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_DIRECT_RECLAIM))
 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 (!gfpflags_allow_blocking(gfp))
 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
 680         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
 681                            attrs, __builtin_return_address(0));
 682 }
 683
 684 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
 685         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 686 {
 687         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, PAGE_KERNEL, true,
 688                            attrs, __builtin_return_address(0));
 689 }
 690
 691 static int __arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 692                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 693                  struct dma_attrs *attrs)
 694 {
 695         int ret = -ENXIO;
 696 #ifdef CONFIG_MMU
 697         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 698         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 699         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
 700         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
 701
 702         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 703                 return ret;
 704
 705         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
 706                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 707                                       pfn + off,
 708                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
 709                                       vma->vm_page_prot);
 710         }
 711 #endif  /* CONFIG_MMU */
 712
 713         return ret;
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 718  */
 719 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 720                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 721                  struct dma_attrs *attrs)
 722 {
 723         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 724 }
 725
 726 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 727                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 728                  struct dma_attrs *attrs)
 729 {
 730 #ifdef CONFIG_MMU
 731         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
 732 #endif  /* CONFIG_MMU */
 733         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Free a buffer as defined by the above mapping.
 738  */
 739 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 740                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
 741                            bool is_coherent)
 742 {
 743         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
 744         bool want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
 745
 746         size = PAGE_ALIGN(size);
 747
 748         if (nommu()) {
 749                 __dma_free_buffer(page, size);
 750         } else if (!is_coherent && __free_from_pool(cpu_addr, size)) {
 751                 return;
 752         } else if (!dev_get_cma_area(dev)) {
 753                 if (want_vaddr && !is_coherent)
 754                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 755                 __dma_free_buffer(page, size);
 756         } else {
 757                 /*
 758                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
 759                  */
 760                 WARN_ON(irqs_disabled());
 761                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, want_vaddr);
 762         }
 763 }
 764
 765 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 766                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 767 {
 768         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
 769 }
 770
 771 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 772                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 773 {
 774         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
 775 }
 776
 777 /*
 778  * The whole dma_get_sgtable() idea is fundamentally unsafe - it seems
 779  * that the intention is to allow exporting memory allocated via the
 780  * coherent DMA APIs through the dma_buf API, which only accepts a
 781  * scattertable.  This presents a couple of problems:
 782  * 1. Not all memory allocated via the coherent DMA APIs is backed by
 783  *    a struct page
 784  * 2. Passing coherent DMA memory into the streaming APIs is not allowed
 785  *    as we will try to flush the memory through a different alias to that
 786  *    actually being used (and the flushes are redundant.)
 787  */
 788 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
 789                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
 790                  struct dma_attrs *attrs)
 791 {
 792         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, handle);
 793         struct page *page;
 794         int ret;
 795
 796         /* If the PFN is not valid, we do not have a struct page */
 797         if (!pfn_valid(pfn))
 798                 return -ENXIO;
 799
 800         page = pfn_to_page(pfn);
 801
 802         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 803         if (unlikely(ret))
 804                 return ret;
 805
 806         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 807         return 0;
 808 }
 809
 810 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
 811         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 812         void (*op)(const void *, size_t, int))
 813 {
 814         unsigned long pfn;
 815         size_t left = size;
 816
 817         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
 818         offset %= PAGE_SIZE;
 819
 820         /*
 821          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 822          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
 823          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 824          * optimized out.
 825          */
 826         do {
 827                 size_t len = left;
 828                 void *vaddr;
 829
 830                 page = pfn_to_page(pfn);
 831
 832                 if (PageHighMem(page)) {
 833                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
 834                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 835
 836                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
 837                                 vaddr = kmap_atomic(page);
 838                                 op(vaddr + offset, len, dir);
 839                                 kunmap_atomic(vaddr);
 840                         } else {
 841                                 vaddr = kmap_high_get(page);
 842                                 if (vaddr) {
 843                                         op(vaddr + offset, len, dir);
 844                                         kunmap_high(page);
 845                                 }
 846                         }
 847                 } else {
 848                         vaddr = page_address(page) + offset;
 849                         op(vaddr, len, dir);
 850                 }
 851                 offset = 0;
 852                 pfn++;
 853                 left -= len;
 854         } while (left);
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Make an area consistent for devices.
