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/module.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/gfp.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/list.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/device.h>
  19 #include <linux/dma-mapping.h>
  20 #include <linux/highmem.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/iommu.h>
  23 #include <linux/vmalloc.h>
  24
  25 #include <asm/memory.h>
  26 #include <asm/highmem.h>
  27 #include <asm/cacheflush.h>
  28 #include <asm/tlbflush.h>
  29 #include <asm/sizes.h>
  30 #include <asm/mach/arch.h>
  31 #include <asm/dma-iommu.h>
  32
  33 #include "mm.h"
  34
  35 /*
  36  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
  37  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
  38  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
  39  * represent the transitions between these two ownership states.
  40  *
  41  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
  42  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
  43  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
  44  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
  45  *
  46  */
  47 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
  48                 size_t, enum dma_data_direction);
  49 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
  50                 size_t, enum dma_data_direction);
  51
  52 /**
  53  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
  54  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  55  * @page: page that buffer resides in
  56  * @offset: offset into page for start of buffer
  57  * @size: size of buffer to map
  58  * @dir: DMA transfer direction
  59  *
  60  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
  61  * or written back.
  62  *
  63  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
  64  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
  65  */
  66 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
  67              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  68              struct dma_attrs *attrs)
  69 {
  70         if (!arch_is_coherent())
  71                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
  72         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
  73 }
  74
  75 /**
  76  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
  77  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
  78  * @handle: DMA address of buffer
  79  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
  80  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
  81  *
  82  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
  83  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
  84  * All other usages are undefined.
  85  *
  86  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
  87  * whatever the device wrote there.
  88  */
  89 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
  90                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
  91                 struct dma_attrs *attrs)
  92 {
  93         if (!arch_is_coherent())
  94                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
  95                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
  96 }
  97
  98 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
  99                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 100 {
 101         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 102         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 103         if (!arch_is_coherent())
 104                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
 105 }
 106
 107 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 108                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
 109 {
 110         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
 111         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
 112         if (!arch_is_coherent())
 113                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
 114 }
 115
 116 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask);
 117
 118 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
 119         .alloc                  = arm_dma_alloc,
 120         .free                   = arm_dma_free,
 121         .mmap                   = arm_dma_mmap,
 122         .map_page               = arm_dma_map_page,
 123         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
 124         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
 125         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
 126         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
 127         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
 128         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
 129         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
 130         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
 131 };
 132 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
 133
 134 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
 135 {
 136         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
 137
 138         if (dev) {
 139                 mask = dev->coherent_dma_mask;
 140
 141                 /*
 142                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
 143                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
 144                  */
 145                 if (mask == 0) {
 146                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
 147                         return 0;
 148                 }
 149
 150                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
 151                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
 152                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
 153                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
 154                         return 0;
 155                 }
 156         }
 157
 158         return mask;
 159 }
 160
 161 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
 162 {
 163         void *ptr;
 164         /*
