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