 859  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
 860  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
 861  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
 862  */
 863 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
 864         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 865 {
 866         phys_addr_t paddr;
 867
 868         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
 869
 870         paddr = page_to_phys(page) + off;
 871         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
 872                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 873         } else {
 874                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
 875         }
 876         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
 877 }
 878
 879 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
 880         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 881 {
 882         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + off;
 883
 884         /* FIXME: non-speculating: not required */
 885         /* in any case, don't bother invalidating if DMA to device */
 886         if (dir != DMA_TO_DEVICE) {
 887                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 888
 889                 dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
 890         }
 891
 892         /*
 893          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
 894          */
 895         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
 896                 unsigned long pfn;
 897                 size_t left = size;
 898
 899                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
 900                 off %= PAGE_SIZE;
 901                 if (off) {
 902                         pfn++;
 903                         left -= PAGE_SIZE - off;
 904                 }
 905                 while (left >= PAGE_SIZE) {
 906                         page = pfn_to_page(pfn++);
 907                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 908                         left -= PAGE_SIZE;
 909                 }
 910         }
 911 }
 912
 913 /**
 914  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
 915  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 916  * @sg: list of buffers
 917  * @nents: number of buffers to map
 918  * @dir: DMA transfer direction
 919  *
 920  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 921  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
 922  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 923  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 924  * sg_dma_{address,length}.
 925  *
 926  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
 927  * here.
 928  */
 929 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 930                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 931 {
 932         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 933         struct scatterlist *s;
 934         int i, j;
 935
 936         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 937 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 938                 s->dma_length = s->length;
 939 #endif
 940                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
 941                                                 s->length, dir, attrs);
 942                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
 943                         goto bad_mapping;
 944         }
 945         return nents;
 946
 947  bad_mapping:
 948         for_each_sg(sg, s, i, j)
 949                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 950         return 0;
 951 }
 952
 953 /**
 954  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
 955  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 956  * @sg: list of buffers
 957  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
 958  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 959  *
 960  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
 961  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
 962  */
 963 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 964                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 965 {
 966         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 967         struct scatterlist *s;
 968
 969         int i;
 970
 971         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 972                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 973 }
 974
 975 /**
 976  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
 977  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 978  * @sg: list of buffers
 979  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 980  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 981  */
 982 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 983                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 984 {
 985         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 986         struct scatterlist *s;
 987         int i;
 988
 989         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 990                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 991                                          dir);
 992 }
 993
 994 /**
 995  * arm_dma_sync_sg_for_device
 996  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 997  * @sg: list of buffers
 998  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 999  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1000  */
1001 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1002                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1003 {
1004         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
1005         struct scatterlist *s;
1006         int i;
1007
1008         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1009                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1010                                             dir);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
1015  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
1016  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
1017  * to this function.
1018  */
1019 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1020 {
1021         return __dma_supported(dev, mask, false);
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1024
1025 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1026 {
1027         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1028                 return -EIO;
1029
1030         *dev->dma_mask = dma_mask;
1031
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1036
1037 static int __init dma_debug_do_init(void)
1038 {
1039         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1040         return 0;
1041 }
1042 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1043
1044 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1045
1046 /* IOMMU */
1047
1048 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1049
1050 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1051                                       size_t size)
1052 {
1053         unsigned int order = get_order(size);
1054         unsigned int align = 0;
1055         unsigned int count, start;
1056         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1057         unsigned long flags;
1058         dma_addr_t iova;
1059         int i;
1060
1061         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1062                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1063
1064         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1065         align = (1 << order) - 1;
1066
1067         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1068         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1069                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1070                                 mapping->bits, 0, count, align);
1071
1072                 if (start > mapping->bits)
1073                         continue;
1074
1075                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1076                 break;
1077         }
1078
1079         /*
1080          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1081          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1082          * address range of size bytes.
