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/genalloc.h>
  16 #include <linux/gfp.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/list.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/device.h>
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/dma-contiguous.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/iommu.h>
  27 #include <linux/io.h>
  28 #include <linux/vmalloc.h>
  29 #include <linux/sizes.h>
  30 #include <linux/cma.h>
  31
  32 #include <asm/memory.h>
  33 #include <asm/highmem.h>
  34 #include <asm/cacheflush.h>
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36 #include <asm/mach/arch.h>
  37 #include <asm/dma-iommu.h>
  38 #include <asm/mach/map.h>
  39 #include <asm/system_info.h>
  40 #include <asm/dma-contiguous.h>
  41
  42 #include "dma.h"
  43 #include "mm.h"
  44
  45 /*
  46  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
  47  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
  48  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
  49  * represent the transitions between these two ownership states.
  50  *
  51  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
  52  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
  53  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
  54  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
  55  *
  56  */
  57 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
  58                 size_t, enum dma_data_direction);
  59 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
  60                 size_t, enum dma_data_direction);
  61
  62 /**
  63  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
  64  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  65  * @page: page that buffer resides in
  66  * @offset: offset into page for start of buffer
  67  * @size: size of buffer to map
  68  * @dir: DMA transfer direction
  69  *
  70  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
  71  * or written back.
  72  *
  73  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
  74  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
  75  */
  76 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  77              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  78              struct dma_attrs *attrs)
  79 {
  80         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
  81                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
  82         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  83 }
  84
  85 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  86              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  87              struct dma_attrs *attrs)
  88 {
  89         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
  94  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  95  * @handle: DMA address of buffer
  96  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
  97  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
  98  *
  99  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
 100  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
 101  * All other usages are undefined.
 102  *
 103  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
 104  * whatever the device wrote there.
 105  */
 106 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
 107                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
 108                 struct dma_attrs *attrs)
 109 {
 110         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
 111                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
 112                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
 113 }
 114
 115 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
 116                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 117 {
 118         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 119         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 120         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
 121 }
 122
 123 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 124                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 125 {
 126         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 127         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 128         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
 129 }
 130
 131 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
 132         .alloc                  = arm_dma_alloc,
 133         .free                   = arm_dma_free,
 134         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 135         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 136         .map_page               = arm_dma_map_page,
 137         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
 138         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 139         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
 140         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
 141         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
 142         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
 143         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
 144         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 145 };
 146 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
 147
 148 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 149         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
 150 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 151                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
 152 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 153                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 154                  struct dma_attrs *attrs);
 155
 156 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
 157         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
 158         .free                   = arm_coherent_dma_free,
 159         .mmap                   = arm_coherent_dma_mmap,
 160         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
 161         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
 162         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 163         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 164 };
 165 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
 166
 167 static int __dma_supported(struct device *dev, u64 mask, bool warn)
 168 {
 169         unsigned long max_dma_pfn;
 170
 171         /*
 172          * If the mask allows for more memory than we can address,
 173          * and we actually have that much memory, then we must
 174          * indicate that DMA to this device is not supported.
 175          */
 176         if (sizeof(mask) != sizeof(dma_addr_t) &&
 177             mask > (dma_addr_t)~0 &&
 178             dma_to_pfn(dev, ~0) < max_pfn - 1) {
 179                 if (warn) {
 180                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx is larger than dma_addr_t allows\n",
 181                                  mask);
 182                         dev_warn(dev, "Driver did not use or check the return value from dma_set_coherent_mask()?\n");
 183                 }
 184                 return 0;
 185         }
 186
 187         max_dma_pfn = min(max_pfn, arm_dma_pfn_limit);
 188
 189         /*
 190          * Translate the device's DMA mask to a PFN limit.  This
 191          * PFN number includes the page which we can DMA to.
 192          */
 193         if (dma_to_pfn(dev, mask) < max_dma_pfn) {
 194                 if (warn)
 195                         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",
 196                                  mask,
 197                                  dma_to_pfn(dev, 0), dma_to_pfn(dev, mask) + 1,
 198                                  max_dma_pfn + 1);
 199                 return 0;
 200         }
 201
 202         return 1;
 203 }
 204
 205 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
 206 {
 207         u64 mask = (u64)DMA_BIT_MASK(32);
 208
 209         if (dev) {
 210                 mask = dev->coherent_dma_mask;
 211
 212                 /*
 213                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
 214                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
 215                  */
 216                 if (mask == 0) {
 217                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
 218                         return 0;
 219                 }
 220
 221                 if (!__dma_supported(dev, mask, true))
 222                         return 0;
 223         }
 224
 225         return mask;
 226 }
 227
 228 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
 229 {
 230         /*
 231          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
 232          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
 233          */
 234         if (PageHighMem(page)) {
 235                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
 236                 phys_addr_t end = base + size;
 237                 while (size > 0) {
 238                         void *ptr = kmap_atomic(page);
 239                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
 240                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
 241                         kunmap_atomic(ptr);
 242                         page++;
 243                         size -= PAGE_SIZE;
 244                 }
 245                 outer_flush_range(base, end);
 246         } else {
 247                 void *ptr = page_address(page);
 248                 memset(ptr, 0, size);
 249                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
 250                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
 251         }
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
 256  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
 257  */
 258 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
 259 {
 260         unsigned long order = get_order(size);
 261         struct page *page, *p, *e;
 262
 263         page = alloc_pages(gfp, order);
 264         if (!page)
 265                 return NULL;
 266
 267         /*
 268          * Now split the huge page and free the excess pages
 269          */
 270         split_page(page, order);
 271         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
 272                 __free_page(p);
 273
 274         __dma_clear_buffer(page, size);
 275
 276         return page;
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
 281  */
 282 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
 283 {
 284         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
 285
 286         while (page < e) {
 287                 __free_page(page);
 288                 page++;
 289         }
 290 }
 291
 292 #ifdef CONFIG_MMU
 293
 294 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 295                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 296                                      const void *caller, bool want_vaddr);
 297
 298 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 299                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 300                                  const void *caller, bool want_vaddr);
 301
 302 static void *
 303 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
 304         const void *caller)
 305 {
 306         /*
 307          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
 308          * set VM_USERMAP flags too.
