Merge branch 'fixes' of git://ftp.arm.linux.org.uk/~rmk/linux-arm
[muen/linux.git] / arch / arm / mm / dma-mapping.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/dma-mapping.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2000-2004 Russell King
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  *  DMA uncached mapping support.
11  */
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/genalloc.h>
16 #include <linux/gfp.h>
17 #include <linux/errno.h>
18 #include <linux/list.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/device.h>
21 #include <linux/dma-mapping.h>
22 #include <linux/dma-contiguous.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/iommu.h>
27 #include <linux/io.h>
28 #include <linux/vmalloc.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30 #include <linux/cma.h>
31
32 #include <asm/memory.h>
33 #include <asm/highmem.h>
34 #include <asm/cacheflush.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36 #include <asm/mach/arch.h>
37 #include <asm/dma-iommu.h>
38 #include <asm/mach/map.h>
39 #include <asm/system_info.h>
40 #include <asm/dma-contiguous.h>
41
42 #include "dma.h"
43 #include "mm.h"
44
45 /*
46  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
47  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
48  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
49  * represent the transitions between these two ownership states.
50  *
51  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
52  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
53  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
54  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
55  *
56  */
57 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
58                 size_t, enum dma_data_direction);
59 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
60                 size_t, enum dma_data_direction);
61
62 /**
63  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
64  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
65  * @page: page that buffer resides in
66  * @offset: offset into page for start of buffer
67  * @size: size of buffer to map
68  * @dir: DMA transfer direction
69  *
70  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
71  * or written back.
72  *
73  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
74  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
75  */
76 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
77              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
78              struct dma_attrs *attrs)
79 {
80         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
81                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
82         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
83 }
84
85 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
86              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
87              struct dma_attrs *attrs)
88 {
89         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
90 }
91
92 /**
93  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
94  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
95  * @handle: DMA address of buffer
96  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
97  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
98  *
99  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
100  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
101  * All other usages are undefined.
102  *
103  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
104  * whatever the device wrote there.
105  */
106 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
107                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
108                 struct dma_attrs *attrs)
109 {
110         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
111                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
112                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
113 }
114
115 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
116                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
117 {
118         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
119         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
120         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
121 }
122
123 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
124                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
125 {
126         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
127         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
128         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
129 }
130
131 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
132         .alloc                  = arm_dma_alloc,
133         .free                   = arm_dma_free,
134         .mmap                   = arm_dma_mmap,
135         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
136         .map_page               = arm_dma_map_page,
137         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
138         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
139         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
140         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
141         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
142         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
143         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
144         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
145 };
146 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
147
148 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
149         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
150 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
151                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
152 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
153                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
154                  struct dma_attrs *attrs);
155
156 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
157         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
158         .free                   = arm_coherent_dma_free,
159         .mmap                   = arm_coherent_dma_mmap,
160         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
161         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
162         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
163         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
164 };
165 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
166
167 static int __dma_supported(struct device *dev, u64 mask, bool warn)
168 {
169         unsigned long max_dma_pfn;
170
171         /*
172          * If the mask allows for more memory than we can address,
173          * and we actually have that much memory, then we must
174          * indicate that DMA to this device is not supported.
175          */
176         if (sizeof(mask) != sizeof(dma_addr_t) &&
177             mask > (dma_addr_t)~0 &&
178             dma_to_pfn(dev, ~0) < max_pfn - 1) {
179                 if (warn) {
180                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx is larger than dma_addr_t allows\n",
181                                  mask);
182                         dev_warn(dev, "Driver did not use or check the return value from dma_set_coherent_mask()?\n");
183                 }
184                 return 0;
185         }
186
187         max_dma_pfn = min(max_pfn, arm_dma_pfn_limit);
188
189         /*
190          * Translate the device's DMA mask to a PFN limit.  This
191          * PFN number includes the page which we can DMA to.