1083          */
1084         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1085                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1086                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1087                         return DMA_ERROR_CODE;
1088                 }
1089
1090                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1091                                 mapping->bits, 0, count, align);
1092
1093                 if (start > mapping->bits) {
1094                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1095                         return DMA_ERROR_CODE;
1096                 }
1097
1098                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1099         }
1100         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1101
1102         iova = mapping->base + (mapping_size * i);
1103         iova += start << PAGE_SHIFT;
1104
1105         return iova;
1106 }
1107
1108 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1109                                dma_addr_t addr, size_t size)
1110 {
1111         unsigned int start, count;
1112         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1113         unsigned long flags;
1114         dma_addr_t bitmap_base;
1115         u32 bitmap_index;
1116
1117         if (!size)
1118                 return;
1119
1120         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping_size;
1121         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1122
1123         bitmap_base = mapping->base + mapping_size * bitmap_index;
1124
1125         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1126
1127         if (addr + size > bitmap_base + mapping_size) {
1128                 /*
1129                  * The address range to be freed reaches into the iova
1130                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1131                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1132                  * moment).
1133                  */
1134                 BUG();
1135         } else
1136                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1137
1138         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1139         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1140         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1141 }
1142
1143 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1144                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1145 {
1146         struct page **pages;
1147         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1148         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1149         int i = 0;
1150
1151         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1152                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1153         else
1154                 pages = vzalloc(array_size);
1155         if (!pages)
1156                 return NULL;
1157
1158         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1159         {
1160                 unsigned long order = get_order(size);
1161                 struct page *page;
1162
1163                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1164                 if (!page)
1165                         goto error;
1166
1167                 __dma_clear_buffer(page, size);
1168
1169                 for (i = 0; i < count; i++)
1170                         pages[i] = page + i;
1171
1172                 return pages;
1173         }
1174
1175         /*
1176          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1177          */
1178         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1179
1180         while (count) {
1181                 int j, order;
1182
1183                 for (order = __fls(count); order > 0; --order) {
1184                         /*
1185                          * We do not want OOM killer to be invoked as long
1186                          * as we can fall back to single pages, so we force
1187                          * __GFP_NORETRY for orders higher than zero.
1188                          */
1189                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NORETRY, order);
1190                         if (pages[i])
1191                                 break;
1192                 }
1193
1194                 if (!pages[i]) {
1195                         /*
1196                          * Fall back to single page allocation.
1197                          * Might invoke OOM killer as last resort.
1198                          */
1199                         pages[i] = alloc_pages(gfp, 0);
1200                         if (!pages[i])
1201                                 goto error;
1202                 }
1203
1204                 if (order) {
1205                         split_page(pages[i], order);
1206                         j = 1 << order;
1207                         while (--j)
1208                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1209                 }
1210
1211                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1212                 i += 1 << order;
1213                 count -= 1 << order;
1214         }
1215
1216         return pages;
1217 error:
1218         while (i--)
1219                 if (pages[i])
1220                         __free_pages(pages[i], 0);
1221         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1222                 kfree(pages);
1223         else
1224                 vfree(pages);
1225         return NULL;
1226 }
1227
1228 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1229                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1230 {
1231         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1232         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1233         int i;
1234
1235         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1236                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1237         } else {
1238                 for (i = 0; i < count; i++)
1239                         if (pages[i])
1240                                 __free_pages(pages[i], 0);
1241         }
1242
1243         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1244                 kfree(pages);
1245         else
1246                 vfree(pages);
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Create a CPU mapping for a specified pages
1252  */
1253 static void *
1254 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1255                     const void *caller)
1256 {
1257         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1258                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1263  */
1264 static dma_addr_t
1265 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1266 {
1267         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1268         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1269         dma_addr_t dma_addr, iova;
1270         int i;
1271
1272         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1273         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1274                 return dma_addr;
1275
1276         iova = dma_addr;
1277         for (i = 0; i < count; ) {
1278                 int ret;
1279
1280                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1281                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1282                 unsigned int len, j;
1283
1284                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1285                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1286                                 break;
1287
1288                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1289                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1290                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1291                 if (ret < 0)
1292                         goto fail;
1293                 iova += len;
1294                 i = j;
1295         }
1296         return dma_addr;
1297 fail:
1298         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1299         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1300         return DMA_ERROR_CODE;
1301 }
1302
1303 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1304 {
1305         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1306
1307         /*
1308          * add optional in-page offset from iova to size and align
1309          * result to page size
1310          */
1311         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1312         iova &= PAGE_MASK;
1313
1314         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1315         __free_iova(mapping, iova, size);
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1320 {
1321         struct page *page;