 309          */
 310         return dma_common_contiguous_remap(page, size,
 311                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
 312                         prot, caller);
 313 }
 314
 315 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
 316 {
 317         dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
 318                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
 319 }
 320
 321 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
 322 static struct gen_pool *atomic_pool;
 323
 324 static size_t atomic_pool_size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE;
 325
 326 static int __init early_coherent_pool(char *p)
 327 {
 328         atomic_pool_size = memparse(p, &p);
 329         return 0;
 330 }
 331 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
 332
 333 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
 334 {
 335         /*
 336          * Catch any attempt to set the pool size too late.
 337          */
 338         BUG_ON(atomic_pool);
 339
 340         /*
 341          * Set architecture specific coherent pool size only if
 342          * it has not been changed by kernel command line parameter.
 343          */
 344         if (atomic_pool_size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
 345                 atomic_pool_size = size;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
 350  */
 351 static int __init atomic_pool_init(void)
 352 {
 353         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(PAGE_KERNEL);
 354         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
 355         struct page *page;
 356         void *ptr;
 357
 358         atomic_pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, -1);
 359         if (!atomic_pool)
 360                 goto out;
 361
 362         if (dev_get_cma_area(NULL))
 363                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, atomic_pool_size, prot,
 364                                               &page, atomic_pool_init, true);
 365         else
 366                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, atomic_pool_size, gfp, prot,
 367                                            &page, atomic_pool_init, true);
 368         if (ptr) {
 369                 int ret;
 370
 371                 ret = gen_pool_add_virt(atomic_pool, (unsigned long)ptr,
 372                                         page_to_phys(page),
 373                                         atomic_pool_size, -1);
 374                 if (ret)
 375                         goto destroy_genpool;
 376
 377                 gen_pool_set_algo(atomic_pool,
 378                                 gen_pool_first_fit_order_align,
 379                                 (void *)PAGE_SHIFT);
 380                 pr_info("DMA: preallocated %zd KiB pool for atomic coherent allocations\n",
 381                        atomic_pool_size / 1024);
 382                 return 0;
 383         }
 384
 385 destroy_genpool:
 386         gen_pool_destroy(atomic_pool);
 387         atomic_pool = NULL;
 388 out:
 389         pr_err("DMA: failed to allocate %zx KiB pool for atomic coherent allocation\n",
 390                atomic_pool_size / 1024);
 391         return -ENOMEM;
 392 }
 393 /*
 394  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
 395  */
 396 postcore_initcall(atomic_pool_init);
 397
 398 struct dma_contig_early_reserve {
 399         phys_addr_t base;
 400         unsigned long size;
 401 };
 402
 403 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
 404
 405 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
 406
 407 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
 408 {
 409         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
 410         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
 411         dma_mmu_remap_num++;
 412 }
 413
 414 void __init dma_contiguous_remap(void)
 415 {
 416         int i;
 417         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
 418                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
 419                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
 420                 struct map_desc map;
 421                 unsigned long addr;
 422
 423                 if (end > arm_lowmem_limit)
 424                         end = arm_lowmem_limit;
 425                 if (start >= end)
 426                         continue;
 427
 428                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
 429                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
 430                 map.length = end - start;
 431                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
 432
 433                 /*
 434                  * Clear previous low-memory mapping to ensure that the
 435                  * TLB does not see any conflicting entries, then flush
 436                  * the TLB of the old entries before creating new mappings.
 437                  *
 438                  * This ensures that any speculatively loaded TLB entries
 439                  * (even though they may be rare) can not cause any problems,
 440                  * and ensures that this code is architecturally compliant.