192          */
193         if (dma_to_pfn(dev, mask) < max_dma_pfn) {
194                 if (warn)
195                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx (pfn %#lx-%#lx) covers a smaller range of system memory than the DMA zone pfn 0x0-%#lx\n",
196                                  mask,
197                                  dma_to_pfn(dev, 0), dma_to_pfn(dev, mask) + 1,
198                                  max_dma_pfn + 1);
199                 return 0;
200         }
201
202         return 1;
203 }
204
205 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
206 {
207         u64 mask = (u64)DMA_BIT_MASK(32);
208
209         if (dev) {
210                 mask = dev->coherent_dma_mask;
211
212                 /*
213                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
214                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
215                  */
216                 if (mask == 0) {
217                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
218                         return 0;
219                 }
220
221                 if (!__dma_supported(dev, mask, true))
222                         return 0;
223         }
224
225         return mask;
226 }
227
228 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
229 {
230         /*
231          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
232          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
233          */
234         if (PageHighMem(page)) {
235                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
236                 phys_addr_t end = base + size;
237                 while (size > 0) {
238                         void *ptr = kmap_atomic(page);
239                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
240                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
241                         kunmap_atomic(ptr);
242                         page++;
243                         size -= PAGE_SIZE;
244                 }
245                 outer_flush_range(base, end);
246         } else {
247                 void *ptr = page_address(page);
248                 memset(ptr, 0, size);
249                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
250                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
251         }
252 }
253
254 /*
255  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
256  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
257  */
258 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
259 {
260         unsigned long order = get_order(size);
261         struct page *page, *p, *e;
262
263         page = alloc_pages(gfp, order);
264         if (!page)
265                 return NULL;
266
267         /*
268          * Now split the huge page and free the excess pages
269          */
270         split_page(page, order);
271         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
272                 __free_page(p);
273
274         __dma_clear_buffer(page, size);
275
276         return page;
277 }
278
279 /*
280  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
281  */
282 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
283 {
284         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
285
286         while (page < e) {
287                 __free_page(page);
288                 page++;
289         }
290 }
291
292 #ifdef CONFIG_MMU
293
294 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
295                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
296                                      const void *caller, bool want_vaddr);
297
298 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
299                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
300                                  const void *caller, bool want_vaddr);
301
302 static void *
303 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
304         const void *caller)
305 {
306         /*
307          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
308          * set VM_USERMAP flags too.
309          */
310         return dma_common_contiguous_remap(page, size,
311                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
312                         prot, caller);
313 }
314
315 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
316 {
317         dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
318                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
319 }
320
321 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
322 static struct gen_pool *atomic_pool;
323
324 static size_t atomic_pool_size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE;
325
326 static int __init early_coherent_pool(char *p)
327 {
328         atomic_pool_size = memparse(p, &p);
329         return 0;
330 }
331 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
332
333 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
334 {
335         /*
336          * Catch any attempt to set the pool size too late.
337          */
338         BUG_ON(atomic_pool);
339
340         /*
341          * Set architecture specific coherent pool size only if
342          * it has not been changed by kernel command line parameter.
343          */
344         if (atomic_pool_size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
345                 atomic_pool_size = size;
346 }
347
348 /*
349  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
350  */
351 static int __init atomic_pool_init(void)
352 {
353         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(PAGE_KERNEL);
354         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
355         struct page *page;
356         void *ptr;
357
358         atomic_pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, -1);
359         if (!atomic_pool)
360                 goto out;
361
362         if (dev_get_cma_area(NULL))
363                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, atomic_pool_size, prot,
364                                               &page, atomic_pool_init, true);
365         else
366                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, atomic_pool_size, gfp, prot,
367                                            &page, atomic_pool_init, true);
368         if (ptr) {
369                 int ret;
370
371                 ret = gen_pool_add_virt(atomic_pool, (unsigned long)ptr,
372                                         page_to_phys(page),
373                                         atomic_pool_size, -1);
374                 if (ret)
375                         goto destroy_genpool;
376
377                 gen_pool_set_algo(atomic_pool,
378                                 gen_pool_first_fit_order_align,
379                                 (void *)PAGE_SHIFT);
380                 pr_info("DMA: preallocated %zd KiB pool for atomic coherent allocations\n",
381                        atomic_pool_size / 1024);
382                 return 0;
383         }
384
385 destroy_genpool:
386         gen_pool_destroy(atomic_pool);
387         atomic_pool = NULL;
388 out:
389         pr_err("DMA: failed to allocate %zx KiB pool for atomic coherent allocation\n",
390                atomic_pool_size / 1024);
391         return -ENOMEM;
392 }
393 /*
394  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
395  */
396 postcore_initcall(atomic_pool_init);
397
398 struct dma_contig_early_reserve {
399         phys_addr_t base;
400         unsigned long size;
401 };
402
403 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
404
405 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
406
407 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
408 {
409         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
410         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
411         dma_mmu_remap_num++;
412 }
413
414 void __init dma_contiguous_remap(void)
415 {
416         int i;
417         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
418                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
419                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
420                 struct map_desc map;
421                 unsigned long addr;
422
423                 if (end > arm_lowmem_limit)
424                         end = arm_lowmem_limit;
425                 if (start >= end)
426                         continue;
427
428                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
429                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
430                 map.length = end - start;
431                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
432
433                 /*
434                  * Clear previous low-memory mapping to ensure that the
435                  * TLB does not see any conflicting entries, then flush
436                  * the TLB of the old entries before creating new mappings.
437                  *
438                  * This ensures that any speculatively loaded TLB entries
439                  * (even though they may be rare) can not cause any problems,
440                  * and ensures that this code is architecturally compliant.