1322         phys_addr_t phys;
1323
1324         phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, (unsigned long)addr);
1325         page = phys_to_page(phys);
1326
1327         return (struct page **)page;
1328 }
1329
1330 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1331 {
1332         struct vm_struct *area;
1333
1334         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1335                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1336
1337         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1338                 return cpu_addr;
1339
1340         area = find_vm_area(cpu_addr);
1341         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1342                 return area->pages;
1343         return NULL;
1344 }
1345
1346 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1347                                   dma_addr_t *handle)
1348 {
1349         struct page *page;
1350         void *addr;
1351
1352         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1353         if (!addr)
1354                 return NULL;
1355
1356         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1357         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1358                 goto err_mapping;
1359
1360         return addr;
1361
1362 err_mapping:
1363         __free_from_pool(addr, size);
1364         return NULL;
1365 }
1366
1367 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1368                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1369 {
1370         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1371         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1372 }
1373
1374 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1375             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1376 {
1377         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1378         struct page **pages;
1379         void *addr = NULL;
1380
1381         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1382         size = PAGE_ALIGN(size);
1383
1384         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp))
1385                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1386
1387         /*
1388          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1389          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1390          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1391          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1392          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1393          */
1394         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1395
1396         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1397         if (!pages)
1398                 return NULL;
1399
1400         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1401         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1402                 goto err_buffer;
1403
1404         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1405                 return pages;
1406
1407         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1408                                    __builtin_return_address(0));
1409         if (!addr)
1410                 goto err_mapping;
1411
1412         return addr;
1413
1414 err_mapping:
1415         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1416 err_buffer:
1417         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1418         return NULL;
1419 }
1420
1421 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1422                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1423                     struct dma_attrs *attrs)
1424 {
1425         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1426         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1427         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1428         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1429         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
1430
1431         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1432
1433         if (!pages)
1434                 return -ENXIO;
1435
1436         if (off >= nr_pages || (usize >> PAGE_SHIFT) > nr_pages - off)
1437                 return -ENXIO;
1438
1439         pages += off;
1440
1441         do {
1442                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1443                 if (ret) {
1444                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1445                         return ret;
1446                 }
1447                 uaddr += PAGE_SIZE;
1448                 usize -= PAGE_SIZE;
1449         } while (usize > 0);
1450
1451         return 0;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * free a page as defined by the above mapping.
1456  * Must not be called with IRQs disabled.
1457  */
1458 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1459                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1460 {
1461         struct page **pages;
1462         size = PAGE_ALIGN(size);
1463
1464         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1465                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1466                 return;
1467         }
1468
1469         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1470         if (!pages) {
1471                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1472                 return;
1473         }
1474
1475         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1476                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1477                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1478         }
1479
1480         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1481         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1482 }
1483
1484 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1485                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1486                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1487 {
1488         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1489         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1490
1491         if (!pages)
1492                 return -ENXIO;
1493
1494         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1495                                          GFP_KERNEL);
1496 }
1497
1498 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1499 {
1500         int prot;
1501
1502         switch (dir) {
1503         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1504                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1505                 break;
1506         case DMA_TO_DEVICE:
1507                 prot = IOMMU_READ;
1508                 break;
1509         case DMA_FROM_DEVICE:
1510                 prot = IOMMU_WRITE;
1511                 break;
1512         default:
1513                 prot = 0;
1514         }
1515
1516         return prot;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1521  */
1522 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1523                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1524                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1525                           bool is_coherent)
1526 {
1527         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1528         dma_addr_t iova, iova_base;
1529         int ret = 0;
1530         unsigned int count;
1531         struct scatterlist *s;
1532         int prot;
1533
1534         size = PAGE_ALIGN(size);
1535         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1536
1537         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1538         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1539                 return -ENOMEM;
1540
1541         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1542                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1543                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1544
1545                 if (!is_coherent &&
1546                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1547                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1548
1549                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1550
1551                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1552                 if (ret < 0)
1553                         goto fail;
1554                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1555                 iova += len;
1556         }
1557         *handle = iova_base;
1558
1559         return 0;
1560 fail:
1561         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1562         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1567                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1568                      bool is_coherent)