 165          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
 166          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
 167          */
 168         ptr = page_address(page);
 169         if (ptr) {
 170                 memset(ptr, 0, size);
 171                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
 172                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
 173         }
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
 178  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
 179  */
 180 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
 181 {
 182         unsigned long order = get_order(size);
 183         struct page *page, *p, *e;
 184         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
 185
 186 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 187         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
 188         if (limit && size >= limit) {
 189                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
 190                         size, mask);
 191                 return NULL;
 192         }
 193 #endif
 194
 195         if (!mask)
 196                 return NULL;
 197
 198         if (mask < 0xffffffffULL)
 199                 gfp |= GFP_DMA;
 200
 201         page = alloc_pages(gfp, order);
 202         if (!page)
 203                 return NULL;
 204
 205         /*
 206          * Now split the huge page and free the excess pages
 207          */
 208         split_page(page, order);
 209         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
 210                 __free_page(p);
 211
 212         __dma_clear_buffer(page, size);
 213
 214         return page;
 215 }
 216
 217 /*
 218  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
 219  */
 220 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
 221 {
 222         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
 223
 224         while (page < e) {
 225                 __free_page(page);
 226                 page++;
 227         }
 228 }
 229
 230 #ifdef CONFIG_MMU
 231
 232 #define CONSISTENT_OFFSET(x)    (((unsigned long)(x) - consistent_base) >> PAGE_SHIFT)
 233 #define CONSISTENT_PTE_INDEX(x) (((unsigned long)(x) - consistent_base) >> PMD_SHIFT)
 234
 235 /*
 236  * These are the page tables (2MB each) covering uncached, DMA consistent allocations
 237  */
 238 static pte_t **consistent_pte;
 239
 240 #define DEFAULT_CONSISTENT_DMA_SIZE SZ_2M
 241
 242 unsigned long consistent_base = CONSISTENT_END - DEFAULT_CONSISTENT_DMA_SIZE;
 243
 244 void __init init_consistent_dma_size(unsigned long size)
 245 {
 246         unsigned long base = CONSISTENT_END - ALIGN(size, SZ_2M);
 247
 248         BUG_ON(consistent_pte); /* Check we're called before DMA region init */
 249         BUG_ON(base < VMALLOC_END);
 250
 251         /* Grow region to accommodate specified size  */
 252         if (base < consistent_base)
 253                 consistent_base = base;
 254 }
 255
 256 #include "vmregion.h"
 257
 258 static struct arm_vmregion_head consistent_head = {
 259         .vm_lock        = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&consistent_head.vm_lock),
 260         .vm_list        = LIST_HEAD_INIT(consistent_head.vm_list),
 261         .vm_end         = CONSISTENT_END,
 262 };
 263
 264 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 265 #error ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
 266 #endif
 267
 268 /*
 269  * Initialise the consistent memory allocation.
 270  */
 271 static int __init consistent_init(void)
 272 {
 273         int ret = 0;
 274         pgd_t *pgd;
 275         pud_t *pud;
 276         pmd_t *pmd;
 277         pte_t *pte;
 278         int i = 0;
 279         unsigned long base = consistent_base;
 280         unsigned long num_ptes = (CONSISTENT_END - base) >> PMD_SHIFT;
 281
 282         consistent_pte = kmalloc(num_ptes * sizeof(pte_t), GFP_KERNEL);
 283         if (!consistent_pte) {
 284                 pr_err("%s: no memory\n", __func__);
 285                 return -ENOMEM;
 286         }
 287
 288         pr_debug("DMA memory: 0x%08lx - 0x%08lx:\n", base, CONSISTENT_END);
 289         consistent_head.vm_start = base;
 290
 291         do {
 292                 pgd = pgd_offset(&init_mm, base);
 293
 294                 pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, base);
 295                 if (!pud) {
 296                         pr_err("%s: no pud tables\n", __func__);
 297                         ret = -ENOMEM;
 298                         break;
 299                 }
 300
 301                 pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, base);
 302                 if (!pmd) {
 303                         pr_err("%s: no pmd tables\n", __func__);
 304                         ret = -ENOMEM;
 305                         break;
 306                 }
 307                 WARN_ON(!pmd_none(*pmd));
 308
 309                 pte = pte_alloc_kernel(pmd, base);
 310                 if (!pte) {
 311                         pr_err("%s: no pte tables\n", __func__);
 312                         ret = -ENOMEM;
 313                         break;
 314                 }
 315
 316                 consistent_pte[i++] = pte;
 317                 base += PMD_SIZE;
 318         } while (base < CONSISTENT_END);
 319
 320         return ret;
 321 }
 322
 323 core_initcall(consistent_init);
 324
 325 static void *
 326 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
 327         const void *caller)
 328 {
 329         struct arm_vmregion *c;
 330         size_t align;
 331         int bit;
 332
 333         if (!consistent_pte) {
 334                 pr_err("%s: not initialised\n", __func__);
 335                 dump_stack();
 336                 return NULL;
 337         }
 338
 339         /*
 340          * Align the virtual region allocation - maximum alignment is
 341          * a section size, minimum is a page size.  This helps reduce
 342          * fragmentation of the DMA space, and also prevents allocations
 343          * smaller than a section from crossing a section boundary.