441                  */
442                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
443                      addr += PMD_SIZE)
444                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
445
446                 flush_tlb_kernel_range(__phys_to_virt(start),
447                                        __phys_to_virt(end));
448
449                 iotable_init(&map, 1);
450         }
451 }
452
453 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
454                             void *data)
455 {
456         struct page *page = virt_to_page(addr);
457         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
458
459         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
460         return 0;
461 }
462
463 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
464 {
465         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
466         unsigned end = start + size;
467
468         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
469         flush_tlb_kernel_range(start, end);
470 }
471
472 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
473                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
474                                  const void *caller, bool want_vaddr)
475 {
476         struct page *page;
477         void *ptr = NULL;
478         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
479         if (!page)
480                 return NULL;
481         if (!want_vaddr)
482                 goto out;
483
484         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
485         if (!ptr) {
486                 __dma_free_buffer(page, size);
487                 return NULL;
488         }
489
490  out:
491         *ret_page = page;
492         return ptr;
493 }
494
495 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
496 {
497         unsigned long val;
498         void *ptr = NULL;
499
500         if (!atomic_pool) {
501                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
502                 return NULL;
503         }
504
505         val = gen_pool_alloc(atomic_pool, size);
506         if (val) {
507                 phys_addr_t phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, val);
508
509                 *ret_page = phys_to_page(phys);
510                 ptr = (void *)val;
511         }
512
513         return ptr;
514 }
515
516 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
517 {
518         return addr_in_gen_pool(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
519 }
520
521 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
522 {
523         if (!__in_atomic_pool(start, size))
524                 return 0;
525
526         gen_pool_free(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
527
528         return 1;
529 }
530
531 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
532                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
533                                      const void *caller, bool want_vaddr)
534 {
535         unsigned long order = get_order(size);
536         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
537         struct page *page;
538         void *ptr = NULL;
539
540         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
541         if (!page)
542                 return NULL;
543
544         __dma_clear_buffer(page, size);
545
546         if (!want_vaddr)
547                 goto out;
548
549         if (PageHighMem(page)) {
550                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
551                 if (!ptr) {
552                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
553                         return NULL;
554                 }
555         } else {
556                 __dma_remap(page, size, prot);
557                 ptr = page_address(page);
558         }
559
560  out:
561         *ret_page = page;
562         return ptr;
563 }
564
565 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
566                                    void *cpu_addr, size_t size, bool want_vaddr)
567 {
568         if (want_vaddr) {
569                 if (PageHighMem(page))
570                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
571                 else
572                         __dma_remap(page, size, PAGE_KERNEL);
573         }
574         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
575 }
576
577 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
578 {
579         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
580                             pgprot_writecombine(prot) :
581                             pgprot_dmacoherent(prot);
582         return prot;
583 }
584
585 #define nommu() 0
586
587 #else   /* !CONFIG_MMU */
588
589 #define nommu() 1
590
591 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)                           __pgprot(0)
592 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c, wv)  NULL
593 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
594 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c, wv)    NULL
595 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
596 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, wv)   do { } while (0)
597 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
598
599 #endif  /* CONFIG_MMU */
600
601 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
602                                    struct page **ret_page)
603 {
604         struct page *page;
605         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
606         if (!page)
607                 return NULL;
608
609         *ret_page = page;
610         return page_address(page);
611 }
612
613
614
615 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
616                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent,
617                          struct dma_attrs *attrs, const void *caller)
618 {
619         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
620         struct page *page = NULL;
621         void *addr;
622         bool want_vaddr;
623
624 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
625         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
626         if (limit && size >= limit) {
627                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
628                         size, mask);
629                 return NULL;
630         }
631 #endif
632
633         if (!mask)
634                 return NULL;
635
636         if (mask < 0xffffffffULL)
637                 gfp |= GFP_DMA;
638
639         /*
640          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
641          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
642          * handle them.  The real problem is that this flag probably
643          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
644          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
645          */
646         gfp &= ~(__GFP_COMP);
647
648         *handle = DMA_ERROR_CODE;
649         size = PAGE_ALIGN(size);
650         want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
651
652         if (nommu())
653                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
654         else if (dev_get_cma_area(dev) && (gfp & __GFP_WAIT))
655                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page,
656                                                caller, want_vaddr);
657         else if (is_coherent)
658                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
659         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
660                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
661         else
662                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page,
663                                             caller, want_vaddr);
664
665         if (page)
666                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
667
668         return want_vaddr ? addr : page;
669 }
670
671 /*
672  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
673  * virtual and bus address for that space.
674  */
675 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
676                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
677 {
678         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
679
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 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
778                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
779                  struct dma_attrs *attrs)
780 {
781         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
782         int ret;
783
784         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
785         if (unlikely(ret))
786                 return ret;
787
788         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
789         return 0;
790 }
791
792 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
793         size_t size, enum dma_data_direction dir,
794         void (*op)(const void *, size_t, int))
795 {
796         unsigned long pfn;
797         size_t left = size;
798
799         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
800         offset %= PAGE_SIZE;
801
802         /*
803          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
804          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
805          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
806          * optimized out.
