drivers/iommu/io-pgtable-arm.c

   1 /*
   2  * CPU-agnostic ARM page table allocator.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  *
  16  * Copyright (C) 2014 ARM Limited
  17  *
  18  * Author: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
  19  */
  20
  21 #define pr_fmt(fmt)     "arm-lpae io-pgtable: " fmt
  22
  23 #include <linux/atomic.h>
  24 #include <linux/iommu.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/sizes.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/types.h>
  29 #include <linux/dma-mapping.h>
  30
  31 #include <asm/barrier.h>
  32
  33 #include "io-pgtable.h"
  34
  35 #define ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS          48
  36 #define ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES    16
  37 #define ARM_LPAE_MAX_LEVELS             4
  38
  39 /* Struct accessors */
  40 #define io_pgtable_to_data(x)                                           \
  41         container_of((x), struct arm_lpae_io_pgtable, iop)
  42
  43 #define io_pgtable_ops_to_data(x)                                       \
  44         io_pgtable_to_data(io_pgtable_ops_to_pgtable(x))
  45
  46 /*
  47  * For consistency with the architecture, we always consider
  48  * ARM_LPAE_MAX_LEVELS levels, with the walk starting at level n >=0
  49  */
  50 #define ARM_LPAE_START_LVL(d)           (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (d)->levels)
  51
  52 /*
  53  * Calculate the right shift amount to get to the portion describing level l
  54  * in a virtual address mapped by the pagetable in d.
  55  */
  56 #define ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)                                         \
  57         ((((d)->levels - ((l) - ARM_LPAE_START_LVL(d) + 1))             \
  58           * (d)->bits_per_level) + (d)->pg_shift)
  59
  60 #define ARM_LPAE_GRANULE(d)             (1UL << (d)->pg_shift)
  61
  62 #define ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)                                       \
  63         DIV_ROUND_UP((d)->pgd_size, ARM_LPAE_GRANULE(d))
  64
  65 /*
  66  * Calculate the index at level l used to map virtual address a using the
  67  * pagetable in d.
  68  */
  69 #define ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d)                                           \
  70         ((l) == ARM_LPAE_START_LVL(d) ? ilog2(ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)) : 0)
  71
  72 #define ARM_LPAE_LVL_IDX(a,l,d)                                         \
  73         (((u64)(a) >> ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)) &                        \
  74          ((1 << ((d)->bits_per_level + ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d))) - 1))
  75
  76 /* Calculate the block/page mapping size at level l for pagetable in d. */
  77 #define ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(l,d)                                        \
  78         (1ULL << (ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)) +                       \
  79                 ((ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (l)) * (d)->bits_per_level)))
  80
  81 /* Page table bits */
  82 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT         0
  83 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK          0x3
  84
  85 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK         1
  86 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE         3
  87 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE          3
  88
  89 #define ARM_LPAE_PTE_NSTABLE            (((arm_lpae_iopte)1) << 63)
  90 #define ARM_LPAE_PTE_XN                 (((arm_lpae_iopte)3) << 53)
  91 #define ARM_LPAE_PTE_AF                 (((arm_lpae_iopte)1) << 10)
  92 #define ARM_LPAE_PTE_SH_NS              (((arm_lpae_iopte)0) << 8)
  93 #define ARM_LPAE_PTE_SH_OS              (((arm_lpae_iopte)2) << 8)
  94 #define ARM_LPAE_PTE_SH_IS              (((arm_lpae_iopte)3) << 8)
  95 #define ARM_LPAE_PTE_NS                 (((arm_lpae_iopte)1) << 5)
  96 #define ARM_LPAE_PTE_VALID              (((arm_lpae_iopte)1) << 0)
  97
  98 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK       (((arm_lpae_iopte)0x3ff) << 2)
  99 /* Ignore the contiguous bit for block splitting */
 100 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK       (((arm_lpae_iopte)6) << 52)
 101 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK          (ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK |    \
 102                                          ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK)
 103 /* Software bit for solving coherency races */
 104 #define ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC            (((arm_lpae_iopte)1) << 55)
 105
 106 /* Stage-1 PTE */
 107 #define ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV          (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
 108 #define ARM_LPAE_PTE_AP_RDONLY          (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
 109 #define ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT     2
 110 #define ARM_LPAE_PTE_nG                 (((arm_lpae_iopte)1) << 11)
 111
 112 /* Stage-2 PTE */
 113 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT          (((arm_lpae_iopte)0) << 6)
 114 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_READ           (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
 115 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE          (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
 116 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB       (((arm_lpae_iopte)0xf) << 2)
 117 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC         (((arm_lpae_iopte)0x5) << 2)
