drivers/iommu/dma-iommu.c

   1 /*
   2  * A fairly generic DMA-API to IOMMU-API glue layer.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014-2015 ARM Ltd.
   5  *
   6  * based in part on arch/arm/mm/dma-mapping.c:
   7  * Copyright (C) 2000-2004 Russell King
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  */
  21
  22 #include <linux/device.h>
  23 #include <linux/dma-iommu.h>
  24 #include <linux/gfp.h>
  25 #include <linux/huge_mm.h>
  26 #include <linux/iommu.h>
  27 #include <linux/iova.h>
  28 #include <linux/irq.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/pci.h>
  31 #include <linux/scatterlist.h>
  32 #include <linux/vmalloc.h>
  33
  34 struct iommu_dma_msi_page {
  35         struct list_head        list;
  36         dma_addr_t              iova;
  37         phys_addr_t             phys;
  38 };
  39
  40 struct iommu_dma_cookie {
  41         struct iova_domain      iovad;
  42         struct list_head        msi_page_list;
  43         spinlock_t              msi_lock;
  44 };
  45
  46 static inline struct iova_domain *cookie_iovad(struct iommu_domain *domain)
  47 {
  48         return &((struct iommu_dma_cookie *)domain->iova_cookie)->iovad;
  49 }
  50
  51 int iommu_dma_init(void)
  52 {
  53         return iova_cache_get();
  54 }
  55
  56 /**
  57  * iommu_get_dma_cookie - Acquire DMA-API resources for a domain
  58  * @domain: IOMMU domain to prepare for DMA-API usage
  59  *
  60  * IOMMU drivers should normally call this from their domain_alloc
  61  * callback when domain->type == IOMMU_DOMAIN_DMA.
  62  */
  63 int iommu_get_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
  64 {
  65         struct iommu_dma_cookie *cookie;
  66
  67         if (domain->iova_cookie)
  68                 return -EEXIST;
  69
  70         cookie = kzalloc(sizeof(*cookie), GFP_KERNEL);
  71         if (!cookie)
  72                 return -ENOMEM;
  73
  74         spin_lock_init(&cookie->msi_lock);
  75         INIT_LIST_HEAD(&cookie->msi_page_list);
  76         domain->iova_cookie = cookie;
  77         return 0;
  78 }
  79 EXPORT_SYMBOL(iommu_get_dma_cookie);
  80
  81 /**
  82  * iommu_put_dma_cookie - Release a domain's DMA mapping resources
  83  * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
  84  *
  85  * IOMMU drivers should normally call this from their domain_free callback.
  86  */
  87 void iommu_put_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
  88 {
  89         struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
  90         struct iommu_dma_msi_page *msi, *tmp;
  91
  92         if (!cookie)
  93                 return;
  94
  95         if (cookie->iovad.granule)
  96                 put_iova_domain(&cookie->iovad);
  97
  98         list_for_each_entry_safe(msi, tmp, &cookie->msi_page_list, list) {
  99                 list_del(&msi->list);
 100                 kfree(msi);
 101         }
 102         kfree(cookie);
 103         domain->iova_cookie = NULL;
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(iommu_put_dma_cookie);
 106
 107 static void iova_reserve_pci_windows(struct pci_dev *dev,
 108                 struct iova_domain *iovad)
 109 {
 110         struct pci_host_bridge *bridge = pci_find_host_bridge(dev->bus);
 111         struct resource_entry *window;
 112         unsigned long lo, hi;
 113
 114         resource_list_for_each_entry(window, &bridge->windows) {
 115                 if (resource_type(window->res) != IORESOURCE_MEM &&
 116                     resource_type(window->res) != IORESOURCE_IO)
 117                         continue;
 118
 119                 lo = iova_pfn(iovad, window->res->start - window->offset);
 120                 hi = iova_pfn(iovad, window->res->end - window->offset);
 121                 reserve_iova(iovad, lo, hi);
 122         }
 123 }
 124
 125 /**
 126  * iommu_dma_init_domain - Initialise a DMA mapping domain
 127  * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
 128  * @base: IOVA at which the mappable address space starts
 129  * @size: Size of IOVA space
 130  * @dev: Device the domain is being initialised for
 131  *
 132  * @base and @size should be exact multiples of IOMMU page granularity to
 133  * avoid rounding surprises. If necessary, we reserve the page at address 0
 134  * to ensure it is an invalid IOVA. It is safe to reinitialise a domain, but
 135  * any change which could make prior IOVAs invalid will fail.