1569 {
1570         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1571         int i, count = 0;
1572         unsigned int offset = s->offset;
1573         unsigned int size = s->offset + s->length;
1574         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1575
1576         for (i = 1; i < nents; i++) {
1577                 s = sg_next(s);
1578
1579                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1580                 s->dma_length = 0;
1581
1582                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1583                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1584                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1585                                 goto bad_mapping;
1586
1587                         dma->dma_address += offset;
1588                         dma->dma_length = size - offset;
1589
1590                         size = offset = s->offset;
1591                         start = s;
1592                         dma = sg_next(dma);
1593                         count += 1;
1594                 }
1595                 size += s->length;
1596         }
1597         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1598                 is_coherent) < 0)
1599                 goto bad_mapping;
1600
1601         dma->dma_address += offset;
1602         dma->dma_length = size - offset;
1603
1604         return count+1;
1605
1606 bad_mapping:
1607         for_each_sg(sg, s, count, i)
1608                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1609         return 0;
1610 }
1611
1612 /**
1613  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1614  * @dev: valid struct device pointer
1615  * @sg: list of buffers
1616  * @nents: number of buffers to map
1617  * @dir: DMA transfer direction
1618  *
1619  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1620  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1621  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1622  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1623  */
1624 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1625                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1626 {
1627         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1628 }
1629
1630 /**
1631  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1632  * @dev: valid struct device pointer
1633  * @sg: list of buffers
1634  * @nents: number of buffers to map
1635  * @dir: DMA transfer direction
1636  *
1637  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1638  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1639  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1640  * sg_dma_{address,length}.
1641  */
1642 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1643                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1644 {
1645         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1646 }
1647
1648 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1649                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1650                 bool is_coherent)
1651 {
1652         struct scatterlist *s;
1653         int i;
1654
1655         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1656                 if (sg_dma_len(s))
1657                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1658                                                sg_dma_len(s));
1659                 if (!is_coherent &&
1660                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1661                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1662                                               s->length, dir);
1663         }
1664 }
1665
1666 /**
1667  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1668  * @dev: valid struct device pointer
1669  * @sg: list of buffers
1670  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1671  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1672  *
1673  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1674  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1675  */
1676 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1677                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1678 {
1679         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1680 }
1681
1682 /**
1683  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1684  * @dev: valid struct device pointer
1685  * @sg: list of buffers
1686  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1687  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1688  *
1689  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1690  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1691  */
1692 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1693                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1694 {
1695         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1696 }
1697
1698 /**
1699  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1700  * @dev: valid struct device pointer
1701  * @sg: list of buffers
1702  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1703  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1704  */
1705 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1706                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1707 {
1708         struct scatterlist *s;
1709         int i;
1710
1711         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1712                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1713
1714 }
1715
1716 /**
1717  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1718  * @dev: valid struct device pointer
1719  * @sg: list of buffers
1720  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1721  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1722  */
1723 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1724                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1725 {
1726         struct scatterlist *s;
1727         int i;
1728
1729         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1730                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1731 }
1732
1733
1734 /**
1735  * arm_coherent_iommu_map_page
1736  * @dev: valid struct device pointer
1737  * @page: page that buffer resides in
1738  * @offset: offset into page for start of buffer
1739  * @size: size of buffer to map
1740  * @dir: DMA transfer direction
1741  *
1742  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1743  */
1744 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1745              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1746              struct dma_attrs *attrs)
1747 {
1748         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1749         dma_addr_t dma_addr;
1750         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1751
1752         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1753         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1754                 return dma_addr;
1755
1756         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1757
1758         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1759         if (ret < 0)
1760                 goto fail;
1761
1762         return dma_addr + offset;
1763 fail:
1764         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1765         return DMA_ERROR_CODE;
1766 }
1767
1768 /**
1769  * arm_iommu_map_page
1770  * @dev: valid struct device pointer
1771  * @page: page that buffer resides in
1772  * @offset: offset into page for start of buffer
1773  * @size: size of buffer to map
1774  * @dir: DMA transfer direction
1775  *
1776  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1777  */
1778 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1779              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1780              struct dma_attrs *attrs)
1781 {
1782         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1783                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1784
1785         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1786 }
1787
1788 /**
1789  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1790  * @dev: valid struct device pointer
1791  * @handle: DMA address of buffer
1792  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1793  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1794  *
1795  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1796  */
1797 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1798                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1799                 struct dma_attrs *attrs)
1800 {
1801         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1802         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1803         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1804         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1805