 118 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV        (((arm_lpae_iopte)0x1) << 2)
 119
 120 /* Register bits */
 121 #define ARM_32_LPAE_TCR_EAE             (1 << 31)
 122 #define ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1         (1 << 31)
 123
 124 #define ARM_LPAE_TCR_EPD1               (1 << 23)
 125
 126 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_4K             (0 << 14)
 127 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_64K            (1 << 14)
 128 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_16K            (2 << 14)
 129
 130 #define ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT          12
 131 #define ARM_LPAE_TCR_SH0_MASK           0x3
 132 #define ARM_LPAE_TCR_SH_NS              0
 133 #define ARM_LPAE_TCR_SH_OS              2
 134 #define ARM_LPAE_TCR_SH_IS              3
 135
 136 #define ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT        10
 137 #define ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT        8
 138 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_MASK           0x3
 139 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_NC             0
 140 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA           1
 141 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WT             2
 142 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WB             3
 143
 144 #define ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT          6
 145 #define ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK           0x3
 146
 147 #define ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT         0
 148 #define ARM_LPAE_TCR_SZ_MASK            0xf
 149
 150 #define ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT           16
 151 #define ARM_LPAE_TCR_PS_MASK            0x7
 152
 153 #define ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT          32
 154 #define ARM_LPAE_TCR_IPS_MASK           0x7
 155
 156 #define ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT          0x0ULL
 157 #define ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT          0x1ULL
 158 #define ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT          0x2ULL
 159 #define ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT          0x3ULL
 160 #define ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT          0x4ULL
 161 #define ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT          0x5ULL
 162
 163 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(n)     ((n) << 3)
 164 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_MASK         0xff
 165 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE       0x04
 166 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC           0x44
 167 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA        0xff
 168 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC       0
 169 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE    1
 170 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV      2
 171
 172 /* IOPTE accessors */
 173 #define iopte_deref(pte,d)                                      \
 174         (__va((pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)    \
 175         & ~(ARM_LPAE_GRANULE(d) - 1ULL)))
 176
 177 #define iopte_type(pte,l)                                       \
 178         (((pte) >> ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT) & ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK)
 179
 180 #define iopte_prot(pte) ((pte) & ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK)
 181
 182 #define iopte_leaf(pte,l)                                       \
 183         (l == (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1) ?                       \
 184                 (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE) : \
 185                 (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK))
 186
 187 #define iopte_to_pfn(pte,d)                                     \
 188         (((pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)) >> (d)->pg_shift)
 189
 190 #define pfn_to_iopte(pfn,d)                                     \
 191         (((pfn) << (d)->pg_shift) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1))
 192
 193 struct arm_lpae_io_pgtable {
 194         struct io_pgtable       iop;
 195
 196         int                     levels;
 197         size_t                  pgd_size;
 198         unsigned long           pg_shift;
 199         unsigned long           bits_per_level;
 200
 201         void                    *pgd;
 202 };
 203
 204 typedef u64 arm_lpae_iopte;
 205
 206 static bool selftest_running = false;
 207
 208 static dma_addr_t __arm_lpae_dma_addr(void *pages)
 209 {
 210         return (dma_addr_t)virt_to_phys(pages);
 211 }
 212
 213 static void *__arm_lpae_alloc_pages(size_t size, gfp_t gfp,
 214                                     struct io_pgtable_cfg *cfg)
 215 {
 216         struct device *dev = cfg->iommu_dev;
 217         dma_addr_t dma;
 218         void *pages = alloc_pages_exact(size, gfp | __GFP_ZERO);
 219
 220         if (!pages)
 221                 return NULL;
 222
 223         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)) {
 224                 dma = dma_map_single(dev, pages, size, DMA_TO_DEVICE);
 225                 if (dma_mapping_error(dev, dma))
 226                         goto out_free;
 227                 /*
 228                  * We depend on the IOMMU being able to work with any physical
 229                  * address directly, so if the DMA layer suggests otherwise by
 230                  * translating or truncating them, that bodes very badly...