 136  */
 137 int iommu_dma_init_domain(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t base,
 138                 u64 size, struct device *dev)
 139 {
 140         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 141         unsigned long order, base_pfn, end_pfn;
 142
 143         if (!iovad)
 144                 return -ENODEV;
 145
 146         /* Use the smallest supported page size for IOVA granularity */
 147         order = __ffs(domain->pgsize_bitmap);
 148         base_pfn = max_t(unsigned long, 1, base >> order);
 149         end_pfn = (base + size - 1) >> order;
 150
 151         /* Check the domain allows at least some access to the device... */
 152         if (domain->geometry.force_aperture) {
 153                 if (base > domain->geometry.aperture_end ||
 154                     base + size <= domain->geometry.aperture_start) {
 155                         pr_warn("specified DMA range outside IOMMU capability\n");
 156                         return -EFAULT;
 157                 }
 158                 /* ...then finally give it a kicking to make sure it fits */
 159                 base_pfn = max_t(unsigned long, base_pfn,
 160                                 domain->geometry.aperture_start >> order);
 161                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn,
 162                                 domain->geometry.aperture_end >> order);
 163         }
 164
 165         /* All we can safely do with an existing domain is enlarge it */
 166         if (iovad->start_pfn) {
 167                 if (1UL << order != iovad->granule ||
 168                     base_pfn != iovad->start_pfn ||
 169                     end_pfn < iovad->dma_32bit_pfn) {
 170                         pr_warn("Incompatible range for DMA domain\n");
 171                         return -EFAULT;
 172                 }
 173                 iovad->dma_32bit_pfn = end_pfn;
 174         } else {
 175                 init_iova_domain(iovad, 1UL << order, base_pfn, end_pfn);
 176                 if (dev && dev_is_pci(dev))
 177                         iova_reserve_pci_windows(to_pci_dev(dev), iovad);
 178         }
 179         return 0;
 180 }
 181 EXPORT_SYMBOL(iommu_dma_init_domain);
 182
 183 /**
 184  * dma_direction_to_prot - Translate DMA API directions to IOMMU API page flags
 185  * @dir: Direction of DMA transfer
 186  * @coherent: Is the DMA master cache-coherent?
 187  *
 188  * Return: corresponding IOMMU API page protection flags
 189  */
 190 int dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir, bool coherent)
 191 {
 192         int prot = coherent ? IOMMU_CACHE : 0;
 193
 194         switch (dir) {
 195         case DMA_BIDIRECTIONAL:
 196                 return prot | IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
 197         case DMA_TO_DEVICE:
 198                 return prot | IOMMU_READ;
 199         case DMA_FROM_DEVICE:
 200                 return prot | IOMMU_WRITE;
 201         default:
 202                 return 0;
 203         }
 204 }
 205
 206 static struct iova *__alloc_iova(struct iommu_domain *domain, size_t size,
 207                 dma_addr_t dma_limit)
 208 {
 209         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 210         unsigned long shift = iova_shift(iovad);
 211         unsigned long length = iova_align(iovad, size) >> shift;
 212
 213         if (domain->geometry.force_aperture)
 214                 dma_limit = min(dma_limit, domain->geometry.aperture_end);
 215         /*
 216          * Enforce size-alignment to be safe - there could perhaps be an
 217          * attribute to control this per-device, or at least per-domain...