 344          */
 345         bit = fls(size - 1);
 346         if (bit > SECTION_SHIFT)
 347                 bit = SECTION_SHIFT;
 348         align = 1 << bit;
 349
 350         /*
 351          * Allocate a virtual address in the consistent mapping region.
 352          */
 353         c = arm_vmregion_alloc(&consistent_head, align, size,
 354                             gfp & ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM), caller);
 355         if (c) {
 356                 pte_t *pte;
 357                 int idx = CONSISTENT_PTE_INDEX(c->vm_start);
 358                 u32 off = CONSISTENT_OFFSET(c->vm_start) & (PTRS_PER_PTE-1);
 359
 360                 pte = consistent_pte[idx] + off;
 361                 c->priv = page;
 362
 363                 do {
 364                         BUG_ON(!pte_none(*pte));
 365
 366                         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
 367                         page++;
 368                         pte++;
 369                         off++;
 370                         if (off >= PTRS_PER_PTE) {
 371                                 off = 0;
 372                                 pte = consistent_pte[++idx];
 373                         }
 374                 } while (size -= PAGE_SIZE);
 375
 376                 dsb();
 377
 378                 return (void *)c->vm_start;
 379         }
 380         return NULL;
 381 }
 382
 383 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
 384 {
 385         struct arm_vmregion *c;
 386         unsigned long addr;
 387         pte_t *ptep;
 388         int idx;
 389         u32 off;
 390
 391         c = arm_vmregion_find_remove(&consistent_head, (unsigned long)cpu_addr);
 392         if (!c) {
 393                 pr_err("%s: trying to free invalid coherent area: %p\n",
 394                        __func__, cpu_addr);
 395                 dump_stack();
 396                 return;
 397         }
 398
 399         if ((c->vm_end - c->vm_start) != size) {
 400                 pr_err("%s: freeing wrong coherent size (%ld != %d)\n",
 401                        __func__, c->vm_end - c->vm_start, size);
 402                 dump_stack();
 403                 size = c->vm_end - c->vm_start;
 404         }
 405
 406         idx = CONSISTENT_PTE_INDEX(c->vm_start);
 407         off = CONSISTENT_OFFSET(c->vm_start) & (PTRS_PER_PTE-1);
 408         ptep = consistent_pte[idx] + off;
 409         addr = c->vm_start;
 410         do {
 411                 pte_t pte = ptep_get_and_clear(&init_mm, addr, ptep);
 412
 413                 ptep++;
 414                 addr += PAGE_SIZE;
 415                 off++;
 416                 if (off >= PTRS_PER_PTE) {
 417                         off = 0;
 418                         ptep = consistent_pte[++idx];
 419                 }
 420
 421                 if (pte_none(pte) || !pte_present(pte))
 422                         pr_crit("%s: bad page in kernel page table\n",
 423                                 __func__);
 424         } while (size -= PAGE_SIZE);
 425
 426         flush_tlb_kernel_range(c->vm_start, c->vm_end);
 427
 428         arm_vmregion_free(&consistent_head, c);
 429 }
 430
 431 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
 432 {
 433         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
 434                             pgprot_writecombine(prot) :
 435                             pgprot_dmacoherent(prot);
 436         return prot;
 437 }
 438
 439 #else   /* !CONFIG_MMU */
 440
 441 #define __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, c)     page_address(page)
 442 #define __dma_free_remap(addr, size)                    do { } while (0)
 443 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
 444
 445 #endif  /* CONFIG_MMU */
 446
 447 static void *
 448 __dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp,
 449             pgprot_t prot, const void *caller)
 450 {
 451         struct page *page;
 452         void *addr;
 453
 454         /*
 455          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
 456          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
 457          * handle them.  The real problem is that this flag probably
 458          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
 459          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
 460          */
 461         gfp &= ~(__GFP_COMP);
 462
 463         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 464         size = PAGE_ALIGN(size);
 465
 466         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
 467         if (!page)
 468                 return NULL;
 469
 470         if (!arch_is_coherent())
 471                 addr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
 472         else
 473                 addr = page_address(page);
 474
 475         if (addr)
 476                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
 477         else
 478                 __dma_free_buffer(page, size);
 479
 480         return addr;
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
 485  * virtual and bus address for that space.