 441                  */
 442                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
 443                      addr += PMD_SIZE)
 444                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 445
 446                 flush_tlb_kernel_range(__phys_to_virt(start),
 447                                        __phys_to_virt(end));
 448
 449                 iotable_init(&map, 1);
 450         }
 451 }
 452
 453 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
 454                             void *data)
 455 {
 456         struct page *page = virt_to_page(addr);
 457         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
 458
 459         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
 460         return 0;
 461 }
 462
 463 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
 464 {
 465         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
 466         unsigned end = start + size;
 467
 468         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
 469         flush_tlb_kernel_range(start, end);
 470 }
 471
 472 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 473                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 474                                  const void *caller, bool want_vaddr)
 475 {
 476         struct page *page;
 477         void *ptr = NULL;
 478         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 479         if (!page)
 480                 return NULL;
 481         if (!want_vaddr)
 482                 goto out;
 483
 484         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
 485         if (!ptr) {
 486                 __dma_free_buffer(page, size);
 487                 return NULL;
 488         }
 489
 490  out:
 491         *ret_page = page;
 492         return ptr;
 493 }
 494
 495 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
 496 {
 497         unsigned long val;
 498         void *ptr = NULL;
 499
 500         if (!atomic_pool) {
 501                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
 502                 return NULL;
 503         }
 504
 505         val = gen_pool_alloc(atomic_pool, size);
 506         if (val) {
 507                 phys_addr_t phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, val);
 508
 509                 *ret_page = phys_to_page(phys);
 510                 ptr = (void *)val;
 511         }
 512
 513         return ptr;
 514 }
 515
 516 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
 517 {
 518         return addr_in_gen_pool(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
 519 }
 520
 521 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
 522 {
 523         if (!__in_atomic_pool(start, size))
 524                 return 0;
 525
 526         gen_pool_free(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
 527
 528         return 1;
 529 }
 530
 531 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
 532                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
 533                                      const void *caller, bool want_vaddr)
 534 {
 535         unsigned long order = get_order(size);
 536         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
 537         struct page *page;
 538         void *ptr = NULL;
 539
 540         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
 541         if (!page)
 542                 return NULL;
 543
 544         __dma_clear_buffer(page, size);
 545
 546         if (!want_vaddr)
 547                 goto out;
 548
 549         if (PageHighMem(page)) {
 550                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
 551                 if (!ptr) {
 552                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
 553                         return NULL;
 554                 }
 555         } else {
 556                 __dma_remap(page, size, prot);
 557                 ptr = page_address(page);
 558         }
 559
 560  out:
 561         *ret_page = page;
 562         return ptr;
 563 }
 564
 565 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
 566                                    void *cpu_addr, size_t size, bool want_vaddr)
 567 {
 568         if (want_vaddr) {
 569                 if (PageHighMem(page))
 570                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 571                 else
 572                         __dma_remap(page, size, PAGE_KERNEL);
 573         }
 574         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
 575 }
 576
 577 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
 578 {
 579         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
 580                             pgprot_writecombine(prot) :
 581                             pgprot_dmacoherent(prot);
 582         return prot;
 583 }
 584
 585 #define nommu() 0
 586
 587 #else   /* !CONFIG_MMU */
 588
 589 #define nommu() 1
 590
 591 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)                           __pgprot(0)
 592 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c, wv)  NULL
 593 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
 594 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c, wv)    NULL
 595 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
 596 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, wv)   do { } while (0)
 597 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
 598
 599 #endif  /* CONFIG_MMU */
 600
 601 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 602                                    struct page **ret_page)
 603 {
 604         struct page *page;
 605         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 606         if (!page)
 607                 return NULL;
 608
 609         *ret_page = page;
 610         return page_address(page);
 611 }
 612
 613
 614
 615 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 616                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent,
 617                          struct dma_attrs *attrs, const void *caller)
 618 {
 619         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
 620         struct page *page = NULL;
 621         void *addr;
 622         bool want_vaddr;
 623
 624 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 625         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
 626         if (limit && size >= limit) {
 627                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
 628                         size, mask);
 629                 return NULL;
 630         }
 631 #endif
 632
 633         if (!mask)
 634                 return NULL;
 635
 636         if (mask < 0xffffffffULL)
 637                 gfp |= GFP_DMA;
 638
 639         /*
 640          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
 641          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
 642          * handle them.  The real problem is that this flag probably
 643          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
 644          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
 645          */
 646         gfp &= ~(__GFP_COMP);
 647
 648         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 649         size = PAGE_ALIGN(size);
 650         want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
 651
 652         if (nommu())
 653                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
 654         else if (dev_get_cma_area(dev) && (gfp & __GFP_WAIT))
 655                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page,
 656                                                caller, want_vaddr);
 657         else if (is_coherent)
 658                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
 659         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 660                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
 661         else
 662                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page,
 663                                             caller, want_vaddr);
 664
 665         if (page)
 666                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
 667
 668         return want_vaddr ? addr : page;
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
 673  * virtual and bus address for that space.
 674  */
 675 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 676                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 677 {
 678         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
 679         void *memory;
 680
 681         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 682                 return memory;
 683
 684         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
 685                            attrs, __builtin_return_address(0));
 686 }
 687
 688 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 689         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 690 {
 691         void *memory;
 692
 693         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 694                 return memory;
 695
 696         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, PAGE_KERNEL, true,
 697                            attrs, __builtin_return_address(0));
 698 }
 699
 700 static int __arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 701                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 702                  struct dma_attrs *attrs)
 703 {
 704         int ret = -ENXIO;
 705 #ifdef CONFIG_MMU
 706         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 707         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 708         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
 709         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
 710
 711         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 712                 return ret;
 713
 714         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
 715                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 716                                       pfn + off,
 717                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
 718                                       vma->vm_page_prot);
 719         }
 720 #endif  /* CONFIG_MMU */
 721
 722         return ret;
 723 }
 724
 725 /*
 726  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 727  */
 728 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 729                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 730                  struct dma_attrs *attrs)
 731 {
 732         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 733 }
 734
 735 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 736                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 737                  struct dma_attrs *attrs)
 738 {
 739 #ifdef CONFIG_MMU
 740         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
 741 #endif  /* CONFIG_MMU */
 742         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Free a buffer as defined by the above mapping.