 231                  */
 232                 if (dma != virt_to_phys(pages))
 233                         goto out_unmap;
 234         }
 235
 236         return pages;
 237
 238 out_unmap:
 239         dev_err(dev, "Cannot accommodate DMA translation for IOMMU page tables\n");
 240         dma_unmap_single(dev, dma, size, DMA_TO_DEVICE);
 241 out_free:
 242         free_pages_exact(pages, size);
 243         return NULL;
 244 }
 245
 246 static void __arm_lpae_free_pages(void *pages, size_t size,
 247                                   struct io_pgtable_cfg *cfg)
 248 {
 249         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 250                 dma_unmap_single(cfg->iommu_dev, __arm_lpae_dma_addr(pages),
 251                                  size, DMA_TO_DEVICE);
 252         free_pages_exact(pages, size);
 253 }
 254
 255 static void __arm_lpae_sync_pte(arm_lpae_iopte *ptep,
 256                                 struct io_pgtable_cfg *cfg)
 257 {
 258         dma_sync_single_for_device(cfg->iommu_dev, __arm_lpae_dma_addr(ptep),
 259                                    sizeof(*ptep), DMA_TO_DEVICE);
 260 }
 261
 262 static void __arm_lpae_set_pte(arm_lpae_iopte *ptep, arm_lpae_iopte pte,
 263                                struct io_pgtable_cfg *cfg)
 264 {
 265         *ptep = pte;
 266
 267         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 268                 __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 269 }
 270
 271 static int __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 272                             unsigned long iova, size_t size, int lvl,
 273                             arm_lpae_iopte *ptep);
 274
 275 static void __arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 276                                 phys_addr_t paddr, arm_lpae_iopte prot,
 277                                 int lvl, arm_lpae_iopte *ptep)
 278 {
 279         arm_lpae_iopte pte = prot;
 280
 281         if (data->iop.cfg.quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
 282                 pte |= ARM_LPAE_PTE_NS;
 283
 284         if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
 285                 pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE;
 286         else
 287                 pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK;
 288
 289         pte |= ARM_LPAE_PTE_AF | ARM_LPAE_PTE_SH_IS;
 290         pte |= pfn_to_iopte(paddr >> data->pg_shift, data);
 291
 292         __arm_lpae_set_pte(ptep, pte, &data->iop.cfg);
 293 }
 294
 295 static int arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 296                              unsigned long iova, phys_addr_t paddr,
 297                              arm_lpae_iopte prot, int lvl,
 298                              arm_lpae_iopte *ptep)
 299 {
 300         arm_lpae_iopte pte = *ptep;
 301
 302         if (iopte_leaf(pte, lvl)) {
 303                 /* We require an unmap first */
 304                 WARN_ON(!selftest_running);
 305                 return -EEXIST;
 306         } else if (iopte_type(pte, lvl) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE) {
 307                 /*
 308                  * We need to unmap and free the old table before
 309                  * overwriting it with a block entry.
 310                  */
 311                 arm_lpae_iopte *tblp;
 312                 size_t sz = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 313
 314                 tblp = ptep - ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 315                 if (WARN_ON(__arm_lpae_unmap(data, iova, sz, lvl, tblp) != sz))
 316                         return -EINVAL;
 317         }
 318
 319         __arm_lpae_init_pte(data, paddr, prot, lvl, ptep);
 320         return 0;
 321 }
 322
 323 static arm_lpae_iopte arm_lpae_install_table(arm_lpae_iopte *table,
 324                                              arm_lpae_iopte *ptep,
 325                                              arm_lpae_iopte curr,
 326                                              struct io_pgtable_cfg *cfg)
 327 {
 328         arm_lpae_iopte old, new;
 329
 330         new = __pa(table) | ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE;
 331         if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
 332                 new |= ARM_LPAE_PTE_NSTABLE;
 333
 334         /*
 335          * Ensure the table itself is visible before its PTE can be.
 336          * Whilst we could get away with cmpxchg64_release below, this
 337          * doesn't have any ordering semantics when !CONFIG_SMP.
 338          */
 339         dma_wmb();
 340
 341         old = cmpxchg64_relaxed(ptep, curr, new);
 342
 343         if ((cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) ||
 344             (old & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC))
 345                 return old;
 346
 347         /* Even if it's not ours, there's no point waiting; just kick it */
 348         __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 349         if (old == curr)
 350                 WRITE_ONCE(*ptep, new | ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC);
 351
 352         return old;
 353 }
 354
 355 static int __arm_lpae_map(struct arm_lpae_io_pgtable *data, unsigned long iova,
 356                           phys_addr_t paddr, size_t size, arm_lpae_iopte prot,
 357                           int lvl, arm_lpae_iopte *ptep)
 358 {
 359         arm_lpae_iopte *cptep, pte;
 360         size_t block_size = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 361         size_t tblsz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 362         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
 363
 364         /* Find our entry at the current level */
 365         ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 366
 367         /* If we can install a leaf entry at this level, then do so */
 368         if (size == block_size && (size & cfg->pgsize_bitmap))
 369                 return arm_lpae_init_pte(data, iova, paddr, prot, lvl, ptep);
 370
 371         /* We can't allocate tables at the final level */
 372         if (WARN_ON(lvl >= ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1))
 373                 return -EINVAL;
 374
 375         /* Grab a pointer to the next level */
 376         pte = READ_ONCE(*ptep);
 377         if (!pte) {
 378                 cptep = __arm_lpae_alloc_pages(tblsz, GFP_ATOMIC, cfg);
 379                 if (!cptep)
 380                         return -ENOMEM;
 381
 382                 pte = arm_lpae_install_table(cptep, ptep, 0, cfg);
 383                 if (pte)
 384                         __arm_lpae_free_pages(cptep, tblsz, cfg);
 385         } else if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) &&
 386                    !(pte & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC)) {