807          */
808         do {
809                 size_t len = left;
810                 void *vaddr;
811
812                 page = pfn_to_page(pfn);
813
814                 if (PageHighMem(page)) {
815                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
816                                 len = PAGE_SIZE - offset;
817
818                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
819                                 vaddr = kmap_atomic(page);
820                                 op(vaddr + offset, len, dir);
821                                 kunmap_atomic(vaddr);
822                         } else {
823                                 vaddr = kmap_high_get(page);
824                                 if (vaddr) {
825                                         op(vaddr + offset, len, dir);
826                                         kunmap_high(page);
827                                 }
828                         }
829                 } else {
830                         vaddr = page_address(page) + offset;
831                         op(vaddr, len, dir);
832                 }
833                 offset = 0;
834                 pfn++;
835                 left -= len;
836         } while (left);
837 }
838
839 /*
840  * Make an area consistent for devices.
841  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
842  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
843  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
844  */
845 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
846         size_t size, enum dma_data_direction dir)
847 {
848         phys_addr_t paddr;
849
850         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
851
852         paddr = page_to_phys(page) + off;
853         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
854                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
855         } else {
856                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
857         }
858         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
859 }
860
861 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
862         size_t size, enum dma_data_direction dir)
863 {
864         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + off;
865
866         /* FIXME: non-speculating: not required */
867         /* in any case, don't bother invalidating if DMA to device */
868         if (dir != DMA_TO_DEVICE) {
869                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
870
871                 dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
872         }
873
874         /*
875          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
876          */
877         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
878                 unsigned long pfn;
879                 size_t left = size;
880
881                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
882                 off %= PAGE_SIZE;
883                 if (off) {
884                         pfn++;
885                         left -= PAGE_SIZE - off;
886                 }
887                 while (left >= PAGE_SIZE) {
888                         page = pfn_to_page(pfn++);
889                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
890                         left -= PAGE_SIZE;
891                 }
892         }
893 }
894
895 /**
896  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
897  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
898  * @sg: list of buffers
899  * @nents: number of buffers to map
900  * @dir: DMA transfer direction
901  *
902  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
903  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
904  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
905  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
906  * sg_dma_{address,length}.
907  *
908  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
909  * here.
910  */
911 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
912                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
913 {
914         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
915         struct scatterlist *s;
916         int i, j;
917
918         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
919 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
920                 s->dma_length = s->length;
921 #endif
922                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
923                                                 s->length, dir, attrs);
924                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
925                         goto bad_mapping;
926         }
927         return nents;
928
929  bad_mapping:
930         for_each_sg(sg, s, i, j)
931                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
932         return 0;
933 }
934
935 /**
936  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
937  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
938  * @sg: list of buffers
939  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
940  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
941  *
942  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
943  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
944  */
945 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
946                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
947 {
948         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
949         struct scatterlist *s;
950
951         int i;
952
953         for_each_sg(sg, s, nents, i)
954                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
955 }
956
957 /**
958  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
959  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
960  * @sg: list of buffers
961  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
962  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
963  */
964 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
965                         int nents, enum dma_data_direction dir)
966 {
967         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
968         struct scatterlist *s;
969         int i;
970
971         for_each_sg(sg, s, nents, i)
972                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
973                                          dir);
974 }
975
976 /**
977  * arm_dma_sync_sg_for_device
978  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
979  * @sg: list of buffers
980  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
981  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
982  */
983 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
984                         int nents, enum dma_data_direction dir)
985 {
986         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
987         struct scatterlist *s;
988         int i;
989
990         for_each_sg(sg, s, nents, i)
991                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
992                                             dir);
993 }
994
995 /*
996  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
997  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
998  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
999  * to this function.
1000  */
1001 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1002 {
1003         return __dma_supported(dev, mask, false);
1004 }
1005 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1006
1007 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1008 {
1009         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1010                 return -EIO;
1011
1012         *dev->dma_mask = dma_mask;
1013
1014         return 0;
1015 }
1016
1017 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1018
1019 static int __init dma_debug_do_init(void)
1020 {
1021         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1022         return 0;
1023 }
1024 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1025
1026 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1027
1028 /* IOMMU */
1029
1030 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1031
1032 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1033                                       size_t size)
1034 {
1035         unsigned int order = get_order(size);
1036         unsigned int align = 0;
1037         unsigned int count, start;
1038         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1039         unsigned long flags;
1040         dma_addr_t iova;
1041         int i;
1042
1043         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1044                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1045
1046         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1047         align = (1 << order) - 1;
1048
1049         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1050         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1051                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1052                                 mapping->bits, 0, count, align);
1053
1054                 if (start > mapping->bits)
1055                         continue;
1056
1057                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1058                 break;
1059         }
1060
1061         /*
1062          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1063          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1064          * address range of size bytes.