1806         if (!iova)
1807                 return;
1808
1809         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1810         __free_iova(mapping, iova, len);
1811 }
1812
1813 /**
1814  * arm_iommu_unmap_page
1815  * @dev: valid struct device pointer
1816  * @handle: DMA address of buffer
1817  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1818  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1819  *
1820  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1821  */
1822 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1823                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1824                 struct dma_attrs *attrs)
1825 {
1826         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1827         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1828         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1829         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1830         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1831
1832         if (!iova)
1833                 return;
1834
1835         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1836                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1837
1838         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1839         __free_iova(mapping, iova, len);
1840 }
1841
1842 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1843                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1844 {
1845         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1846         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1847         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1848         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1849
1850         if (!iova)
1851                 return;
1852
1853         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1854 }
1855
1856 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1857                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1858 {
1859         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1860         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1861         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1862         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1863
1864         if (!iova)
1865                 return;
1866
1867         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1868 }
1869
1870 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1871         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1872         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1873         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1874         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1875
1876         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1877         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1878         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1879         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1880
1881         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1882         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1883         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1884         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1885
1886         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1887 };
1888
1889 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1890         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1891         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1892         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1893         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1894
1895         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1896         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1897
1898         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1899         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1900
1901         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1902 };
1903
1904 /**
1905  * arm_iommu_create_mapping
1906  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1907  * @base: start address of the valid IO address space
1908  * @size: maximum size of the valid IO address space
1909  *
1910  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1911  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1912  * mapping with IOMMU aware functions.
1913  *
1914  * The client device need to be attached to the mapping with
1915  * arm_iommu_attach_device function.
1916  */
1917 struct dma_iommu_mapping *
1918 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, u64 size)
1919 {
1920         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1921         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1922         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1923         int extensions = 1;
1924         int err = -ENOMEM;
1925
1926         /* currently only 32-bit DMA address space is supported */
1927         if (size > DMA_BIT_MASK(32) + 1)
1928                 return ERR_PTR(-ERANGE);
1929
1930         if (!bitmap_size)
1931                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1932
1933         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1934                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1935                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1936         }
1937
1938         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1939         if (!mapping)
1940                 goto err;
1941
1942         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1943         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1944                                 GFP_KERNEL);
1945         if (!mapping->bitmaps)
1946                 goto err2;
1947
1948         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1949         if (!mapping->bitmaps[0])
1950                 goto err3;
1951
1952         mapping->nr_bitmaps = 1;
1953         mapping->extensions = extensions;
1954         mapping->base = base;
1955         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1956
1957         spin_lock_init(&mapping->lock);
1958
1959         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1960         if (!mapping->domain)
1961                 goto err4;
1962
1963         kref_init(&mapping->kref);
1964         return mapping;
1965 err4:
1966         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1967 err3:
1968         kfree(mapping->bitmaps);
1969 err2:
1970         kfree(mapping);
1971 err:
1972         return ERR_PTR(err);
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1975
1976 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1977 {
1978         int i;
1979         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1980                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1981
1982         iommu_domain_free(mapping->domain);
1983         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1984                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1985         kfree(mapping->bitmaps);
1986         kfree(mapping);
1987 }
1988
1989 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1990 {
1991         int next_bitmap;
1992
1993         if (mapping->nr_bitmaps >= mapping->extensions)
1994                 return -EINVAL;
1995
1996         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
1997         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
1998                                                 GFP_ATOMIC);
1999         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
2000                 return -ENOMEM;
2001
2002         mapping->nr_bitmaps++;
2003
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
2008 {
2009         if (mapping)
2010                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2011 }
2012 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
2013
2014 static int __arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2015                                      struct dma_iommu_mapping *mapping)
2016 {
2017         int err;
2018
2019         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
2020         if (err)
2021                 return err;
2022
2023         kref_get(&mapping->kref);
2024         to_dma_iommu_mapping(dev) = mapping;
2025
2026         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2027         return 0;
2028 }
2029
2030 /**
2031  * arm_iommu_attach_device
2032  * @dev: valid struct device pointer
2033  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2034  *      arm_iommu_create_mapping)
2035  *
2036  * Attaches specified io address space mapping to the provided device.
