9a21284a6ac45ed7b40a4b37b0d0672a716dd28e
[profile/ivi/kernel-x86-ivi.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/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/dma-contiguous.h>
21 #include <linux/highmem.h>
22 #include <linux/memblock.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/iommu.h>
25 #include <linux/io.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27 #include <linux/sizes.h>
28
29 #include <asm/memory.h>
30 #include <asm/highmem.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/tlbflush.h>
33 #include <asm/mach/arch.h>
34 #include <asm/dma-iommu.h>
35 #include <asm/mach/map.h>
36 #include <asm/system_info.h>
37 #include <asm/dma-contiguous.h>
38
39 #include "mm.h"
40
41 /*
42  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
43  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
44  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
45  * represent the transitions between these two ownership states.
46  *
47  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
48  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
49  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
50  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
51  *
52  */
53 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
54                 size_t, enum dma_data_direction);
55 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
56                 size_t, enum dma_data_direction);
57
58 /**
59  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
60  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
61  * @page: page that buffer resides in
62  * @offset: offset into page for start of buffer
63  * @size: size of buffer to map
64  * @dir: DMA transfer direction
65  *
66  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
67  * or written back.
68  *
69  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
70  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
71  */
72 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
73              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
74              struct dma_attrs *attrs)
75 {
76         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
77                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
78         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
79 }
80
81 /**
82  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
83  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
84  * @handle: DMA address of buffer
85  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
86  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
87  *
88  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
89  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
90  * All other usages are undefined.
91  *
92  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
93  * whatever the device wrote there.
94  */
95 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
96                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
97                 struct dma_attrs *attrs)
98 {
99         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
100                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
101                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
102 }
103
104 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
105                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
106 {
107         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
108         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
109         if (!arch_is_coherent())
110                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
111 }
112
113 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
114                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
115 {
116         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
117         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
118         if (!arch_is_coherent())
119                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
120 }
121
122 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask);
123
124 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
125         .alloc                  = arm_dma_alloc,
126         .free                   = arm_dma_free,
127         .mmap                   = arm_dma_mmap,
128         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
129         .map_page               = arm_dma_map_page,
130         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
131         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
132         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
133         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
134         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
135         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
136         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
137         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
138 };
139 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
140
141 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
142 {
143         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
144
145         if (dev) {
146                 mask = dev->coherent_dma_mask;
147
148                 /*
149                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
150                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
151                  */
152                 if (mask == 0) {
153                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
154                         return 0;
155                 }
156
157                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
158                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
159                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
160                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
161                         return 0;
162                 }
163         }
164
165         return mask;
166 }
167
168 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
169 {
170         void *ptr;
171         /*
172          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
173          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
174          */
175         ptr = page_address(page);
176         if (ptr) {
177                 memset(ptr, 0, size);
178                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
179                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
180         }
181 }
182
183 /*
184  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
185  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
186  */
187 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
188 {
189         unsigned long order = get_order(size);
190         struct page *page, *p, *e;
191
192         page = alloc_pages(gfp, order);
193         if (!page)
194                 return NULL;
195
196         /*
197          * Now split the huge page and free the excess pages
198          */
199         split_page(page, order);
200         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
201                 __free_page(p);
202
203         __dma_clear_buffer(page, size);
204
205         return page;
206 }
207
208 /*
209  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
210  */
211 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
212 {
213         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
214
215         while (page < e) {
216                 __free_page(page);
217                 page++;
218         }
219 }
220
221 #ifdef CONFIG_MMU
222 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
223 #error ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
224 #endif
225
226 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
227                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page);
228
229 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
230                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
231                                  const void *caller);
232
233 static void *
234 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
235         const void *caller)
236 {
237         struct vm_struct *area;
238         unsigned long addr;
239
240         /*
241          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
242          * set VM_USERMAP flags too.
243          */
244         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
245                                   caller);
246         if (!area)
247                 return NULL;
248         addr = (unsigned long)area->addr;
249         area->phys_addr = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
250
251         if (ioremap_page_range(addr, addr + size, area->phys_addr, prot)) {
252                 vunmap((void *)addr);
253                 return NULL;
254         }
255         return (void *)addr;
256 }
257
258 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
259 {
260         unsigned int flags = VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP;
261         struct vm_struct *area = find_vm_area(cpu_addr);
262         if (!area || (area->flags & flags) != flags) {
263                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
264                 return;
265         }
266         unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
267         vunmap(cpu_addr);
268 }
269
270 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
271
272 struct dma_pool {
273         size_t size;
274         spinlock_t lock;
275         unsigned long *bitmap;
276         unsigned long nr_pages;
277         void *vaddr;
278         struct page **pages;
279 };
280
281 static struct dma_pool atomic_pool = {
282         .size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE,
283 };
284
285 static int __init early_coherent_pool(char *p)
286 {
287         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
288         return 0;
289 }
290 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
291
292 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
293 {
294         /*
295          * Catch any attempt to set the pool size too late.