1065          */
1066         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1067                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1068                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1069                         return DMA_ERROR_CODE;
1070                 }
1071
1072                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1073                                 mapping->bits, 0, count, align);
1074
1075                 if (start > mapping->bits) {
1076                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1077                         return DMA_ERROR_CODE;
1078                 }
1079
1080                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1081         }
1082         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1083
1084         iova = mapping->base + (mapping_size * i);
1085         iova += start << PAGE_SHIFT;
1086
1087         return iova;
1088 }
1089
1090 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1091                                dma_addr_t addr, size_t size)
1092 {
1093         unsigned int start, count;
1094         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1095         unsigned long flags;
1096         dma_addr_t bitmap_base;
1097         u32 bitmap_index;
1098
1099         if (!size)
1100                 return;
1101
1102         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping_size;
1103         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1104
1105         bitmap_base = mapping->base + mapping_size * bitmap_index;
1106
1107         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1108
1109         if (addr + size > bitmap_base + mapping_size) {
1110                 /*
1111                  * The address range to be freed reaches into the iova
1112                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1113                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1114                  * moment).
1115                  */
1116                 BUG();
1117         } else
1118                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1119
1120         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1121         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1122         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1123 }
1124
1125 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1126                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1127 {
1128         struct page **pages;
1129         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1130         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1131         int i = 0;
1132
1133         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1134                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1135         else
1136                 pages = vzalloc(array_size);
1137         if (!pages)
1138                 return NULL;
1139
1140         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1141         {
1142                 unsigned long order = get_order(size);
1143                 struct page *page;
1144
1145                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1146                 if (!page)
1147                         goto error;
1148
1149                 __dma_clear_buffer(page, size);
1150
1151                 for (i = 0; i < count; i++)
1152                         pages[i] = page + i;
1153
1154                 return pages;
1155         }
1156
1157         /*
1158          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1159          */
1160         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1161
1162         while (count) {
1163                 int j, order;
1164
1165                 for (order = __fls(count); order > 0; --order) {
1166                         /*
1167                          * We do not want OOM killer to be invoked as long
1168                          * as we can fall back to single pages, so we force
1169                          * __GFP_NORETRY for orders higher than zero.
1170                          */
1171                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NORETRY, order);
1172                         if (pages[i])
1173                                 break;
1174                 }
1175
1176                 if (!pages[i]) {
1177                         /*
1178                          * Fall back to single page allocation.
1179                          * Might invoke OOM killer as last resort.
1180                          */
1181                         pages[i] = alloc_pages(gfp, 0);
1182                         if (!pages[i])
1183                                 goto error;
1184                 }
1185
1186                 if (order) {
1187                         split_page(pages[i], order);
1188                         j = 1 << order;
1189                         while (--j)
1190                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1191                 }
1192
1193                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1194                 i += 1 << order;
1195                 count -= 1 << order;
1196         }
1197
1198         return pages;
1199 error:
1200         while (i--)
1201                 if (pages[i])
1202                         __free_pages(pages[i], 0);
1203         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1204                 kfree(pages);
1205         else
1206                 vfree(pages);
1207         return NULL;
1208 }
1209
1210 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1211                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1212 {
1213         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1214         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1215         int i;
1216
1217         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1218                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1219         } else {
1220                 for (i = 0; i < count; i++)
1221                         if (pages[i])
1222                                 __free_pages(pages[i], 0);
1223         }
1224
1225         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1226                 kfree(pages);
1227         else
1228                 vfree(pages);
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Create a CPU mapping for a specified pages
1234  */
1235 static void *
1236 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1237                     const void *caller)
1238 {
1239         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1240                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1245  */
1246 static dma_addr_t
1247 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1248 {
1249         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1250         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1251         dma_addr_t dma_addr, iova;
1252         int i;
1253
1254         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1255         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1256                 return dma_addr;
1257
1258         iova = dma_addr;
1259         for (i = 0; i < count; ) {
1260                 int ret;
1261
1262                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1263                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1264                 unsigned int len, j;
1265
1266                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1267                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1268                                 break;
1269
1270                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1271                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1272                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1273                 if (ret < 0)
1274                         goto fail;
1275                 iova += len;
1276                 i = j;
1277         }
1278         return dma_addr;
1279 fail:
1280         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1281         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1282         return DMA_ERROR_CODE;
1283 }
1284
1285 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1286 {
1287         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1288
1289         /*
1290          * add optional in-page offset from iova to size and align
1291          * result to page size
1292          */
1293         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1294         iova &= PAGE_MASK;
1295
1296         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1297         __free_iova(mapping, iova, size);
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1302 {
1303         struct page *page;
1304         phys_addr_t phys;
1305
1306         phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, (unsigned long)addr);
1307         page = phys_to_page(phys);
1308
1309         return (struct page **)page;
1310 }
1311
1312 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1313 {
1314         struct vm_struct *area;
1315
1316         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1317                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1318
1319         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1320                 return cpu_addr;
1321
1322         area = find_vm_area(cpu_addr);
1323         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1324                 return area->pages;
1325         return NULL;
1326 }
1327
1328 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1329                                   dma_addr_t *handle)
1330 {
1331         struct page *page;
1332         void *addr;
1333
1334         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1335         if (!addr)
1336                 return NULL;
1337
1338         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1339         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1340                 goto err_mapping;
1341
1342         return addr;
1343
1344 err_mapping:
1345         __free_from_pool(addr, size);
1346         return NULL;
1347 }
1348
1349 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1350                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1351 {
1352         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1353         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1354 }
1355
1356 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1357             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1358 {
1359         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1360         struct page **pages;
1361         void *addr = NULL;
1362
1363         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1364         size = PAGE_ALIGN(size);
1365
1366         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1367                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1368
1369         /*
1370          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1371          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1372          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1373          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1374          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1375          */
1376         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1377
1378         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1379         if (!pages)
1380                 return NULL;
1381
1382         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1383         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1384                 goto err_buffer;
1385
1386         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1387                 return pages;
1388
1389         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1390                                    __builtin_return_address(0));
1391         if (!addr)
1392                 goto err_mapping;
1393
1394         return addr;
1395
1396 err_mapping:
1397         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1398 err_buffer:
1399         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1400         return NULL;
1401 }
1402
1403 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1404                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1405                     struct dma_attrs *attrs)
1406 {
1407         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1408         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1409         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1410
1411         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1412
1413         if (!pages)
1414                 return -ENXIO;
1415
1416         do {
1417                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1418                 if (ret) {
1419                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1420                         return ret;
1421                 }
1422                 uaddr += PAGE_SIZE;
1423                 usize -= PAGE_SIZE;
1424         } while (usize > 0);
1425
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * free a page as defined by the above mapping.