 218          */
 219         return alloc_iova(iovad, length, dma_limit >> shift, true);
 220 }
 221
 222 /* The IOVA allocator knows what we mapped, so just unmap whatever that was */
 223 static void __iommu_dma_unmap(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t dma_addr)
 224 {
 225         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 226         unsigned long shift = iova_shift(iovad);
 227         unsigned long pfn = dma_addr >> shift;
 228         struct iova *iova = find_iova(iovad, pfn);
 229         size_t size;
 230
 231         if (WARN_ON(!iova))
 232                 return;
 233
 234         size = iova_size(iova) << shift;
 235         size -= iommu_unmap(domain, pfn << shift, size);
 236         /* ...and if we can't, then something is horribly, horribly wrong */
 237         WARN_ON(size > 0);
 238         __free_iova(iovad, iova);
 239 }
 240
 241 static void __iommu_dma_free_pages(struct page **pages, int count)
 242 {
 243         while (count--)
 244                 __free_page(pages[count]);
 245         kvfree(pages);
 246 }
 247
 248 static struct page **__iommu_dma_alloc_pages(unsigned int count,
 249                 unsigned long order_mask, gfp_t gfp)
 250 {
 251         struct page **pages;
 252         unsigned int i = 0, array_size = count * sizeof(*pages);
 253
 254         order_mask &= (2U << MAX_ORDER) - 1;
 255         if (!order_mask)
 256                 return NULL;
 257
 258         if (array_size <= PAGE_SIZE)
 259                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
 260         else
 261                 pages = vzalloc(array_size);
 262         if (!pages)
 263                 return NULL;
 264
 265         /* IOMMU can map any pages, so himem can also be used here */
 266         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
 267
 268         while (count) {
 269                 struct page *page = NULL;
 270                 unsigned int order_size;
 271
 272                 /*
 273                  * Higher-order allocations are a convenience rather
 274                  * than a necessity, hence using __GFP_NORETRY until
 275                  * falling back to minimum-order allocations.
 276                  */
 277                 for (order_mask &= (2U << __fls(count)) - 1;
 278                      order_mask; order_mask &= ~order_size) {
 279                         unsigned int order = __fls(order_mask);
 280
 281                         order_size = 1U << order;
 282                         page = alloc_pages((order_mask - order_size) ?
 283                                            gfp | __GFP_NORETRY : gfp, order);
 284                         if (!page)
 285                                 continue;
 286                         if (!order)
 287                                 break;
 288                         if (!PageCompound(page)) {
 289                                 split_page(page, order);
 290                                 break;
 291                         } else if (!split_huge_page(page)) {
 292                                 break;
 293                         }
 294                         __free_pages(page, order);
 295                 }
 296                 if (!page) {
 297                         __iommu_dma_free_pages(pages, i);
 298                         return NULL;
 299                 }
 300                 count -= order_size;
 301                 while (order_size--)
 302                         pages[i++] = page++;
 303         }
 304         return pages;
 305 }
 306
 307 /**
 308  * iommu_dma_free - Free a buffer allocated by iommu_dma_alloc()
 309  * @dev: Device which owns this buffer
 310  * @pages: Array of buffer pages as returned by iommu_dma_alloc()
 311  * @size: Size of buffer in bytes
 312  * @handle: DMA address of buffer
 313  *
 314  * Frees both the pages associated with the buffer, and the array
 315  * describing them
 316  */
 317 void iommu_dma_free(struct device *dev, struct page **pages, size_t size,
 318                 dma_addr_t *handle)
 319 {
 320         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), *handle);
 321         __iommu_dma_free_pages(pages, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT);
 322         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 323 }
 324
 325 /**
 326  * iommu_dma_alloc - Allocate and map a buffer contiguous in IOVA space
 327  * @dev: Device to allocate memory for. Must be a real device
 328  *       attached to an iommu_dma_domain
 329  * @size: Size of buffer in bytes
 330  * @gfp: Allocation flags
 331  * @attrs: DMA attributes for this allocation
 332  * @prot: IOMMU mapping flags
 333  * @handle: Out argument for allocated DMA handle
 334  * @flush_page: Arch callback which must ensure PAGE_SIZE bytes from the
 335  *              given VA/PA are visible to the given non-coherent device.
 336  *
 337  * If @size is less than PAGE_SIZE, then a full CPU page will be allocated,
 338  * but an IOMMU which supports smaller pages might not map the whole thing.
 339  *
 340  * Return: Array of struct page pointers describing the buffer,
 341  *         or NULL on failure.
 342  */
 343 struct page **iommu_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 344                 unsigned long attrs, int prot, dma_addr_t *handle,
 345                 void (*flush_page)(struct device *, const void *, phys_addr_t))
 346 {
 347         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 348         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 349         struct iova *iova;
 350         struct page **pages;
 351         struct sg_table sgt;
 352         dma_addr_t dma_addr;
 353         unsigned int count, min_size, alloc_sizes = domain->pgsize_bitmap;
 354
 355         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 356
 357         min_size = alloc_sizes & -alloc_sizes;
 358         if (min_size < PAGE_SIZE) {
 359                 min_size = PAGE_SIZE;
 360                 alloc_sizes |= PAGE_SIZE;
 361         } else {
 362                 size = ALIGN(size, min_size);
 363         }
 364         if (attrs & DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES)
 365                 alloc_sizes = min_size;
 366
 367         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 368         pages = __iommu_dma_alloc_pages(count, alloc_sizes >> PAGE_SHIFT, gfp);
 369         if (!pages)
 370                 return NULL;
 371
 372         iova = __alloc_iova(domain, size, dev->coherent_dma_mask);
 373         if (!iova)
 374                 goto out_free_pages;
 375
 376         size = iova_align(iovad, size);
 377         if (sg_alloc_table_from_pages(&sgt, pages, count, 0, size, GFP_KERNEL))
 378                 goto out_free_iova;
 379
 380         if (!(prot & IOMMU_CACHE)) {
 381                 struct sg_mapping_iter miter;
 382                 /*
 383                  * The CPU-centric flushing implied by SG_MITER_TO_SG isn't
 384                  * sufficient here, so skip it by using the "wrong" direction.