2037  * This replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2038  * IOMMU aware version.
2039  *
2040  * More than one client might be attached to the same io address space
2041  * mapping.
2042  */
2043 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2044                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2045 {
2046         int err;
2047
2048         err = __arm_iommu_attach_device(dev, mapping);
2049         if (err)
2050                 return err;
2051
2052         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2053         return 0;
2054 }
2055 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2056
2057 static void __arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2058 {
2059         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2060
2061         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2062         if (!mapping) {
2063                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2064                 return;
2065         }
2066
2067         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2068         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2069         to_dma_iommu_mapping(dev) = NULL;
2070
2071         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2072 }
2073
2074 /**
2075  * arm_iommu_detach_device
2076  * @dev: valid struct device pointer
2077  *
2078  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2079  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2080  */
2081 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2082 {
2083         __arm_iommu_detach_device(dev);
2084         set_dma_ops(dev, NULL);
2085 }
2086 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2087
2088 static struct dma_map_ops *arm_get_iommu_dma_map_ops(bool coherent)
2089 {
2090         return coherent ? &iommu_coherent_ops : &iommu_ops;
2091 }
2092
2093 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2094                                     struct iommu_ops *iommu)
2095 {
2096         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2097
2098         if (!iommu)
2099                 return false;
2100
2101         mapping = arm_iommu_create_mapping(dev->bus, dma_base, size);
2102         if (IS_ERR(mapping)) {
2103                 pr_warn("Failed to create %llu-byte IOMMU mapping for device %s\n",
2104                                 size, dev_name(dev));
2105                 return false;
2106         }
2107
2108         if (__arm_iommu_attach_device(dev, mapping)) {
2109                 pr_warn("Failed to attached device %s to IOMMU_mapping\n",
2110                                 dev_name(dev));
2111                 arm_iommu_release_mapping(mapping);
2112                 return false;
2113         }
2114
2115         return true;
2116 }
2117
2118 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev)
2119 {
2120         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2121
2122         if (!mapping)
2123                 return;
2124
2125         __arm_iommu_detach_device(dev);
2126         arm_iommu_release_mapping(mapping);
2127 }
2128
2129 #else
2130
2131 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2132                                     struct iommu_ops *iommu)
2133 {
2134         return false;
2135 }
2136
2137 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev) { }
2138
2139 #define arm_get_iommu_dma_map_ops arm_get_dma_map_ops
2140
2141 #endif  /* CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU */
2142
2143 static struct dma_map_ops *arm_get_dma_map_ops(bool coherent)
2144 {
2145         return coherent ? &arm_coherent_dma_ops : &arm_dma_ops;
2146 }
2147
2148 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2149                         struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
2150 {
2151         struct dma_map_ops *dma_ops;
2152
2153         dev->archdata.dma_coherent = coherent;
2154         if (arm_setup_iommu_dma_ops(dev, dma_base, size, iommu))
2155                 dma_ops = arm_get_iommu_dma_map_ops(coherent);
2156         else
2157                 dma_ops = arm_get_dma_map_ops(coherent);
2158
2159         set_dma_ops(dev, dma_ops);
2160 }
2161
2162 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
2163 {
2164         arm_teardown_iommu_dma_ops(dev);
2165 }