1431  * Must not be called with IRQs disabled.
1432  */
1433 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1434                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1435 {
1436         struct page **pages;
1437         size = PAGE_ALIGN(size);
1438
1439         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1440                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1441                 return;
1442         }
1443
1444         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1445         if (!pages) {
1446                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1447                 return;
1448         }
1449
1450         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1451                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1452                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1453         }
1454
1455         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1456         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1457 }
1458
1459 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1460                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1461                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1462 {
1463         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1464         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1465
1466         if (!pages)
1467                 return -ENXIO;
1468
1469         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1470                                          GFP_KERNEL);
1471 }
1472
1473 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1474 {
1475         int prot;
1476
1477         switch (dir) {
1478         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1479                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1480                 break;
1481         case DMA_TO_DEVICE:
1482                 prot = IOMMU_READ;
1483                 break;
1484         case DMA_FROM_DEVICE:
1485                 prot = IOMMU_WRITE;
1486                 break;
1487         default:
1488                 prot = 0;
1489         }
1490
1491         return prot;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1496  */
1497 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1498                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1499                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1500                           bool is_coherent)
1501 {
1502         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1503         dma_addr_t iova, iova_base;
1504         int ret = 0;
1505         unsigned int count;
1506         struct scatterlist *s;
1507         int prot;
1508
1509         size = PAGE_ALIGN(size);
1510         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1511
1512         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1513         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1514                 return -ENOMEM;
1515
1516         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1517                 phys_addr_t phys = sg_phys(s) & PAGE_MASK;
1518                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1519
1520                 if (!is_coherent &&
1521                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1522                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1523
1524                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1525
1526                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1527                 if (ret < 0)
1528                         goto fail;
1529                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1530                 iova += len;
1531         }
1532         *handle = iova_base;
1533
1534         return 0;
1535 fail:
1536         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1537         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1538         return ret;
1539 }
1540
1541 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1542                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1543                      bool is_coherent)
1544 {
1545         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1546         int i, count = 0;
1547         unsigned int offset = s->offset;
1548         unsigned int size = s->offset + s->length;
1549         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1550
1551         for (i = 1; i < nents; i++) {
1552                 s = sg_next(s);
1553
1554                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1555                 s->dma_length = 0;
1556
1557                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1558                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1559                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1560                                 goto bad_mapping;
1561
1562                         dma->dma_address += offset;
1563                         dma->dma_length = size - offset;
1564
1565                         size = offset = s->offset;
1566                         start = s;
1567                         dma = sg_next(dma);
1568                         count += 1;
1569                 }
1570                 size += s->length;
1571         }
1572         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1573                 is_coherent) < 0)
1574                 goto bad_mapping;
1575
1576         dma->dma_address += offset;
1577         dma->dma_length = size - offset;
1578
1579         return count+1;
1580
1581 bad_mapping:
1582         for_each_sg(sg, s, count, i)
1583                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1584         return 0;
1585 }
1586
1587 /**
1588  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1589  * @dev: valid struct device pointer
1590  * @sg: list of buffers
1591  * @nents: number of buffers to map
1592  * @dir: DMA transfer direction
1593  *
1594  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1595  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1596  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1597  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1598  */
1599 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1600                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1601 {
1602         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1603 }
1604
1605 /**
1606  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1607  * @dev: valid struct device pointer
1608  * @sg: list of buffers
1609  * @nents: number of buffers to map
1610  * @dir: DMA transfer direction
1611  *
1612  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1613  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1614  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1615  * sg_dma_{address,length}.