 747  */
 748 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 749                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
 750                            bool is_coherent)
 751 {
 752         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 753         bool want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
 754
 755         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
 756                 return;
 757
 758         size = PAGE_ALIGN(size);
 759
 760         if (nommu()) {
 761                 __dma_free_buffer(page, size);
 762         } else if (!is_coherent && __free_from_pool(cpu_addr, size)) {
 763                 return;
 764         } else if (!dev_get_cma_area(dev)) {
 765                 if (want_vaddr && !is_coherent)
 766                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 767                 __dma_free_buffer(page, size);
 768         } else {
 769                 /*
 770                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
 771                  */
 772                 WARN_ON(irqs_disabled());
 773                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, want_vaddr);
 774         }
 775 }
 776
 777 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 778                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 779 {
 780         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
 781 }
 782
 783 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 784                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 785 {
 786         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
 787 }
 788
 789 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 790                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 791                  struct dma_attrs *attrs)
 792 {
 793         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 794         int ret;
 795
 796         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 797         if (unlikely(ret))
 798                 return ret;
 799
 800         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 801         return 0;
 802 }
 803
 804 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
 805         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 806         void (*op)(const void *, size_t, int))
 807 {
 808         unsigned long pfn;
 809         size_t left = size;
 810
 811         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
 812         offset %= PAGE_SIZE;
 813
 814         /*
 815          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 816          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
 817          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 818          * optimized out.
 819          */
 820         do {
 821                 size_t len = left;
 822                 void *vaddr;
 823
 824                 page = pfn_to_page(pfn);
 825
 826                 if (PageHighMem(page)) {
 827                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
 828                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 829
 830                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
 831                                 vaddr = kmap_atomic(page);
 832                                 op(vaddr + offset, len, dir);
 833                                 kunmap_atomic(vaddr);
 834                         } else {
 835                                 vaddr = kmap_high_get(page);
 836                                 if (vaddr) {
 837                                         op(vaddr + offset, len, dir);
 838                                         kunmap_high(page);
 839                                 }
 840                         }
 841                 } else {
 842                         vaddr = page_address(page) + offset;
 843                         op(vaddr, len, dir);
 844                 }
 845                 offset = 0;
 846                 pfn++;
 847                 left -= len;
 848         } while (left);
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Make an area consistent for devices.
 853  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
 854  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
 855  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
 856  */
 857 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
 858         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 859 {
 860         phys_addr_t paddr;
 861
 862         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
 863
 864         paddr = page_to_phys(page) + off;
 865         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
 866                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 867         } else {
 868                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
 869         }
 870         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
 871 }
 872
 873 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
 874         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 875 {
 876         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + off;
 877
 878         /* FIXME: non-speculating: not required */
 879         /* in any case, don't bother invalidating if DMA to device */
 880         if (dir != DMA_TO_DEVICE) {
 881                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 882
 883                 dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
 884         }
 885
 886         /*
 887          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
 888          */
 889         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
 890                 unsigned long pfn;
 891                 size_t left = size;
 892
 893                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
 894                 off %= PAGE_SIZE;
 895                 if (off) {
 896                         pfn++;
 897                         left -= PAGE_SIZE - off;
 898                 }
 899                 while (left >= PAGE_SIZE) {
 900                         page = pfn_to_page(pfn++);
 901                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 902                         left -= PAGE_SIZE;
 903                 }
 904         }
 905 }
 906
 907 /**
 908  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
 909  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 910  * @sg: list of buffers
 911  * @nents: number of buffers to map
 912  * @dir: DMA transfer direction
 913  *
 914  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 915  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
 916  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 917  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 918  * sg_dma_{address,length}.
 919  *
 920  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
 921  * here.
 922  */
 923 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 924                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 925 {
 926         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 927         struct scatterlist *s;
 928         int i, j;
 929
 930         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 931 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 932                 s->dma_length = s->length;
 933 #endif
 934                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
 935                                                 s->length, dir, attrs);
 936                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
 937                         goto bad_mapping;
 938         }
 939         return nents;
 940
 941  bad_mapping:
 942         for_each_sg(sg, s, i, j)
 943                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 944         return 0;
 945 }
 946
 947 /**
 948  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
 949  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 950  * @sg: list of buffers
 951  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
 952  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 953  *
 954  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
 955  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
 956  */
 957 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 958                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 959 {
 960         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 961         struct scatterlist *s;
 962
 963         int i;
 964
 965         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 966                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 967 }
 968
 969 /**
 970  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
 971  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 972  * @sg: list of buffers
 973  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 974  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 975  */
 976 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 977                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 978 {
 979         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 980         struct scatterlist *s;
 981         int i;
 982
 983         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 984                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 985                                          dir);
 986 }
 987
 988 /**
 989  * arm_dma_sync_sg_for_device
 990  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 991  * @sg: list of buffers
 992  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 993  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 994  */
 995 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 996                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 997 {
 998         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 999         struct scatterlist *s;
1000         int i;
1001
1002         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1003                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1004                                             dir);
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
1009  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
1010  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
1011  * to this function.