 486  */
 487 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
 488                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
 489 {
 490         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
 491         void *memory;
 492
 493         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
 494                 return memory;
 495
 496         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot,
 497                            __builtin_return_address(0));
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
 502  */
 503 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
 504                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
 505                  struct dma_attrs *attrs)
 506 {
 507         int ret = -ENXIO;
 508 #ifdef CONFIG_MMU
 509         unsigned long user_size, kern_size;
 510         struct arm_vmregion *c;
 511
 512         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
 513
 514         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
 515                 return ret;
 516
 517         user_size = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 518
 519         c = arm_vmregion_find(&consistent_head, (unsigned long)cpu_addr);
 520         if (c) {
 521                 unsigned long off = vma->vm_pgoff;
 522                 struct page *pages = c->priv;
 523
 524                 kern_size = (c->vm_end - c->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 525
 526                 if (off < kern_size &&
 527                     user_size <= (kern_size - off)) {
 528                         ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
 529                                               page_to_pfn(pages) + off,
 530                                               user_size << PAGE_SHIFT,
 531                                               vma->vm_page_prot);
 532                 }
 533         }
 534 #endif  /* CONFIG_MMU */
 535
 536         return ret;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * free a page as defined by the above mapping.
 541  * Must not be called with IRQs disabled.
 542  */
 543 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
 544                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
 545 {
 546         WARN_ON(irqs_disabled());
 547
 548         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
 549                 return;
 550
 551         size = PAGE_ALIGN(size);
 552
 553         if (!arch_is_coherent())
 554                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
 555
 556         __dma_free_buffer(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)), size);
 557 }
 558
 559 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
 560         size_t size, enum dma_data_direction dir,
 561         void (*op)(const void *, size_t, int))
 562 {
 563         /*
 564          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
 565          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
 566          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
 567          * optimized out.
 568          */
 569         size_t left = size;
 570         do {
 571                 size_t len = left;
 572                 void *vaddr;
 573
 574                 if (PageHighMem(page)) {
 575                         if (len + offset > PAGE_SIZE) {
 576                                 if (offset >= PAGE_SIZE) {
 577                                         page += offset / PAGE_SIZE;
 578                                         offset %= PAGE_SIZE;
 579                                 }
 580                                 len = PAGE_SIZE - offset;
 581                         }
 582                         vaddr = kmap_high_get(page);
 583                         if (vaddr) {
 584                                 vaddr += offset;
 585                                 op(vaddr, len, dir);
 586                                 kunmap_high(page);
 587                         } else if (cache_is_vipt()) {
 588                                 /* unmapped pages might still be cached */
 589                                 vaddr = kmap_atomic(page);
 590                                 op(vaddr + offset, len, dir);
 591                                 kunmap_atomic(vaddr);
 592                         }
 593                 } else {
 594                         vaddr = page_address(page) + offset;
 595                         op(vaddr, len, dir);
 596                 }
 597                 offset = 0;
 598                 page++;
 599                 left -= len;
 600         } while (left);
 601 }
 602
 603 /*
 604  * Make an area consistent for devices.
 605  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
 606  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
 607  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
 608  */
 609 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
 610         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 611 {
 612         unsigned long paddr;
 613
 614         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
 615
 616         paddr = page_to_phys(page) + off;
 617         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
 618                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 619         } else {
 620                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
 621         }
 622         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
 623 }
 624
 625 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
 626         size_t size, enum dma_data_direction dir)
 627 {
 628         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
 629
 630         /* FIXME: non-speculating: not required */
 631         /* don't bother invalidating if DMA to device */
 632         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
 633                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
 634
 635         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
 636
 637         /*
 638          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
 639          */
 640         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
 641                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 642 }
 643
 644 /**
 645  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
 646  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 647  * @sg: list of buffers
 648  * @nents: number of buffers to map
 649  * @dir: DMA transfer direction
 650  *
 651  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
 652  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
 653  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
 654  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
 655  * sg_dma_{address,length}.