 387                 __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 388         }
 389
 390         if (pte && !iopte_leaf(pte, lvl)) {
 391                 cptep = iopte_deref(pte, data);
 392         } else if (pte) {
 393                 /* We require an unmap first */
 394                 WARN_ON(!selftest_running);
 395                 return -EEXIST;
 396         }
 397
 398         /* Rinse, repeat */
 399         return __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl + 1, cptep);
 400 }
 401
 402 static arm_lpae_iopte arm_lpae_prot_to_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 403                                            int prot)
 404 {
 405         arm_lpae_iopte pte;
 406
 407         if (data->iop.fmt == ARM_64_LPAE_S1 ||
 408             data->iop.fmt == ARM_32_LPAE_S1) {
 409                 pte = ARM_LPAE_PTE_nG;
 410
 411                 if (!(prot & IOMMU_WRITE) && (prot & IOMMU_READ))
 412                         pte |= ARM_LPAE_PTE_AP_RDONLY;
 413
 414                 if (!(prot & IOMMU_PRIV))
 415                         pte |= ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV;
 416
 417                 if (prot & IOMMU_MMIO)
 418                         pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV
 419                                 << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
 420                 else if (prot & IOMMU_CACHE)
 421                         pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE
 422                                 << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
 423         } else {
 424                 pte = ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT;
 425                 if (prot & IOMMU_READ)
 426                         pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_READ;
 427                 if (prot & IOMMU_WRITE)
 428                         pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE;
 429                 if (prot & IOMMU_MMIO)
 430                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV;
 431                 else if (prot & IOMMU_CACHE)
 432                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB;
 433                 else
 434                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC;
 435         }
 436
 437         if (prot & IOMMU_NOEXEC)
 438                 pte |= ARM_LPAE_PTE_XN;
 439
 440         return pte;
 441 }
 442
 443 static int arm_lpae_map(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
 444                         phys_addr_t paddr, size_t size, int iommu_prot)
 445 {
 446         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 447         arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
 448         int ret, lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 449         arm_lpae_iopte prot;
 450
 451         /* If no access, then nothing to do */
 452         if (!(iommu_prot & (IOMMU_READ | IOMMU_WRITE)))
 453                 return 0;
 454
 455         if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias) ||
 456                     paddr >= (1ULL << data->iop.cfg.oas)))
 457                 return -ERANGE;
 458
 459         prot = arm_lpae_prot_to_pte(data, iommu_prot);
 460         ret = __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl, ptep);
 461         /*
 462          * Synchronise all PTE updates for the new mapping before there's
 463          * a chance for anything to kick off a table walk for the new iova.
 464          */
 465         wmb();
 466
 467         return ret;
 468 }
 469
 470 static void __arm_lpae_free_pgtable(struct arm_lpae_io_pgtable *data, int lvl,
 471                                     arm_lpae_iopte *ptep)
 472 {
 473         arm_lpae_iopte *start, *end;
 474         unsigned long table_size;
 475
 476         if (lvl == ARM_LPAE_START_LVL(data))
 477                 table_size = data->pgd_size;
 478         else
 479                 table_size = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 480
 481         start = ptep;
 482
 483         /* Only leaf entries at the last level */
 484         if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
 485                 end = ptep;
 486         else
 487                 end = (void *)ptep + table_size;
 488
 489         while (ptep != end) {
 490                 arm_lpae_iopte pte = *ptep++;
 491
 492                 if (!pte || iopte_leaf(pte, lvl))
 493                         continue;
 494
 495                 __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, iopte_deref(pte, data));
 496         }
 497
 498         __arm_lpae_free_pages(start, table_size, &data->iop.cfg);
 499 }
 500
 501 static void arm_lpae_free_pgtable(struct io_pgtable *iop)
 502 {
 503         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_to_data(iop);
 504
 505         __arm_lpae_free_pgtable(data, ARM_LPAE_START_LVL(data), data->pgd);
 506         kfree(data);
 507 }
 508
 509 static int arm_lpae_split_blk_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 510                                     unsigned long iova, size_t size,
 511                                     arm_lpae_iopte blk_pte, int lvl,
 512                                     arm_lpae_iopte *ptep)
 513 {
 514         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
 515         arm_lpae_iopte pte, *tablep;
 516         phys_addr_t blk_paddr;
 517         size_t tablesz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 518         size_t split_sz = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 519         int i, unmap_idx = -1;
 520
 521         if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
 522                 return 0;
 523
 524         tablep = __arm_lpae_alloc_pages(tablesz, GFP_ATOMIC, cfg);
 525         if (!tablep)
 526                 return 0; /* Bytes unmapped */
 527
 528         if (size == split_sz)
 529                 unmap_idx = ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 530
 531         blk_paddr = iopte_to_pfn(blk_pte, data) << data->pg_shift;
 532         pte = iopte_prot(blk_pte);
 533
 534         for (i = 0; i < tablesz / sizeof(pte); i++, blk_paddr += split_sz) {
 535                 /* Unmap! */
 536                 if (i == unmap_idx)
 537                         continue;
 538
 539                 __arm_lpae_init_pte(data, blk_paddr, pte, lvl, &tablep[i]);
 540         }
 541
 542         pte = arm_lpae_install_table(tablep, ptep, blk_pte, cfg);
 543         if (pte != blk_pte) {
 544                 __arm_lpae_free_pages(tablep, tablesz, cfg);
 545                 /*
 546                  * We may race against someone unmapping another part of this
 547                  * block, but anything else is invalid. We can't misinterpret
 548                  * a page entry here since we're never at the last level.