1012  */
1013 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1014 {
1015         return __dma_supported(dev, mask, false);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1018
1019 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1020 {
1021         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1022                 return -EIO;
1023
1024         *dev->dma_mask = dma_mask;
1025
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1030
1031 static int __init dma_debug_do_init(void)
1032 {
1033         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1034         return 0;
1035 }
1036 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1037
1038 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1039
1040 /* IOMMU */
1041
1042 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1043
1044 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1045                                       size_t size)
1046 {
1047         unsigned int order = get_order(size);
1048         unsigned int align = 0;
1049         unsigned int count, start;
1050         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1051         unsigned long flags;
1052         dma_addr_t iova;
1053         int i;
1054
1055         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1056                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1057
1058         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1059         align = (1 << order) - 1;
1060
1061         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1062         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1063                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1064                                 mapping->bits, 0, count, align);
1065
1066                 if (start > mapping->bits)
1067                         continue;
1068
1069                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1070                 break;
1071         }
1072
1073         /*
1074          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1075          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1076          * address range of size bytes.
1077          */
1078         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1079                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1080                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1081                         return DMA_ERROR_CODE;
1082                 }
1083
1084                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1085                                 mapping->bits, 0, count, align);
1086
1087                 if (start > mapping->bits) {
1088                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1089                         return DMA_ERROR_CODE;
1090                 }
1091
1092                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1093         }
1094         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1095
1096         iova = mapping->base + (mapping_size * i);
1097         iova += start << PAGE_SHIFT;
1098
1099         return iova;
1100 }
1101
1102 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1103                                dma_addr_t addr, size_t size)
1104 {
1105         unsigned int start, count;
1106         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1107         unsigned long flags;
1108         dma_addr_t bitmap_base;
1109         u32 bitmap_index;
1110
1111         if (!size)
1112                 return;
1113
1114         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping_size;
1115         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1116
1117         bitmap_base = mapping->base + mapping_size * bitmap_index;
1118
1119         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1120
1121         if (addr + size > bitmap_base + mapping_size) {
1122                 /*
1123                  * The address range to be freed reaches into the iova
1124                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1125                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1126                  * moment).
1127                  */
1128                 BUG();
1129         } else
1130                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1131
1132         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1133         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1134         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1135 }
1136
1137 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1138                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1139 {
1140         struct page **pages;
1141         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1142         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1143         int i = 0;
1144
1145         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1146                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1147         else
1148                 pages = vzalloc(array_size);
1149         if (!pages)
1150                 return NULL;
1151
1152         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1153         {
1154                 unsigned long order = get_order(size);
1155                 struct page *page;
1156
1157                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1158                 if (!page)
1159                         goto error;
1160
1161                 __dma_clear_buffer(page, size);
1162
1163                 for (i = 0; i < count; i++)
1164                         pages[i] = page + i;
1165
1166                 return pages;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1171          */
1172         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1173
1174         while (count) {
1175                 int j, order;
1176
1177                 for (order = __fls(count); order > 0; --order) {
1178                         /*
1179                          * We do not want OOM killer to be invoked as long
1180                          * as we can fall back to single pages, so we force
1181                          * __GFP_NORETRY for orders higher than zero.
1182                          */
1183                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NORETRY, order);
1184                         if (pages[i])
1185                                 break;
1186                 }
1187
1188                 if (!pages[i]) {
1189                         /*
1190                          * Fall back to single page allocation.
1191                          * Might invoke OOM killer as last resort.
1192                          */
1193                         pages[i] = alloc_pages(gfp, 0);
1194                         if (!pages[i])
1195                                 goto error;
1196                 }
1197
1198                 if (order) {
1199                         split_page(pages[i], order);
1200                         j = 1 << order;
1201                         while (--j)
1202                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1203                 }
1204
1205                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1206                 i += 1 << order;
1207                 count -= 1 << order;
1208         }
1209
1210         return pages;
1211 error:
1212         while (i--)
1213                 if (pages[i])
1214                         __free_pages(pages[i], 0);
1215         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1216                 kfree(pages);
1217         else
1218                 vfree(pages);
1219         return NULL;
1220 }
1221
1222 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1223                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1224 {
1225         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1226         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1227         int i;
1228
1229         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1230                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1231         } else {
1232                 for (i = 0; i < count; i++)
1233                         if (pages[i])
1234                                 __free_pages(pages[i], 0);
1235         }
1236
1237         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1238                 kfree(pages);
1239         else
1240                 vfree(pages);
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Create a CPU mapping for a specified pages
1246  */
1247 static void *
1248 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1249                     const void *caller)
1250 {
1251         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1252                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1257  */
1258 static dma_addr_t
1259 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1260 {
1261         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1262         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1263         dma_addr_t dma_addr, iova;
1264         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1265
1266         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1267         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1268                 return dma_addr;
1269
1270         iova = dma_addr;
1271         for (i = 0; i < count; ) {
1272                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1273                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1274                 unsigned int len, j;
1275
1276                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1277                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1278                                 break;
1279
1280                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1281                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1282                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1283                 if (ret < 0)
1284                         goto fail;
1285                 iova += len;
1286                 i = j;
1287         }
1288         return dma_addr;
1289 fail:
1290         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1291         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1292         return DMA_ERROR_CODE;
1293 }
1294
1295 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1296 {
1297         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1298
1299         /*
1300          * add optional in-page offset from iova to size and align
1301          * result to page size
1302          */
1303         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1304         iova &= PAGE_MASK;
1305
1306         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1307         __free_iova(mapping, iova, size);
1308         return 0;
1309 }
1310
1311 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1312 {
1313         struct page *page;
1314         phys_addr_t phys;
1315
1316         phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, (unsigned long)addr);
1317         page = phys_to_page(phys);