1616  */
1617 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1618                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1619 {
1620         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1621 }
1622
1623 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1624                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1625                 bool is_coherent)
1626 {
1627         struct scatterlist *s;
1628         int i;
1629
1630         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1631                 if (sg_dma_len(s))
1632                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1633                                                sg_dma_len(s));
1634                 if (!is_coherent &&
1635                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1636                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1637                                               s->length, dir);
1638         }
1639 }
1640
1641 /**
1642  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1643  * @dev: valid struct device pointer
1644  * @sg: list of buffers
1645  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1646  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1647  *
1648  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1649  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1650  */
1651 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1652                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1653 {
1654         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1655 }
1656
1657 /**
1658  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1659  * @dev: valid struct device pointer
1660  * @sg: list of buffers
1661  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1662  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1663  *
1664  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1665  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1666  */
1667 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1668                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1669 {
1670         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1671 }
1672
1673 /**
1674  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1675  * @dev: valid struct device pointer
1676  * @sg: list of buffers
1677  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1678  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1679  */
1680 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1681                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1682 {
1683         struct scatterlist *s;
1684         int i;
1685
1686         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1687                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1688
1689 }
1690
1691 /**
1692  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1693  * @dev: valid struct device pointer
1694  * @sg: list of buffers
1695  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1696  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1697  */
1698 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1699                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1700 {
1701         struct scatterlist *s;
1702         int i;
1703
1704         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1705                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1706 }
1707
1708
1709 /**
1710  * arm_coherent_iommu_map_page
1711  * @dev: valid struct device pointer
1712  * @page: page that buffer resides in
1713  * @offset: offset into page for start of buffer
1714  * @size: size of buffer to map
1715  * @dir: DMA transfer direction
1716  *
1717  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1718  */
1719 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1720              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1721              struct dma_attrs *attrs)
1722 {
1723         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1724         dma_addr_t dma_addr;
1725         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1726
1727         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1728         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1729                 return dma_addr;
1730
1731         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1732
1733         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1734         if (ret < 0)
1735                 goto fail;
1736
1737         return dma_addr + offset;
1738 fail:
1739         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1740         return DMA_ERROR_CODE;
1741 }
1742
1743 /**
1744  * arm_iommu_map_page
1745  * @dev: valid struct device pointer
1746  * @page: page that buffer resides in
1747  * @offset: offset into page for start of buffer
1748  * @size: size of buffer to map
1749  * @dir: DMA transfer direction
1750  *
1751  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1752  */
1753 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1754              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1755              struct dma_attrs *attrs)
1756 {
1757         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1758                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1759
1760         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1761 }
1762
1763 /**
1764  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1765  * @dev: valid struct device pointer
1766  * @handle: DMA address of buffer
1767  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1768  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1769  *
1770  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1771  */
1772 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1773                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1774                 struct dma_attrs *attrs)
1775 {
1776         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1777         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1778         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1779         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1780
1781         if (!iova)
1782                 return;
1783
1784         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1785         __free_iova(mapping, iova, len);
1786 }
1787
1788 /**
1789  * arm_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  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1796  */
1797 static void arm_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         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1804         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1805         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1806
1807         if (!iova)
1808                 return;
1809
1810         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1811                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1812
1813         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1814         __free_iova(mapping, iova, len);
1815 }
1816
1817 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1818                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1819 {
1820         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1821         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1822         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1823         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1824
1825         if (!iova)
1826                 return;
1827
1828         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1829 }
1830
1831 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1832                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1833 {
1834         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1835         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1836         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1837         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1838
1839         if (!iova)
1840                 return;
1841
1842         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1843 }
1844
1845 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1846         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1847         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1848         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1849         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1850
1851         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1852         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1853         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1854         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1855
1856         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1857         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1858         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1859         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1860
1861         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1862 };
1863
1864 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1865         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1866         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1867         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1868         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1869
1870         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1871         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1872
1873         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1874         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1875
1876         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1877 };
1878
1879 /**
1880  * arm_iommu_create_mapping
1881  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1882  * @base: start address of the valid IO address space
1883  * @size: maximum size of the valid IO address space
1884  *
1885  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1886  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1887  * mapping with IOMMU aware functions.
1888  *
1889  * The client device need to be attached to the mapping with
1890  * arm_iommu_attach_device function.