 656  *
 657  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
 658  * here.
 659  */
 660 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 661                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 662 {
 663         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 664         struct scatterlist *s;
 665         int i, j;
 666
 667         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 668 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
 669                 s->dma_length = s->length;
 670 #endif
 671                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
 672                                                 s->length, dir, attrs);
 673                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
 674                         goto bad_mapping;
 675         }
 676         return nents;
 677
 678  bad_mapping:
 679         for_each_sg(sg, s, i, j)
 680                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 681         return 0;
 682 }
 683
 684 /**
 685  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
 686  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 687  * @sg: list of buffers
 688  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
 689  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 690  *
 691  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
 692  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
 693  */
 694 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 695                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
 696 {
 697         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 698         struct scatterlist *s;
 699
 700         int i;
 701
 702         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 703                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
 704 }
 705
 706 /**
 707  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
 708  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 709  * @sg: list of buffers
 710  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 711  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 712  */
 713 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 714                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 715 {
 716         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 717         struct scatterlist *s;
 718         int i;
 719
 720         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 721                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 722                                          dir);
 723 }
 724
 725 /**
 726  * arm_dma_sync_sg_for_device
 727  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
 728  * @sg: list of buffers
 729  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
 730  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
 731  */
 732 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 733                         int nents, enum dma_data_direction dir)
 734 {
 735         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
 736         struct scatterlist *s;
 737         int i;
 738
 739         for_each_sg(sg, s, nents, i)
 740                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
 741                                             dir);
 742 }
 743
 744 /*
 745  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
 746  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
 747  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
 748  * to this function.
 749  */
 750 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 751 {
 752         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
 753                 return 0;
 754         return 1;
 755 }
 756 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
 757
 758 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
 759 {
 760         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
 761                 return -EIO;
 762
 763         *dev->dma_mask = dma_mask;
 764
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
 769
 770 static int __init dma_debug_do_init(void)
 771 {
 772 #ifdef CONFIG_MMU
 773         arm_vmregion_create_proc("dma-mappings", &consistent_head);
 774 #endif
 775         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
 776         return 0;
 777 }
 778 fs_initcall(dma_debug_do_init);
 779
 780 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
 781
 782 /* IOMMU */
 783
 784 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
 785                                       size_t size)
 786 {
 787         unsigned int order = get_order(size);
 788         unsigned int align = 0;
 789         unsigned int count, start;
 790         unsigned long flags;
 791
 792         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) +
 793                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
 794
 795         if (order > mapping->order)
 796                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
 797
 798         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
 799         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
 800                                            count, align);
 801         if (start > mapping->bits) {
 802                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
 803                 return DMA_ERROR_CODE;
 804         }
 805
 806         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
 807         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
 808
 809         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
 810 }
 811
 812 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
 813                                dma_addr_t addr, size_t size)
 814 {
 815         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
 816                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
 817         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) +
 818                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
 819         unsigned long flags;
 820
 821         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
 822         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
 823         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
 824 }
 825
 826 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
 827 {
 828         struct page **pages;
 829         int count = size >> PAGE_SHIFT;
 830         int array_size = count * sizeof(struct page *);
 831         int i = 0;
 832
 833         if (array_size <= PAGE_SIZE)
 834                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
 835         else
 836                 pages = vzalloc(array_size);
 837         if (!pages)
 838                 return NULL;
 839
 840         while (count) {
 841                 int j, order = __ffs(count);
 842
 843                 pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, order);
 844                 while (!pages[i] && order)
 845                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, --order);
 846                 if (!pages[i])
 847                         goto error;
 848
 849                 if (order)
 850                         split_page(pages[i], order);
 851                 j = 1 << order;
 852                 while (--j)
 853                         pages[i + j] = pages[i] + j;
 854
 855                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
 856                 i += 1 << order;
 857                 count -= 1 << order;
 858         }
 859
 860         return pages;
 861 error:
 862         while (--i)
 863                 if (pages[i])
 864                         __free_pages(pages[i], 0);
 865         if (array_size < PAGE_SIZE)
 866                 kfree(pages);
 867         else
 868                 vfree(pages);
 869         return NULL;
 870 }
 871
 872 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
 873 {
 874         int count = size >> PAGE_SHIFT;
 875         int array_size = count * sizeof(struct page *);
 876         int i;
 877         for (i = 0; i < count; i++)
 878                 if (pages[i])
 879                         __free_pages(pages[i], 0);
 880         if (array_size < PAGE_SIZE)
 881                 kfree(pages);
 882         else
 883                 vfree(pages);
 884         return 0;
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Create a CPU mapping for a specified pages
 889  */
 890 static void *
 891 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot)
 892 {
 893         struct arm_vmregion *c;
 894         size_t align;
 895         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
 896         int bit;
 897
 898         if (!consistent_pte[0]) {
 899                 pr_err("%s: not initialised\n", __func__);
 900                 dump_stack();
 901                 return NULL;
 902         }
 903
 904         /*
 905          * Align the virtual region allocation - maximum alignment is
 906          * a section size, minimum is a page size.  This helps reduce
 907          * fragmentation of the DMA space, and also prevents allocations
 908          * smaller than a section from crossing a section boundary.