 549                  */
 550                 if (iopte_type(pte, lvl - 1) != ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE)
 551                         return 0;
 552
 553                 tablep = iopte_deref(pte, data);
 554         } else if (unmap_idx >= 0) {
 555                 io_pgtable_tlb_add_flush(&data->iop, iova, size, size, true);
 556                 return size;
 557         }
 558
 559         return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl, tablep);
 560 }
 561
 562 static int __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 563                             unsigned long iova, size_t size, int lvl,
 564                             arm_lpae_iopte *ptep)
 565 {
 566         arm_lpae_iopte pte;
 567         struct io_pgtable *iop = &data->iop;
 568
 569         /* Something went horribly wrong and we ran out of page table */
 570         if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
 571                 return 0;
 572
 573         ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 574         pte = READ_ONCE(*ptep);
 575         if (WARN_ON(!pte))
 576                 return 0;
 577
 578         /* If the size matches this level, we're in the right place */
 579         if (size == ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data)) {
 580                 __arm_lpae_set_pte(ptep, 0, &iop->cfg);
 581
 582                 if (!iopte_leaf(pte, lvl)) {
 583                         /* Also flush any partial walks */
 584                         io_pgtable_tlb_add_flush(iop, iova, size,
 585                                                 ARM_LPAE_GRANULE(data), false);
 586                         io_pgtable_tlb_sync(iop);
 587                         ptep = iopte_deref(pte, data);
 588                         __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, ptep);
 589                 } else {
 590                         io_pgtable_tlb_add_flush(iop, iova, size, size, true);
 591                 }
 592
 593                 return size;
 594         } else if (iopte_leaf(pte, lvl)) {
 595                 /*
 596                  * Insert a table at the next level to map the old region,
 597                  * minus the part we want to unmap
 598                  */
 599                 return arm_lpae_split_blk_unmap(data, iova, size, pte,
 600                                                 lvl + 1, ptep);
 601         }
 602
 603         /* Keep on walkin' */
 604         ptep = iopte_deref(pte, data);
 605         return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl + 1, ptep);
 606 }
 607
 608 static int arm_lpae_unmap(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
 609                           size_t size)
 610 {
 611         size_t unmapped;
 612         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 613         arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
 614         int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 615
 616         if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias)))
 617                 return 0;
 618
 619         unmapped = __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl, ptep);
 620         if (unmapped)
 621                 io_pgtable_tlb_sync(&data->iop);
 622
 623         return unmapped;
 624 }
 625
 626 static phys_addr_t arm_lpae_iova_to_phys(struct io_pgtable_ops *ops,
 627                                          unsigned long iova)
 628 {
 629         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 630         arm_lpae_iopte pte, *ptep = data->pgd;
 631         int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 632
 633         do {
 634                 /* Valid IOPTE pointer? */
 635                 if (!ptep)
 636                         return 0;
 637
 638                 /* Grab the IOPTE we're interested in */
 639                 ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 640                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 641
 642                 /* Valid entry? */
 643                 if (!pte)
 644                         return 0;
 645
 646                 /* Leaf entry? */
 647                 if (iopte_leaf(pte,lvl))
 648                         goto found_translation;
 649
 650                 /* Take it to the next level */
 651                 ptep = iopte_deref(pte, data);
 652         } while (++lvl < ARM_LPAE_MAX_LEVELS);
 653
 654         /* Ran out of page tables to walk */
 655         return 0;
 656
 657 found_translation:
 658         iova &= (ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data) - 1);
 659         return ((phys_addr_t)iopte_to_pfn(pte,data) << data->pg_shift) | iova;
 660 }
 661
 662 static void arm_lpae_restrict_pgsizes(struct io_pgtable_cfg *cfg)
 663 {
 664         unsigned long granule;
 665
 666         /*
 667          * We need to restrict the supported page sizes to match the
 668          * translation regime for a particular granule. Aim to match
 669          * the CPU page size if possible, otherwise prefer smaller sizes.