1318
1319         return (struct page **)page;
1320 }
1321
1322 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1323 {
1324         struct vm_struct *area;
1325
1326         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1327                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1328
1329         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1330                 return cpu_addr;
1331
1332         area = find_vm_area(cpu_addr);
1333         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1334                 return area->pages;
1335         return NULL;
1336 }
1337
1338 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1339                                   dma_addr_t *handle)
1340 {
1341         struct page *page;
1342         void *addr;
1343
1344         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1345         if (!addr)
1346                 return NULL;
1347
1348         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1349         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1350                 goto err_mapping;
1351
1352         return addr;
1353
1354 err_mapping:
1355         __free_from_pool(addr, size);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1360                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1361 {
1362         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1363         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1364 }
1365
1366 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1367             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1368 {
1369         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1370         struct page **pages;
1371         void *addr = NULL;
1372
1373         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1374         size = PAGE_ALIGN(size);
1375
1376         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1377                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1378
1379         /*
1380          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1381          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1382          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1383          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1384          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1385          */
1386         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1387
1388         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1389         if (!pages)
1390                 return NULL;
1391
1392         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1393         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1394                 goto err_buffer;
1395
1396         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1397                 return pages;
1398
1399         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1400                                    __builtin_return_address(0));
1401         if (!addr)
1402                 goto err_mapping;
1403
1404         return addr;
1405
1406 err_mapping:
1407         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1408 err_buffer:
1409         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1410         return NULL;
1411 }
1412
1413 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1414                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1415                     struct dma_attrs *attrs)
1416 {
1417         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1418         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1419         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1420
1421         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1422
1423         if (!pages)
1424                 return -ENXIO;
1425
1426         do {
1427                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1428                 if (ret) {
1429                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1430                         return ret;
1431                 }
1432                 uaddr += PAGE_SIZE;
1433                 usize -= PAGE_SIZE;
1434         } while (usize > 0);
1435
1436         return 0;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * free a page as defined by the above mapping.
1441  * Must not be called with IRQs disabled.
1442  */
1443 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1444                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1445 {
1446         struct page **pages;
1447         size = PAGE_ALIGN(size);
1448
1449         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1450                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1451                 return;
1452         }
1453
1454         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1455         if (!pages) {
1456                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1457                 return;
1458         }
1459
1460         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1461                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1462                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1463         }
1464
1465         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1466         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1467 }
1468
1469 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1470                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1471                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1472 {
1473         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1474         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1475
1476         if (!pages)
1477                 return -ENXIO;
1478
1479         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1480                                          GFP_KERNEL);
1481 }
1482
1483 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1484 {
1485         int prot;
1486
1487         switch (dir) {
1488         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1489                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1490                 break;
1491         case DMA_TO_DEVICE:
1492                 prot = IOMMU_READ;
1493                 break;
1494         case DMA_FROM_DEVICE:
1495                 prot = IOMMU_WRITE;
1496                 break;
1497         default:
1498                 prot = 0;
1499         }
1500
1501         return prot;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1506  */
1507 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1508                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1509                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1510                           bool is_coherent)
1511 {
1512         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1513         dma_addr_t iova, iova_base;
1514         int ret = 0;
1515         unsigned int count;
1516         struct scatterlist *s;
1517         int prot;
1518
1519         size = PAGE_ALIGN(size);
1520         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1521
1522         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1523         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1524                 return -ENOMEM;
1525
1526         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1527                 phys_addr_t phys = sg_phys(s) & PAGE_MASK;
1528                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1529
1530                 if (!is_coherent &&
1531                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1532                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1533
1534                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1535
1536                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1537                 if (ret < 0)
1538                         goto fail;
1539                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1540                 iova += len;
1541         }
1542         *handle = iova_base;
1543
1544         return 0;
1545 fail:
1546         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1547         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1548         return ret;
1549 }
1550
1551 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1552                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1553                      bool is_coherent)
1554 {
1555         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1556         int i, count = 0;
1557         unsigned int offset = s->offset;
1558         unsigned int size = s->offset + s->length;
1559         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1560
1561         for (i = 1; i < nents; i++) {
1562                 s = sg_next(s);
1563
1564                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1565                 s->dma_length = 0;
1566
1567                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1568                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1569                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1570                                 goto bad_mapping;
1571
1572                         dma->dma_address += offset;
1573                         dma->dma_length = size - offset;
1574
1575                         size = offset = s->offset;
1576                         start = s;
1577                         dma = sg_next(dma);
1578                         count += 1;
1579                 }
1580                 size += s->length;
1581         }
1582         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1583                 is_coherent) < 0)
1584                 goto bad_mapping;
1585
1586         dma->dma_address += offset;
1587         dma->dma_length = size - offset;
1588
1589         return count+1;
1590
1591 bad_mapping:
1592         for_each_sg(sg, s, count, i)
1593                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1594         return 0;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1599  * @dev: valid struct device pointer
1600  * @sg: list of buffers
1601  * @nents: number of buffers to map
1602  * @dir: DMA transfer direction
1603  *
1604  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1605  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1606  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1607  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1608  */
1609 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1610                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1611 {
1612         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1613 }
1614
1615 /**
1616  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1617  * @dev: valid struct device pointer
1618  * @sg: list of buffers
1619  * @nents: number of buffers to map
1620  * @dir: DMA transfer direction
1621  *
1622  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1623  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1624  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1625  * sg_dma_{address,length}.