 909          */
 910         bit = fls(size - 1);
 911         if (bit > SECTION_SHIFT)
 912                 bit = SECTION_SHIFT;
 913         align = 1 << bit;
 914
 915         /*
 916          * Allocate a virtual address in the consistent mapping region.
 917          */
 918         c = arm_vmregion_alloc(&consistent_head, align, size,
 919                             gfp & ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM), NULL);
 920         if (c) {
 921                 pte_t *pte;
 922                 int idx = CONSISTENT_PTE_INDEX(c->vm_start);
 923                 int i = 0;
 924                 u32 off = CONSISTENT_OFFSET(c->vm_start) & (PTRS_PER_PTE-1);
 925
 926                 pte = consistent_pte[idx] + off;
 927                 c->priv = pages;
 928
 929                 do {
 930                         BUG_ON(!pte_none(*pte));
 931
 932                         set_pte_ext(pte, mk_pte(pages[i], prot), 0);
 933                         pte++;
 934                         off++;
 935                         i++;
 936                         if (off >= PTRS_PER_PTE) {
 937                                 off = 0;
 938                                 pte = consistent_pte[++idx];
 939                         }
 940                 } while (i < count);
 941
 942                 dsb();
 943
 944                 return (void *)c->vm_start;
 945         }
 946         return NULL;
 947 }
 948
 949 /*
 950  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
 951  */
 952 static dma_addr_t
 953 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
 954 {
 955         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
 956         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 957         dma_addr_t dma_addr, iova;
 958         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
 959
 960         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
 961         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
 962                 return dma_addr;
 963
 964         iova = dma_addr;
 965         for (i = 0; i < count; ) {
 966                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
 967                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
 968                 unsigned int len, j;
 969
 970                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
 971                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
 972                                 break;
 973
 974                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
 975                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
 976                 if (ret < 0)
 977                         goto fail;
 978                 iova += len;
 979                 i = j;
 980         }
 981         return dma_addr;
 982 fail:
 983         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
 984         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
 985         return DMA_ERROR_CODE;
 986 }
 987
 988 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
 989 {
 990         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
 991
 992         /*
 993          * add optional in-page offset from iova to size and align
 994          * result to page size
 995          */
 996         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
 997         iova &= PAGE_MASK;
 998
 999         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1000         __free_iova(mapping, iova, size);
1001         return 0;
1002 }
1003
1004 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1005             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1006 {
1007         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1008         struct page **pages;
1009         void *addr = NULL;
1010
1011         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1012         size = PAGE_ALIGN(size);
1013
1014         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp);
1015         if (!pages)
1016                 return NULL;
1017
1018         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1019         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1020                 goto err_buffer;
1021
1022         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot);
1023         if (!addr)
1024                 goto err_mapping;
1025
1026         return addr;
1027
1028 err_mapping:
1029         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1030 err_buffer:
1031         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1032         return NULL;
1033 }
1034
1035 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1036                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1037                     struct dma_attrs *attrs)
1038 {
1039         struct arm_vmregion *c;
1040
1041         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1042         c = arm_vmregion_find(&consistent_head, (unsigned long)cpu_addr);
1043
1044         if (c) {
1045                 struct page **pages = c->priv;
1046
1047                 unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1048                 unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1049                 int i = 0;
1050
1051                 do {
1052                         int ret;
1053
1054                         ret = vm_insert_page(vma, uaddr, pages[i++]);
1055                         if (ret) {
1056                                 pr_err("Remapping memory, error: %d\n", ret);
1057                                 return ret;
1058                         }
1059
1060                         uaddr += PAGE_SIZE;
1061                         usize -= PAGE_SIZE;
1062                 } while (usize > 0);
1063         }
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 /*
1068  * free a page as defined by the above mapping.