 670          * While we're at it, restrict the block sizes to match the
 671          * chosen granule.
 672          */
 673         if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_SIZE)
 674                 granule = PAGE_SIZE;
 675         else if (cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK)
 676                 granule = 1UL << __fls(cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK);
 677         else if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK)
 678                 granule = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK);
 679         else
 680                 granule = 0;
 681
 682         switch (granule) {
 683         case SZ_4K:
 684                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 685                 break;
 686         case SZ_16K:
 687                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_16K | SZ_32M);
 688                 break;
 689         case SZ_64K:
 690                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_64K | SZ_512M);
 691                 break;
 692         default:
 693                 cfg->pgsize_bitmap = 0;
 694         }
 695 }
 696
 697 static struct arm_lpae_io_pgtable *
 698 arm_lpae_alloc_pgtable(struct io_pgtable_cfg *cfg)
 699 {
 700         unsigned long va_bits, pgd_bits;
 701         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 702
 703         arm_lpae_restrict_pgsizes(cfg);
 704
 705         if (!(cfg->pgsize_bitmap & (SZ_4K | SZ_16K | SZ_64K)))
 706                 return NULL;
 707
 708         if (cfg->ias > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
 709                 return NULL;
 710
 711         if (cfg->oas > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
 712                 return NULL;
 713
 714         if (!selftest_running && cfg->iommu_dev->dma_pfn_offset) {
 715                 dev_err(cfg->iommu_dev, "Cannot accommodate DMA offset for IOMMU page tables\n");
 716                 return NULL;
 717         }
 718
 719         data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
 720         if (!data)
 721                 return NULL;
 722
 723         data->pg_shift = __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
 724         data->bits_per_level = data->pg_shift - ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
 725
 726         va_bits = cfg->ias - data->pg_shift;
 727         data->levels = DIV_ROUND_UP(va_bits, data->bits_per_level);
 728
 729         /* Calculate the actual size of our pgd (without concatenation) */
 730         pgd_bits = va_bits - (data->bits_per_level * (data->levels - 1));
 731         data->pgd_size = 1UL << (pgd_bits + ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)));
 732
 733         data->iop.ops = (struct io_pgtable_ops) {
 734                 .map            = arm_lpae_map,
 735                 .unmap          = arm_lpae_unmap,
 736                 .iova_to_phys   = arm_lpae_iova_to_phys,
 737         };
 738
 739         return data;
 740 }
 741
 742 static struct io_pgtable *
 743 arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 744 {
 745         u64 reg;
 746         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 747
 748         if (cfg->quirks & ~(IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS | IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 749                 return NULL;
 750
 751         data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
 752         if (!data)
 753                 return NULL;
 754
 755         /* TCR */
 756         reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_IS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
 757               (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
 758               (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 759
 760         switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
 761         case SZ_4K:
 762                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
 763                 break;
 764         case SZ_16K:
 765                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
 766                 break;
 767         case SZ_64K:
 768                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
 769                 break;
 770         }
 771
 772         switch (cfg->oas) {
 773         case 32:
 774                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 775                 break;
 776         case 36:
 777                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 778                 break;
 779         case 40:
 780                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 781                 break;
 782         case 42:
 783                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 784                 break;
 785         case 44:
 786                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 787                 break;
 788         case 48:
 789                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 790                 break;
 791         default:
 792                 goto out_free_data;
 793         }
 794
 795         reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
 796
 797         /* Disable speculative walks through TTBR1 */
 798         reg |= ARM_LPAE_TCR_EPD1;
 799         cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr = reg;
 800
 801         /* MAIRs */
 802         reg = (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC
 803                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC)) |
 804               (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA
 805                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE)) |
 806               (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE
 807                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV));
 808
 809         cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[0] = reg;
 810         cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[1] = 0;
 811
 812         /* Looking good; allocate a pgd */
 813         data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL, cfg);
 814         if (!data->pgd)
 815                 goto out_free_data;
 816
 817         /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
 818         wmb();
 819
 820         /* TTBRs */
 821         cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[0] = virt_to_phys(data->pgd);
 822         cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[1] = 0;
 823         return &data->iop;
 824
 825 out_free_data:
 826         kfree(data);
 827         return NULL;
 828 }
 829
 830 static struct io_pgtable *
 831 arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 832 {
 833         u64 reg, sl;
 834         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 835
 836         /* The NS quirk doesn't apply at stage 2 */
 837         if (cfg->quirks & ~IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)
 838                 return NULL;
 839
 840         data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
 841         if (!data)
 842                 return NULL;
 843
 844         /*
 845          * Concatenate PGDs at level 1 if possible in order to reduce
 846          * the depth of the stage-2 walk.