1626  */
1627 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1628                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1629 {
1630         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1631 }
1632
1633 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1634                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1635                 bool is_coherent)
1636 {
1637         struct scatterlist *s;
1638         int i;
1639
1640         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1641                 if (sg_dma_len(s))
1642                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1643                                                sg_dma_len(s));
1644                 if (!is_coherent &&
1645                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1646                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1647                                               s->length, dir);
1648         }
1649 }
1650
1651 /**
1652  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1653  * @dev: valid struct device pointer
1654  * @sg: list of buffers
1655  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1656  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1657  *
1658  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1659  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1660  */
1661 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1662                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1663 {
1664         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1665 }
1666
1667 /**
1668  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1669  * @dev: valid struct device pointer
1670  * @sg: list of buffers
1671  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1672  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1673  *
1674  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1675  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1676  */
1677 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1678                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1679 {
1680         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1681 }
1682
1683 /**
1684  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1685  * @dev: valid struct device pointer
1686  * @sg: list of buffers
1687  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1688  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1689  */
1690 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1691                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1692 {
1693         struct scatterlist *s;
1694         int i;
1695
1696         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1697                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1698
1699 }
1700
1701 /**
1702  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1703  * @dev: valid struct device pointer
1704  * @sg: list of buffers
1705  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1706  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1707  */
1708 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1709                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1710 {
1711         struct scatterlist *s;
1712         int i;
1713
1714         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1715                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1716 }
1717
1718
1719 /**
1720  * arm_coherent_iommu_map_page
1721  * @dev: valid struct device pointer
1722  * @page: page that buffer resides in
1723  * @offset: offset into page for start of buffer
1724  * @size: size of buffer to map
1725  * @dir: DMA transfer direction
1726  *
1727  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1728  */
1729 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1730              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1731              struct dma_attrs *attrs)
1732 {
1733         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1734         dma_addr_t dma_addr;
1735         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1736
1737         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1738         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1739                 return dma_addr;
1740
1741         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1742
1743         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1744         if (ret < 0)
1745                 goto fail;
1746
1747         return dma_addr + offset;
1748 fail:
1749         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1750         return DMA_ERROR_CODE;
1751 }
1752
1753 /**
1754  * arm_iommu_map_page
1755  * @dev: valid struct device pointer
1756  * @page: page that buffer resides in
1757  * @offset: offset into page for start of buffer
1758  * @size: size of buffer to map
1759  * @dir: DMA transfer direction
1760  *
1761  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1762  */
1763 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1764              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1765              struct dma_attrs *attrs)
1766 {
1767         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1768                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1769
1770         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1771 }
1772
1773 /**
1774  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1775  * @dev: valid struct device pointer
1776  * @handle: DMA address of buffer
1777  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1778  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1779  *
1780  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1781  */
1782 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1783                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1784                 struct dma_attrs *attrs)
1785 {
1786         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1787         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1788         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1789         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1790
1791         if (!iova)
1792                 return;
1793
1794         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1795         __free_iova(mapping, iova, len);
1796 }
1797
1798 /**
1799  * arm_iommu_unmap_page
1800  * @dev: valid struct device pointer
1801  * @handle: DMA address of buffer
1802  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1803  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1804  *
1805  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1806  */
1807 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1808                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1809                 struct dma_attrs *attrs)
1810 {
1811         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1812         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1813         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1814         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1815         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1816
1817         if (!iova)
1818                 return;
1819
1820         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1821                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1822
1823         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1824         __free_iova(mapping, iova, len);
1825 }
1826
1827 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1828                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1829 {
1830         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1831         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1832         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1833         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1834
1835         if (!iova)
1836                 return;
1837
1838         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1839 }
1840
1841 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1842                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1843 {
1844         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1845         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1846         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1847         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1848
1849         if (!iova)
1850                 return;
1851
1852         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1853 }
1854
1855 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1856         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1857         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1858         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1859         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1860
1861         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1862         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1863         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1864         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1865
1866         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1867         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1868         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1869         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1870
1871         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1872 };
1873
1874 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1875         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1876         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1877         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1878         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1879
1880         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1881         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1882
1883         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1884         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1885
1886         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1887 };
1888
1889 /**
1890  * arm_iommu_create_mapping
1891  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1892  * @base: start address of the valid IO address space
1893  * @size: maximum size of the valid IO address space
1894  *
1895  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1896  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1897  * mapping with IOMMU aware functions.
1898  *
1899  * The client device need to be attached to the mapping with
1900  * arm_iommu_attach_device function.