1069  * Must not be called with IRQs disabled.
1070  */
1071 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1072                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1073 {
1074         struct arm_vmregion *c;
1075         size = PAGE_ALIGN(size);
1076
1077         c = arm_vmregion_find(&consistent_head, (unsigned long)cpu_addr);
1078         if (c) {
1079                 struct page **pages = c->priv;
1080                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
1081                 __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1082                 __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1083         }
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1088  */
1089 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1090                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1091                           enum dma_data_direction dir)
1092 {
1093         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1094         dma_addr_t iova, iova_base;
1095         int ret = 0;
1096         unsigned int count;
1097         struct scatterlist *s;
1098
1099         size = PAGE_ALIGN(size);
1100         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1101
1102         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1103         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1104                 return -ENOMEM;
1105
1106         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1107                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1108                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1109
1110                 if (!arch_is_coherent())
1111                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1112
1113                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1114                 if (ret < 0)
1115                         goto fail;
1116                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1117                 iova += len;
1118         }
1119         *handle = iova_base;
1120
1121         return 0;
1122 fail:
1123         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1124         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1125         return ret;
1126 }
1127
1128 /**
1129  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1130  * @dev: valid struct device pointer
1131  * @sg: list of buffers
1132  * @nents: number of buffers to map
1133  * @dir: DMA transfer direction
1134  *
1135  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1136  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1137  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1138  * sg_dma_{address,length}.
1139  */
1140 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1141                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1142 {
1143         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1144         int i, count = 0;
1145         unsigned int offset = s->offset;
1146         unsigned int size = s->offset + s->length;
1147         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1148
1149         for (i = 1; i < nents; i++) {
1150                 s = sg_next(s);
1151
1152                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1153                 s->dma_length = 0;
1154
1155                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1156                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1157                             dir) < 0)
1158                                 goto bad_mapping;
1159
1160                         dma->dma_address += offset;
1161                         dma->dma_length = size - offset;
1162
1163                         size = offset = s->offset;
1164                         start = s;
1165                         dma = sg_next(dma);
1166                         count += 1;
1167                 }
1168                 size += s->length;
1169         }
1170         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir) < 0)
1171                 goto bad_mapping;
1172
1173         dma->dma_address += offset;
1174         dma->dma_length = size - offset;
1175
1176         return count+1;
1177
1178 bad_mapping:
1179         for_each_sg(sg, s, count, i)
1180                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /**
1185  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1186  * @dev: valid struct device pointer
1187  * @sg: list of buffers
1188  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1189  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1190  *
1191  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1192  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1193  */
1194 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1195                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1196 {
1197         struct scatterlist *s;
1198         int i;
1199
1200         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1201                 if (sg_dma_len(s))
1202                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1203                                                sg_dma_len(s));
1204                 if (!arch_is_coherent())
1205                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1206                                               s->length, dir);
1207         }
1208 }
1209
1210 /**
1211  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1212  * @dev: valid struct device pointer
1213  * @sg: list of buffers
1214  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1215  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1216  */
1217 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1218                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1219 {
1220         struct scatterlist *s;
1221         int i;
1222
1223         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1224                 if (!arch_is_coherent())
1225                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1226
1227 }
1228
1229 /**
1230  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1231  * @dev: valid struct device pointer
1232  * @sg: list of buffers
1233  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1234  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1235  */
1236 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1237                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1238 {
1239         struct scatterlist *s;
1240         int i;
1241
1242         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1243                 if (!arch_is_coherent())
1244                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1245 }
1246
1247
1248 /**
1249  * arm_iommu_map_page
1250  * @dev: valid struct device pointer
1251  * @page: page that buffer resides in
1252  * @offset: offset into page for start of buffer
1253  * @size: size of buffer to map
1254  * @dir: DMA transfer direction
1255  *
1256  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1257  */
1258 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1259              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1260              struct dma_attrs *attrs)