 385                  */
 386                 sg_miter_start(&miter, sgt.sgl, sgt.orig_nents, SG_MITER_FROM_SG);
 387                 while (sg_miter_next(&miter))
 388                         flush_page(dev, miter.addr, page_to_phys(miter.page));
 389                 sg_miter_stop(&miter);
 390         }
 391
 392         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 393         if (iommu_map_sg(domain, dma_addr, sgt.sgl, sgt.orig_nents, prot)
 394                         < size)
 395                 goto out_free_sg;
 396
 397         *handle = dma_addr;
 398         sg_free_table(&sgt);
 399         return pages;
 400
 401 out_free_sg:
 402         sg_free_table(&sgt);
 403 out_free_iova:
 404         __free_iova(iovad, iova);
 405 out_free_pages:
 406         __iommu_dma_free_pages(pages, count);
 407         return NULL;
 408 }
 409
 410 /**
 411  * iommu_dma_mmap - Map a buffer into provided user VMA
 412  * @pages: Array representing buffer from iommu_dma_alloc()
 413  * @size: Size of buffer in bytes
 414  * @vma: VMA describing requested userspace mapping
 415  *
 416  * Maps the pages of the buffer in @pages into @vma. The caller is responsible
 417  * for verifying the correct size and protection of @vma beforehand.
 418  */
 419
 420 int iommu_dma_mmap(struct page **pages, size_t size, struct vm_area_struct *vma)
 421 {
 422         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
 423         unsigned int i, count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 424         int ret = -ENXIO;
 425
 426         for (i = vma->vm_pgoff; i < count && uaddr < vma->vm_end; i++) {
 427                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, pages[i]);
 428                 if (ret)
 429                         break;
 430                 uaddr += PAGE_SIZE;
 431         }
 432         return ret;
 433 }
 434
 435 dma_addr_t iommu_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 436                 unsigned long offset, size_t size, int prot)
 437 {
 438         dma_addr_t dma_addr;
 439         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 440         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 441         phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
 442         size_t iova_off = iova_offset(iovad, phys);
 443         size_t len = iova_align(iovad, size + iova_off);
 444         struct iova *iova = __alloc_iova(domain, len, dma_get_mask(dev));
 445
 446         if (!iova)
 447                 return DMA_ERROR_CODE;
 448
 449         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 450         if (iommu_map(domain, dma_addr, phys - iova_off, len, prot)) {
 451                 __free_iova(iovad, iova);
 452                 return DMA_ERROR_CODE;
 453         }
 454         return dma_addr + iova_off;
 455 }
 456
 457 void iommu_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle, size_t size,
 458                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 459 {
 460         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), handle);
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Prepare a successfully-mapped scatterlist to give back to the caller.
 465  *
 466  * At this point the segments are already laid out by iommu_dma_map_sg() to
 467  * avoid individually crossing any boundaries, so we merely need to check a
 468  * segment's start address to avoid concatenating across one.
 469  */
 470 static int __finalise_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 471                 dma_addr_t dma_addr)
 472 {
 473         struct scatterlist *s, *cur = sg;
 474         unsigned long seg_mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 475         unsigned int cur_len = 0, max_len = dma_get_max_seg_size(dev);
 476         int i, count = 0;
 477
 478         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 479                 /* Restore this segment's original unaligned fields first */
 480                 unsigned int s_iova_off = sg_dma_address(s);
 481                 unsigned int s_length = sg_dma_len(s);
 482                 unsigned int s_iova_len = s->length;
 483
 484                 s->offset += s_iova_off;
 485                 s->length = s_length;
 486                 sg_dma_address(s) = DMA_ERROR_CODE;
 487                 sg_dma_len(s) = 0;
 488
 489                 /*
 490                  * Now fill in the real DMA data. If...
