ret;
1579 }
1580
1581 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1582                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1583                      bool is_coherent)
1584 {
1585         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1586         int i, count = 0;
1587         unsigned int offset = s->offset;
1588         unsigned int size = s->offset + s->length;
1589         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1590
1591         for (i = 1; i < nents; i++) {
1592                 s = sg_next(s);
1593
1594                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1595                 s->dma_length = 0;
1596
1597                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1598                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1599                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1600                                 goto bad_mapping;
1601
1602                         dma->dma_address += offset;
1603                         dma->dma_length = size - offset;
1604
1605                         size = offset = s->offset;
1606                         start = s;
1607                         dma = sg_next(dma);
1608                         count += 1;
1609                 }
1610                 size += s->length;
1611         }
1612         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1613                 is_coherent) < 0)
1614                 goto bad_mapping;
1615
1616         dma->dma_address += offset;
1617         dma->dma_length = size - offset;
1618
1619         return count+1;
1620
1621 bad_mapping:
1622         for_each_sg(sg, s, count, i)
1623                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 /**
1628  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1629  * @dev: valid struct device pointer
1630  * @sg: list of buffers
1631  * @nents: number of buffers to map
1632  * @dir: DMA transfer direction
1633  *
1634  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1635  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1636  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1637  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1638  */
1639 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1640                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1641 {
1642         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1643 }
1644
1645 /**
1646  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1647  * @dev: valid struct device pointer
1648  * @sg: list of buffers
1649  * @nents: number of buffers to map
1650  * @dir: DMA transfer direction
1651  *
1652  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1653  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1654  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1655  * sg_dma_{address,length}.
1656  */
1657 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1658                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1659 {
1660         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1661 }
1662
1663 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1664                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1665                 bool is_coherent)
1666 {
1667         struct scatterlist *s;
1668         int i;
1669
1670         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1671                 if (sg_dma_len(s))
1672                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1673                                                sg_dma_len(s));
1674                 if (!is_coherent &&
1675                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1676                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1677                                               s->length, dir);
1678         }
1679 }
1680
1681 /**
1682  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1683  * @dev: valid struct device pointer
1684  * @sg: list of buffers
1685  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1686  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1687  *
1688  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1689  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1690  */
1691 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1692                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1693 {
1694         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1695 }
1696
1697 /**
1698  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1699  * @dev: valid struct device pointer
1700  * @sg: list of buffers
1701  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1702  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1703  *
1704  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1705  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1706  */
1707 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1708                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1709 {
1710         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1711 }
1712
1713 /**
1714  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1715  * @dev: valid struct device pointer
1716  * @sg: list of buffers
1717  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1718  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1719  */
1720 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1721                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1722 {
1723         struct scatterlist *s;
1724         int i;
1725
1726         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1727                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1728
1729 }
1730
1731 /**
1732  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1733  * @dev: valid struct device pointer
1734  * @sg: list of buffers
1735  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1736  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1737  */
1738 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1739                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1740 {
1741         struct scatterlist *s;
1742         int i;
1743
1744         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1745                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1746 }
1747
1748
1749 /**
1750  * arm_coherent_iommu_map_page
1751  * @dev: valid struct device pointer
1752  * @page: page that buffer resides in
1753  * @offset: offset into page for start of buffer
1754  * @size: size of buffer to map
1755  * @dir: DMA transfer direction
1756  *
1757  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1758  */
1759 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1760              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1761              struct dma_attrs *attrs)
1762 {
1763         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1764         dma_addr_t dma_addr;
1765         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1766
1767         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1768         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1769                 return dma_addr;
1770
1771         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1772
1773         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1774         if (ret < 0)
1775                 goto fail;
1776
1777         return dma_addr + offset;
1778 fail:
1779         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1780         return DMA_ERROR_CODE;
1781 }
1782
1783 /**
1784  * arm_iommu_map_page
1785  * @dev: valid struct device pointer
1786  * @page: page that buffer resides in
1787  * @offset: offset into page for start of buffer
1788  * @size: size of buffer to map
1789  * @dir: DMA transfer direction
1790  *
1791  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1792  */
1793 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1794              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1795              struct dma_attrs *attrs)
1796 {
1797         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1798                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1799
1800         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1801 }
1802
1803 /**
1804  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1805  * @dev: valid struct device pointer
1806  * @handle: DMA address of buffer
1807  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1808  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1809  *
1810  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1811  */
1812 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1813                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1814                 struct dma_attrs *attrs)
1815 {
1816         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1817         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1818         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1819         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1820
1821         if (!iova)
1822                 return;
1823
1824         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1825         __free_iova(mapping, iova, len);
1826 }
1827
1828 /**
1829  * arm_iommu_unmap_page
1830  * @dev: valid struct device pointer
1831  * @handle: DMA address of buffer
1832  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1833  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1834  *