1261 {
1262         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1263         dma_addr_t dma_addr;
1264         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1265
1266         if (!arch_is_coherent())
1267                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1268
1269         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1270         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1271                 return dma_addr;
1272
1273         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, 0);
1274         if (ret < 0)
1275                 goto fail;
1276
1277         return dma_addr + offset;
1278 fail:
1279         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1280         return DMA_ERROR_CODE;
1281 }
1282
1283 /**
1284  * arm_iommu_unmap_page
1285  * @dev: valid struct device pointer
1286  * @handle: DMA address of buffer
1287  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1288  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1289  *
1290  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1291  */
1292 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1293                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1294                 struct dma_attrs *attrs)
1295 {
1296         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1297         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1298         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1299         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1300         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1301
1302         if (!iova)
1303                 return;
1304
1305         if (!arch_is_coherent())
1306                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1307
1308         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1309         __free_iova(mapping, iova, len);
1310 }
1311
1312 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1313                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1314 {
1315         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1316         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1317         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1318         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1319
1320         if (!iova)
1321                 return;
1322
1323         if (!arch_is_coherent())
1324                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1325 }
1326
1327 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1328                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1329 {
1330         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1331         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1332         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1333         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1334
1335         if (!iova)
1336                 return;
1337
1338         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1339 }
1340
1341 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1342         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1343         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1344         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1345
1346         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1347         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1348         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1349         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1350
1351         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1352         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1353         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1354         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1355 };
1356
1357 /**
1358  * arm_iommu_create_mapping
1359  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1360  * @base: start address of the valid IO address space
1361  * @size: size of the valid IO address space
1362  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
1363  *
1364  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1365  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1366  * mapping with IOMMU aware functions.
1367  *
1368  * The client device need to be attached to the mapping with
1369  * arm_iommu_attach_device function.
1370  */
1371 struct dma_iommu_mapping *
1372 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
1373                          int order)
1374 {
1375         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
1376         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
1377         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1378         int err = -ENOMEM;
1379
1380         if (!count)
1381                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1382
1383         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1384         if (!mapping)
1385                 goto err;
1386
1387         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1388         if (!mapping->bitmap)
1389                 goto err2;
1390
1391         mapping->base = base;
1392         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1393         mapping->order = order;
1394         spin_lock_init(&mapping->lock);
1395
1396         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1397         if (!mapping->domain)
1398                 goto err3;
1399
1400         kref_init(&mapping->kref);
1401         return mapping;
1402 err3:
1403         kfree(mapping->bitmap);
1404 err2:
1405         kfree(mapping);
1406 err:
1407         return ERR_PTR(err);
1408 }
1409
1410 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1411 {
1412         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1413                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1414
1415         iommu_domain_free(mapping->domain);
1416         kfree(mapping->bitmap);
1417         kfree(mapping);
1418 }
1419
1420 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1421 {
1422         if (mapping)
1423                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1424 }
1425
1426 /**
1427  * arm_iommu_attach_device
1428  * @dev: valid struct device pointer
1429  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1430  *      arm_iommu_create_mapping)
1431  *
1432  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
1433  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
1434  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
1435  * the same io address space mapping.
1436  */
1437 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1438                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
1439 {
1440         int err;
1441
1442         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1443         if (err)
1444                 return err;
1445
1446         kref_get(&mapping->kref);
1447         dev->archdata.mapping = mapping;
1448         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
1449
1450         pr_info("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1451         return 0;
1452 }
1453
1454 #endif