 491                  * - there is a valid output segment to append to
 492                  * - and this segment starts on an IOVA page boundary
 493                  * - but doesn't fall at a segment boundary
 494                  * - and wouldn't make the resulting output segment too long
 495                  */
 496                 if (cur_len && !s_iova_off && (dma_addr & seg_mask) &&
 497                     (cur_len + s_length <= max_len)) {
 498                         /* ...then concatenate it with the previous one */
 499                         cur_len += s_length;
 500                 } else {
 501                         /* Otherwise start the next output segment */
 502                         if (i > 0)
 503                                 cur = sg_next(cur);
 504                         cur_len = s_length;
 505                         count++;
 506
 507                         sg_dma_address(cur) = dma_addr + s_iova_off;
 508                 }
 509
 510                 sg_dma_len(cur) = cur_len;
 511                 dma_addr += s_iova_len;
 512
 513                 if (s_length + s_iova_off < s_iova_len)
 514                         cur_len = 0;
 515         }
 516         return count;
 517 }
 518
 519 /*
 520  * If mapping failed, then just restore the original list,
 521  * but making sure the DMA fields are invalidated.
 522  */
 523 static void __invalidate_sg(struct scatterlist *sg, int nents)
 524 {
 525         struct scatterlist *s;
 526         int i;
 527
 528         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 529                 if (sg_dma_address(s) != DMA_ERROR_CODE)
 530                         s->offset += sg_dma_address(s);
 531                 if (sg_dma_len(s))
 532                         s->length = sg_dma_len(s);
 533                 sg_dma_address(s) = DMA_ERROR_CODE;
 534                 sg_dma_len(s) = 0;
 535         }
 536 }
 537
 538 /*
 539  * The DMA API client is passing in a scatterlist which could describe
 540  * any old buffer layout, but the IOMMU API requires everything to be
 541  * aligned to IOMMU pages. Hence the need for this complicated bit of
 542  * impedance-matching, to be able to hand off a suitably-aligned list,
 543  * but still preserve the original offsets and sizes for the caller.
 544  */
 545 int iommu_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 546                 int nents, int prot)
 547 {
 548         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 549         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 550         struct iova *iova;
 551         struct scatterlist *s, *prev = NULL;
 552         dma_addr_t dma_addr;
 553         size_t iova_len = 0;
 554         unsigned long mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 555         int i;
 556
 557         /*
 558          * Work out how much IOVA space we need, and align the segments to
 559          * IOVA granules for the IOMMU driver to handle. With some clever
 560          * trickery we can modify the list in-place, but reversibly, by
 561          * stashing the unaligned parts in the as-yet-unused DMA fields.
 562          */
 563         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 564                 size_t s_iova_off = iova_offset(iovad, s->offset);
 565                 size_t s_length = s->length;
 566                 size_t pad_len = (mask - iova_len + 1) & mask;
 567
 568                 sg_dma_address(s) = s_iova_off;
 569                 sg_dma_len(s) = s_length;
 570                 s->offset -= s_iova_off;
 571                 s_length = iova_align(iovad, s_length + s_iova_off);
 572                 s->length = s_length;
 573
 574                 /*
 575                  * Due to the alignment of our single IOVA allocation, we can
 576                  * depend on these assumptions about the segment boundary mask:
 577                  * - If mask size >= IOVA size, then the IOVA range cannot
 578                  *   possibly fall across a boundary, so we don't care.
 579                  * - If mask size < IOVA size, then the IOVA range must start
 580                  *   exactly on a boundary, therefore we can lay things out
 581                  *   based purely on segment lengths without needing to know
 582                  *   the actual addresses beforehand.
 583                  * - The mask must be a power of 2, so pad_len == 0 if
 584                  *   iova_len == 0, thus we cannot dereference prev the first
 585                  *   time through here (i.e. before it has a meaningful value).
 586                  */
 587                 if (pad_len && pad_len < s_length - 1) {
 588                         prev->length += pad_len;
 589                         iova_len += pad_len;
 590                 }
 591
 592                 iova_len += s_length;
 593                 prev = s;
 594         }
 595
 596         iova = __alloc_iova(domain, iova_len, dma_get_mask(dev));
 597         if (!iova)
 598                 goto out_restore_sg;
 599
 600         /*
 601          * We'll leave any physical concatenation to the IOMMU driver's
 602          * implementation - it knows better than we do.