 847          */
 848         if (data->levels == ARM_LPAE_MAX_LEVELS) {
 849                 unsigned long pgd_pages;
 850
 851                 pgd_pages = data->pgd_size >> ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
 852                 if (pgd_pages <= ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES) {
 853                         data->pgd_size = pgd_pages << data->pg_shift;
 854                         data->levels--;
 855                 }
 856         }
 857
 858         /* VTCR */
 859         reg = ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1 |
 860              (ARM_LPAE_TCR_SH_IS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
 861              (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
 862              (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 863
 864         sl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 865
 866         switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
 867         case SZ_4K:
 868                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
 869                 sl++; /* SL0 format is different for 4K granule size */
 870                 break;
 871         case SZ_16K:
 872                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
 873                 break;
 874         case SZ_64K:
 875                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
 876                 break;
 877         }
 878
 879         switch (cfg->oas) {
 880         case 32:
 881                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 882                 break;
 883         case 36:
 884                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 885                 break;
 886         case 40:
 887                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 888                 break;
 889         case 42:
 890                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 891                 break;
 892         case 44:
 893                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 894                 break;
 895         case 48:
 896                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 897                 break;
 898         default:
 899                 goto out_free_data;
 900         }
 901
 902         reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
 903         reg |= (~sl & ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK) << ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT;
 904         cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr = reg;
 905
 906         /* Allocate pgd pages */
 907         data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL, cfg);
 908         if (!data->pgd)
 909                 goto out_free_data;
 910
 911         /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
 912         wmb();
 913
 914         /* VTTBR */
 915         cfg->arm_lpae_s2_cfg.vttbr = virt_to_phys(data->pgd);
 916         return &data->iop;
 917
 918 out_free_data:
 919         kfree(data);
 920         return NULL;
 921 }
 922
 923 static struct io_pgtable *
 924 arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 925 {
 926         struct io_pgtable *iop;
 927
 928         if (cfg->ias > 32 || cfg->oas > 40)
 929                 return NULL;
 930
 931         cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 932         iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(cfg, cookie);
 933         if (iop) {
 934                 cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr |= ARM_32_LPAE_TCR_EAE;
 935                 cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr &= 0xffffffff;
 936         }
 937
 938         return iop;
 939 }
 940
 941 static struct io_pgtable *
 942 arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 943 {
 944         struct io_pgtable *iop;
 945
 946         if (cfg->ias > 40 || cfg->oas > 40)
 947                 return NULL;
 948
 949         cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 950         iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(cfg, cookie);
 951         if (iop)
 952                 cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr &= 0xffffffff;
 953
 954         return iop;
 955 }
 956
 957 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s1_init_fns = {
 958         .alloc  = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1,
 959         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 960 };
 961
 962 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s2_init_fns = {
 963         .alloc  = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2,
 964         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 965 };
 966
 967 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s1_init_fns = {
 968         .alloc  = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1,
 969         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 970 };
 971
 972 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s2_init_fns = {
 973         .alloc  = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2,
 974         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 975 };
 976
 977 #ifdef CONFIG_IOMMU_IO_PGTABLE_LPAE_SELFTEST
 978
 979 static struct io_pgtable_cfg *cfg_cookie;
 980
 981 static void dummy_tlb_flush_all(void *cookie)
 982 {
 983         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 984 }
 985
 986 static void dummy_tlb_add_flush(unsigned long iova, size_t size,
 987                                 size_t granule, bool leaf, void *cookie)
 988 {
 989         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 990         WARN_ON(!(size & cfg_cookie->pgsize_bitmap));
 991 }
 992
 993 static void dummy_tlb_sync(void *cookie)
 994 {
 995         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 996 }
 997
 998 static const struct iommu_gather_ops dummy_tlb_ops __initconst = {
 999         .tlb_flush_all  = dummy_tlb_flush_all,
1000         .tlb_add_flush  = dummy_tlb_add_flush,
1001         .tlb_sync       = dummy_tlb_sync,
1002 };
1003
1004 static void __init arm_lpae_dump_ops(struct io_pgtable_ops *ops)
1005 {
1006         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
1007         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
1008
1009         pr_err("cfg: pgsize_bitmap 0x%lx, ias %u-bit\n",
1010                 cfg->pgsize_bitmap, cfg->ias);
1011         pr_err("data: %d levels, 0x%zx pgd_size, %lu pg_shift, %lu bits_per_level, pgd @ %p\n",
1012                 data->levels, data->pgd_size, data->pg_shift,
1013                 data->bits_per_level, data->pgd);
1014 }
1015
1016 #define __FAIL(ops, i)  ({                                              \
1017                 WARN(1, "selftest: test failed for fmt idx %d\n", (i)); \
1018                 arm_lpae_dump_ops(ops);                                 \
1019                 selftest_running = false;                               \
1020                 -EFAULT;                                                \
1021 })
1022
1023 static int __init arm_lpae_run_tests(struct io_pgtable_cfg *cfg)
1024 {
1025         static const enum io_pgtable_fmt fmts[] = {
1026                 ARM_64_LPAE_S1,
1027                 ARM_64_LPAE_S2,
1028         };
1029
1030         int i, j;
1031         unsigned long iova;
1032         size_t size;
1033         struct io_pgtable_ops *ops;
1034
1035         selftest_running = true;
1036
1037         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fmts); ++i) {
1038                 cfg_cookie = cfg;
1039                 ops = alloc_io_pgtable_ops(fmts[i], cfg, cfg);
1040                 if (!ops) {
1041                         pr_err("selftest: failed to allocate io pgtable ops\n");
1042                         return -ENOMEM;
1043                 }
1044
1045                 /*
1046                  * Initial sanity checks.