1835  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1836  */
1837 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1838                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1839                 struct dma_attrs *attrs)
1840 {
1841         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1842         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1843         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1844         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1845         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1846
1847         if (!iova)
1848                 return;
1849
1850         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1851                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1852
1853         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1854         __free_iova(mapping, iova, len);
1855 }
1856
1857 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1858                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1859 {
1860         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1861         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1862         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1863         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1864
1865         if (!iova)
1866                 return;
1867
1868         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1869 }
1870
1871 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1872                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1873 {
1874         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1875         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1876         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1877         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1878
1879         if (!iova)
1880                 return;
1881
1882         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1883 }
1884
1885 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1886         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1887         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1888         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1889         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1890
1891         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1892         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1893         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1894         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1895
1896         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1897         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1898         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1899         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1900
1901         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1902 };
1903
1904 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1905         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1906         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1907         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1908         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1909
1910         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1911         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1912
1913         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1914         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1915
1916         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1917 };
1918
1919 /**
1920  * arm_iommu_create_mapping
1921  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1922  * @base: start address of the valid IO address space
1923  * @size: maximum size of the valid IO address space
1924  *
1925  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1926  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1927  * mapping with IOMMU aware functions.
1928  *
1929  * The client device need to be attached to the mapping with
1930  * arm_iommu_attach_device function.
1931  */
1932 struct dma_iommu_mapping *
1933 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size)
1934 {
1935         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1936         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1937         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1938         int extensions = 1;
1939         int err = -ENOMEM;
1940
1941         if (!bitmap_size)
1942                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1943
1944         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1945                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1946                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1947         }
1948
1949         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1950         if (!mapping)
1951                 goto err;
1952
1953         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1954         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1955                                 GFP_KERNEL);
1956         if (!mapping->bitmaps)
1957                 goto err2;
1958
1959         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1960         if (!mapping->bitmaps[0])
1961                 goto err3;
1962
1963         mapping->nr_bitmaps = 1;
1964         mapping->extensions = extensions;
1965         mapping->base = base;
1966         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1967         mapping->size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1968
1969         spin_lock_init(&mapping->lock);
1970
1971         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1972         if (!mapping->domain)
1973                 goto err4;
1974
1975         kref_init(&mapping->kref);
1976         return mapping;
1977 err4:
1978         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1979 err3:
1980         kfree(mapping->bitmaps);
1981 err2:
1982         kfree(mapping);
1983 err:
1984         return ERR_PTR(err);
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1987
1988 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1989 {
1990         int i;
1991         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1992                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1993
1994         iommu_domain_free(mapping->domain);
1995         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1996                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1997         kfree(mapping->bitmaps);
1998         kfree(mapping);
1999 }
2000
2001 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
2002 {
2003         int next_bitmap;
2004
2005         if (mapping->nr_bitmaps > mapping->extensions)
2006                 return -EINVAL;
2007
2008         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
2009         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
2010                                                 GFP_ATOMIC);
2011         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
2012                 return -ENOMEM;
2013
2014         mapping->nr_bitmaps++;
2015
2016         return 0;
2017 }
2018
2019 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
2020 {
2021         if (mapping)
2022                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2023 }
2024 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
2025
2026 /**
2027  * arm_iommu_attach_device
2028  * @dev: valid struct device pointer
2029  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2030  *      arm_iommu_create_mapping)
2031  *
2032  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
2033  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2034  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
2035  * the same io address space mapping.
2036  */
2037 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2038                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2039 {
2040         int err;
2041
2042         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
2043         if (err)
2044                 return err;
2045
2046         kref_get(&mapping->kref);
2047         dev->archdata.mapping = mapping;
2048         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2049
2050         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2051         return 0;
2052 }
2053 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2054
2055 /**
2056  * arm_iommu_detach_device
2057  * @dev: valid struct device pointer
2058  *
2059  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2060  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2061  */
2062 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2063 {
2064         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2065
2066         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2067         if (!mapping) {
2068                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2069                 return;
2070         }
2071
2072         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2073         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2074         dev->archdata.mapping = NULL;
2075         set_dma_ops(dev, NULL);
2076
2077         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2078 }
2079 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2080
2081 #endif