 603          */
 604         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 605         if (iommu_map_sg(domain, dma_addr, sg, nents, prot) < iova_len)
 606                 goto out_free_iova;
 607
 608         return __finalise_sg(dev, sg, nents, dma_addr);
 609
 610 out_free_iova:
 611         __free_iova(iovad, iova);
 612 out_restore_sg:
 613         __invalidate_sg(sg, nents);
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 void iommu_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 618                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 619 {
 620         /*
 621          * The scatterlist segments are mapped into a single
 622          * contiguous IOVA allocation, so this is incredibly easy.
 623          */
 624         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), sg_dma_address(sg));
 625 }
 626
 627 int iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 628 {
 629         /*
 630          * 'Special' IOMMUs which don't have the same addressing capability
 631          * as the CPU will have to wait until we have some way to query that
 632          * before they'll be able to use this framework.
 633          */
 634         return 1;
 635 }
 636
 637 int iommu_dma_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 638 {
 639         return dma_addr == DMA_ERROR_CODE;
 640 }
 641
 642 static struct iommu_dma_msi_page *iommu_dma_get_msi_page(struct device *dev,
 643                 phys_addr_t msi_addr, struct iommu_domain *domain)
 644 {
 645         struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 646         struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 647         struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 648         struct iova *iova;
 649         int prot = IOMMU_WRITE | IOMMU_NOEXEC | IOMMU_MMIO;
 650
 651         msi_addr &= ~(phys_addr_t)iova_mask(iovad);
 652         list_for_each_entry(msi_page, &cookie->msi_page_list, list)
 653                 if (msi_page->phys == msi_addr)
 654                         return msi_page;
 655
 656         msi_page = kzalloc(sizeof(*msi_page), GFP_ATOMIC);
 657         if (!msi_page)
 658                 return NULL;
 659
 660         iova = __alloc_iova(domain, iovad->granule, dma_get_mask(dev));
 661         if (!iova)
 662                 goto out_free_page;
 663
 664         msi_page->phys = msi_addr;
 665         msi_page->iova = iova_dma_addr(iovad, iova);
 666         if (iommu_map(domain, msi_page->iova, msi_addr, iovad->granule, prot))
 667                 goto out_free_iova;
 668
 669         INIT_LIST_HEAD(&msi_page->list);
 670         list_add(&msi_page->list, &cookie->msi_page_list);
 671         return msi_page;
 672
 673 out_free_iova:
 674         __free_iova(iovad, iova);
 675 out_free_page:
 676         kfree(msi_page);
 677         return NULL;
 678 }
 679
 680 void iommu_dma_map_msi_msg(int irq, struct msi_msg *msg)
 681 {
 682         struct device *dev = msi_desc_to_dev(irq_get_msi_desc(irq));
 683         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 684         struct iommu_dma_cookie *cookie;
 685         struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 686         phys_addr_t msi_addr = (u64)msg->address_hi << 32 | msg->address_lo;
 687         unsigned long flags;
 688
 689         if (!domain || !domain->iova_cookie)
 690                 return;
 691
 692         cookie = domain->iova_cookie;
 693
 694         /*
 695          * We disable IRQs to rule out a possible inversion against
 696          * irq_desc_lock if, say, someone tries to retarget the affinity
 697          * of an MSI from within an IPI handler.
 698          */
 699         spin_lock_irqsave(&cookie->msi_lock, flags);
 700         msi_page = iommu_dma_get_msi_page(dev, msi_addr, domain);
 701         spin_unlock_irqrestore(&cookie->msi_lock, flags);
 702
 703         if (WARN_ON(!msi_page)) {
 704                 /*
 705                  * We're called from a void callback, so the best we can do is
 706                  * 'fail' by filling the message with obviously bogus values.
 707                  * Since we got this far due to an IOMMU being present, it's
 708                  * not like the existing address would have worked anyway...
 709                  */
 710                 msg->address_hi = ~0U;
 711                 msg->address_lo = ~0U;
 712                 msg->data = ~0U;
 713         } else {
 714                 msg->address_hi = upper_32_bits(msi_page->iova);
 715                 msg->address_lo &= iova_mask(&cookie->iovad);
 716                 msg->address_lo += lower_32_bits(msi_page->iova);
 717         }
 718 }