1047                  * Empty page tables shouldn't provide any translations.
1048                  */
1049                 if (ops->iova_to_phys(ops, 42))
1050                         return __FAIL(ops, i);
1051
1052                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_1G + 42))
1053                         return __FAIL(ops, i);
1054
1055                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_2G + 42))
1056                         return __FAIL(ops, i);
1057
1058                 /*
1059                  * Distinct mappings of different granule sizes.
1060                  */
1061                 iova = 0;
1062                 for_each_set_bit(j, &cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG) {
1063                         size = 1UL << j;
1064
1065                         if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_READ |
1066                                                             IOMMU_WRITE |
1067                                                             IOMMU_NOEXEC |
1068                                                             IOMMU_CACHE))
1069                                 return __FAIL(ops, i);
1070
1071                         /* Overlapping mappings */
1072                         if (!ops->map(ops, iova, iova + size, size,
1073                                       IOMMU_READ | IOMMU_NOEXEC))
1074                                 return __FAIL(ops, i);
1075
1076                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
1077                                 return __FAIL(ops, i);
1078
1079                         iova += SZ_1G;
1080                 }
1081
1082                 /* Partial unmap */
1083                 size = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
1084                 if (ops->unmap(ops, SZ_1G + size, size) != size)
1085                         return __FAIL(ops, i);
1086
1087                 /* Remap of partial unmap */
1088                 if (ops->map(ops, SZ_1G + size, size, size, IOMMU_READ))
1089                         return __FAIL(ops, i);
1090
1091                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_1G + size + 42) != (size + 42))
1092                         return __FAIL(ops, i);
1093
1094                 /* Full unmap */
1095                 iova = 0;
1096                 j = find_first_bit(&cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG);
1097                 while (j != BITS_PER_LONG) {
1098                         size = 1UL << j;
1099
1100                         if (ops->unmap(ops, iova, size) != size)
1101                                 return __FAIL(ops, i);
1102
1103                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42))
1104                                 return __FAIL(ops, i);
1105
1106                         /* Remap full block */
1107                         if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_WRITE))
1108                                 return __FAIL(ops, i);
1109
1110                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
1111                                 return __FAIL(ops, i);
1112
1113                         iova += SZ_1G;
1114                         j++;
1115                         j = find_next_bit(&cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG, j);
1116                 }
1117
1118                 free_io_pgtable_ops(ops);
1119         }
1120
1121         selftest_running = false;
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static int __init arm_lpae_do_selftests(void)
1126 {
1127         static const unsigned long pgsize[] = {
1128                 SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G,
1129                 SZ_16K | SZ_32M,
1130                 SZ_64K | SZ_512M,
1131         };
1132
1133         static const unsigned int ias[] = {
1134                 32, 36, 40, 42, 44, 48,
1135         };
1136
1137         int i, j, pass = 0, fail = 0;
1138         struct io_pgtable_cfg cfg = {
1139                 .tlb = &dummy_tlb_ops,
1140                 .oas = 48,
1141                 .quirks = IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA,
1142         };
1143
1144         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pgsize); ++i) {
1145                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(ias); ++j) {
1146                         cfg.pgsize_bitmap = pgsize[i];
1147                         cfg.ias = ias[j];
1148                         pr_info("selftest: pgsize_bitmap 0x%08lx, IAS %u\n",
1149                                 pgsize[i], ias[j]);
1150                         if (arm_lpae_run_tests(&cfg))
1151                                 fail++;
1152                         else
1153                                 pass++;
1154                 }
1155         }
1156
1157         pr_info("selftest: completed with %d PASS %d FAIL\n", pass, fail);
1158         return fail ? -EFAULT : 0;
1159 }
1160 subsys_initcall(arm_lpae_do_selftests);
1161 #endif