1891  */
1892 struct dma_iommu_mapping *
1893 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, u64 size)
1894 {
1895         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1896         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1897         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1898         int extensions = 1;
1899         int err = -ENOMEM;
1900
1901         /* currently only 32-bit DMA address space is supported */
1902         if (size > DMA_BIT_MASK(32) + 1)
1903                 return ERR_PTR(-ERANGE);
1904
1905         if (!bitmap_size)
1906                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1907
1908         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1909                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1910                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1911         }
1912
1913         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1914         if (!mapping)
1915                 goto err;
1916
1917         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1918         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1919                                 GFP_KERNEL);
1920         if (!mapping->bitmaps)
1921                 goto err2;
1922
1923         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1924         if (!mapping->bitmaps[0])
1925                 goto err3;
1926
1927         mapping->nr_bitmaps = 1;
1928         mapping->extensions = extensions;
1929         mapping->base = base;
1930         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1931
1932         spin_lock_init(&mapping->lock);
1933
1934         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1935         if (!mapping->domain)
1936                 goto err4;
1937
1938         kref_init(&mapping->kref);
1939         return mapping;
1940 err4:
1941         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1942 err3:
1943         kfree(mapping->bitmaps);
1944 err2:
1945         kfree(mapping);
1946 err:
1947         return ERR_PTR(err);
1948 }
1949 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1950
1951 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1952 {
1953         int i;
1954         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1955                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1956
1957         iommu_domain_free(mapping->domain);
1958         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1959                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1960         kfree(mapping->bitmaps);
1961         kfree(mapping);
1962 }
1963
1964 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1965 {
1966         int next_bitmap;
1967
1968         if (mapping->nr_bitmaps >= mapping->extensions)
1969                 return -EINVAL;
1970
1971         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
1972         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
1973                                                 GFP_ATOMIC);
1974         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
1975                 return -ENOMEM;
1976
1977         mapping->nr_bitmaps++;
1978
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1983 {
1984         if (mapping)
1985                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1986 }
1987 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
1988
1989 static int __arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1990                                      struct dma_iommu_mapping *mapping)
1991 {
1992         int err;
1993
1994         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1995         if (err)
1996                 return err;
1997
1998         kref_get(&mapping->kref);
1999         to_dma_iommu_mapping(dev) = mapping;
2000
2001         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2002         return 0;
2003 }
2004
2005 /**
2006  * arm_iommu_attach_device
2007  * @dev: valid struct device pointer
2008  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2009  *      arm_iommu_create_mapping)
2010  *
2011  * Attaches specified io address space mapping to the provided device.
2012  * This replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2013  * IOMMU aware version.
2014  *
2015  * More than one client might be attached to the same io address space
2016  * mapping.
2017  */
2018 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2019                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2020 {
2021         int err;
2022
2023         err = __arm_iommu_attach_device(dev, mapping);
2024         if (err)
2025                 return err;
2026
2027         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2028         return 0;
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2031
2032 static void __arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2033 {
2034         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2035
2036         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2037         if (!mapping) {
2038                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2039                 return;
2040         }
2041
2042         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2043         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2044         to_dma_iommu_mapping(dev) = NULL;
2045
2046         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2047 }
2048
2049 /**
2050  * arm_iommu_detach_device
2051  * @dev: valid struct device pointer
2052  *
2053  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2054  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2055  */
2056 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2057 {
2058         __arm_iommu_detach_device(dev);
2059         set_dma_ops(dev, NULL);
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2062
2063 static struct dma_map_ops *arm_get_iommu_dma_map_ops(bool coherent)
2064 {
2065         return coherent ? &iommu_coherent_ops : &iommu_ops;
2066 }
2067
2068 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2069                                     struct iommu_ops *iommu)
2070 {
2071         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2072
2073         if (!iommu)
2074                 return false;
2075
2076         mapping = arm_iommu_create_mapping(dev->bus, dma_base, size);
2077         if (IS_ERR(mapping)) {
2078                 pr_warn("Failed to create %llu-byte IOMMU mapping for device %s\n",
2079                                 size, dev_name(dev));
2080                 return false;
2081         }
2082
2083         if (__arm_iommu_attach_device(dev, mapping)) {
2084                 pr_warn("Failed to attached device %s to IOMMU_mapping\n",
2085                                 dev_name(dev));
2086                 arm_iommu_release_mapping(mapping);
2087                 return false;
2088         }
2089
2090         return true;
2091 }
2092
2093 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev)
2094 {
2095         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2096
2097         if (!mapping)
2098                 return;
2099
2100         __arm_iommu_detach_device(dev);
2101         arm_iommu_release_mapping(mapping);
2102 }
2103
2104 #else
2105
2106 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2107                                     struct iommu_ops *iommu)
2108 {
2109         return false;
2110 }
2111
2112 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev) { }
2113
2114 #define arm_get_iommu_dma_map_ops arm_get_dma_map_ops
2115
2116 #endif  /* CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU */
2117
2118 static struct dma_map_ops *arm_get_dma_map_ops(bool coherent)
2119 {
2120         return coherent ? &arm_coherent_dma_ops : &arm_dma_ops;
2121 }
2122
2123 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2124                         struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
2125 {
2126         struct dma_map_ops *dma_ops;
2127
2128         dev->archdata.dma_coherent = coherent;
2129         if (arm_setup_iommu_dma_ops(dev, dma_base, size, iommu))
2130                 dma_ops = arm_get_iommu_dma_map_ops(coherent);
2131         else
2132                 dma_ops = arm_get_dma_map_ops(coherent);
2133
2134         set_dma_ops(dev, dma_ops);
2135 }
2136
2137 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
2138 {
2139         arm_teardown_iommu_dma_ops(dev);
2140 }