1901  */
1902 struct dma_iommu_mapping *
1903 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, u64 size)
1904 {
1905         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1906         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1907         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1908         int extensions = 1;
1909         int err = -ENOMEM;
1910
1911         /* currently only 32-bit DMA address space is supported */
1912         if (size > DMA_BIT_MASK(32) + 1)
1913                 return ERR_PTR(-ERANGE);
1914
1915         if (!bitmap_size)
1916                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1917
1918         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1919                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1920                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1921         }
1922
1923         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1924         if (!mapping)
1925                 goto err;
1926
1927         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1928         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1929                                 GFP_KERNEL);
1930         if (!mapping->bitmaps)
1931                 goto err2;
1932
1933         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1934         if (!mapping->bitmaps[0])
1935                 goto err3;
1936
1937         mapping->nr_bitmaps = 1;
1938         mapping->extensions = extensions;
1939         mapping->base = base;
1940         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1941
1942         spin_lock_init(&mapping->lock);
1943
1944         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1945         if (!mapping->domain)
1946                 goto err4;
1947
1948         kref_init(&mapping->kref);
1949         return mapping;
1950 err4:
1951         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1952 err3:
1953         kfree(mapping->bitmaps);
1954 err2:
1955         kfree(mapping);
1956 err:
1957         return ERR_PTR(err);
1958 }
1959 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1960
1961 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1962 {
1963         int i;
1964         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1965                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1966
1967         iommu_domain_free(mapping->domain);
1968         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1969                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1970         kfree(mapping->bitmaps);
1971         kfree(mapping);
1972 }
1973
1974 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1975 {
1976         int next_bitmap;
1977
1978         if (mapping->nr_bitmaps >= mapping->extensions)
1979                 return -EINVAL;
1980
1981         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
1982         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
1983                                                 GFP_ATOMIC);
1984         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
1985                 return -ENOMEM;
1986
1987         mapping->nr_bitmaps++;
1988
1989         return 0;
1990 }
1991
1992 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1993 {
1994         if (mapping)
1995                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1996 }
1997 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
1998
1999 static int __arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2000                                      struct dma_iommu_mapping *mapping)
2001 {
2002         int err;
2003
2004         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
2005         if (err)
2006                 return err;
2007
2008         kref_get(&mapping->kref);
2009         to_dma_iommu_mapping(dev) = mapping;
2010
2011         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * arm_iommu_attach_device
2017  * @dev: valid struct device pointer
2018  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2019  *      arm_iommu_create_mapping)
2020  *
2021  * Attaches specified io address space mapping to the provided device.
2022  * This replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2023  * IOMMU aware version.
2024  *
2025  * More than one client might be attached to the same io address space
2026  * mapping.
2027  */
2028 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2029                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2030 {
2031         int err;
2032
2033         err = __arm_iommu_attach_device(dev, mapping);
2034         if (err)
2035                 return err;
2036
2037         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2038         return 0;
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2041
2042 static void __arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2043 {
2044         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2045
2046         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2047         if (!mapping) {
2048                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2049                 return;
2050         }
2051
2052         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2053         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2054         to_dma_iommu_mapping(dev) = NULL;
2055
2056         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2057 }
2058
2059 /**
2060  * arm_iommu_detach_device
2061  * @dev: valid struct device pointer
2062  *
2063  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2064  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2065  */
2066 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2067 {
2068         __arm_iommu_detach_device(dev);
2069         set_dma_ops(dev, NULL);
2070 }
2071 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2072
2073 static struct dma_map_ops *arm_get_iommu_dma_map_ops(bool coherent)
2074 {
2075         return coherent ? &iommu_coherent_ops : &iommu_ops;
2076 }
2077
2078 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2079                                     struct iommu_ops *iommu)
2080 {
2081         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2082
2083         if (!iommu)
2084                 return false;
2085
2086         mapping = arm_iommu_create_mapping(dev->bus, dma_base, size);
2087         if (IS_ERR(mapping)) {
2088                 pr_warn("Failed to create %llu-byte IOMMU mapping for device %s\n",
2089                                 size, dev_name(dev));
2090                 return false;
2091         }
2092
2093         if (__arm_iommu_attach_device(dev, mapping)) {
2094                 pr_warn("Failed to attached device %s to IOMMU_mapping\n",
2095                                 dev_name(dev));
2096                 arm_iommu_release_mapping(mapping);
2097                 return false;
2098         }
2099
2100         return true;
2101 }
2102
2103 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev)
2104 {
2105         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2106
2107         if (!mapping)
2108                 return;
2109
2110         __arm_iommu_detach_device(dev);
2111         arm_iommu_release_mapping(mapping);
2112 }
2113
2114 #else
2115
2116 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2117                                     struct iommu_ops *iommu)
2118 {
2119         return false;
2120 }
2121
2122 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev) { }
2123
2124 #define arm_get_iommu_dma_map_ops arm_get_dma_map_ops
2125
2126 #endif  /* CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU */
2127
2128 static struct dma_map_ops *arm_get_dma_map_ops(bool coherent)
2129 {
2130         return coherent ? &arm_coherent_dma_ops : &arm_dma_ops;
2131 }
2132
2133 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2134                         struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
2135 {
2136         struct dma_map_ops *dma_ops;
2137
2138         dev->archdata.dma_coherent = coherent;
2139         if (arm_setup_iommu_dma_ops(dev, dma_base, size, iommu))
2140                 dma_ops = arm_get_iommu_dma_map_ops(coherent);
2141         else
2142                 dma_ops = arm_get_dma_map_ops(coherent);
2143
2144         set_dma_ops(dev, dma_ops);
2145 }
2146
2147 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
2148 {
2149         arm_teardown_iommu_dma_ops(dev);
2150 }