296          */
297         BUG_ON(atomic_pool.vaddr);
298
299         /*
300          * Set architecture specific coherent pool size only if
301          * it has not been changed by kernel command line parameter.
302          */
303         if (atomic_pool.size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
304                 atomic_pool.size = size;
305 }
306
307 /*
308  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
309  */
310 static int __init atomic_pool_init(void)
311 {
312         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
313         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(pgprot_kernel);
314         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
315         unsigned long *bitmap;
316         struct page *page;
317         struct page **pages;
318         void *ptr;
319         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
320
321         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
322         if (!bitmap)
323                 goto no_bitmap;
324
325         pages = kzalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
326         if (!pages)
327                 goto no_pages;
328
329         if (IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
330                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page);
331         else
332                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, GFP_KERNEL, prot,
333                                            &page, NULL);
334         if (ptr) {
335                 int i;
336
337                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
338                         pages[i] = page + i;
339
340                 spin_lock_init(&pool->lock);
341                 pool->vaddr = ptr;
342                 pool->pages = pages;
343                 pool->bitmap = bitmap;
344                 pool->nr_pages = nr_pages;
345                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
346                        (unsigned)pool->size / 1024);
347                 return 0;
348         }
349 no_pages:
350         kfree(bitmap);
351 no_bitmap:
352         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
353                (unsigned)pool->size / 1024);
354         return -ENOMEM;
355 }
356 /*
357  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
358  */
359 postcore_initcall(atomic_pool_init);
360
361 struct dma_contig_early_reserve {
362         phys_addr_t base;
363         unsigned long size;
364 };
365
366 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
367
368 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
369
370 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
371 {
372         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
373         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
374         dma_mmu_remap_num++;
375 }
376
377 void __init dma_contiguous_remap(void)
378 {
379         int i;
380         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
381                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
382                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
383                 struct map_desc map;
384                 unsigned long addr;
385
386                 if (end > arm_lowmem_limit)
387                         end = arm_lowmem_limit;
388                 if (start >= end)
389                         continue;
390
391                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
392                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
393                 map.length = end - start;
394                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
395
396                 /*
397                  * Clear previous low-memory mapping
398                  */
399                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
400                      addr += PMD_SIZE)
401                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
402
403                 iotable_init(&map, 1);
404         }
405 }
406
407 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
408                             void *data)
409 {
410         struct page *page = virt_to_page(addr);
411         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
412
413         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
414         return 0;
415 }
416
417 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
418 {
419         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
420         unsigned end = start + size;
421
422         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
423         dsb();
424         flush_tlb_kernel_range(start, end);
425 }
426
427 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
428                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
429                                  const void *caller)
430 {
431         struct page *page;
432         void *ptr;
433         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
434         if (!page)
435                 return NULL;
436
437         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
438         if (!ptr) {
439                 __dma_free_buffer(page, size);
440                 return NULL;
441         }
442
443         *ret_page = page;
444         return ptr;
445 }
446
447 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
448 {
449         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
450         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
451         unsigned int pageno;
452         unsigned long flags;
453         void *ptr = NULL;
454         unsigned long align_mask;
455
456         if (!pool->vaddr) {
457                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
458                 return NULL;
459         }
460
461         /*
462          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
463          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
464          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
465          */
466         align_mask = (1 << get_order(size)) - 1;
467
468         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
469         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
470                                             0, count, align_mask);
471         if (pageno < pool->nr_pages) {
472                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
473                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
474                 *ret_page = pool->pages[pageno];
475         } else {
476                 pr_err_once("ERROR: %u KiB atomic DMA coherent pool is too small!\n"
477                             "Please increase it with coherent_pool= kernel parameter!\n",
478                             (unsigned)pool->size / 1024);
479         }
480         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
481
482         return ptr;
483 }
484
485 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
486 {
487         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
488         unsigned long pageno, count;
489         unsigned long flags;
490
491         if (start < pool->vaddr || start > pool->vaddr + pool->size)
492                 return 0;
493
494         if (start + size > pool->vaddr + pool->size) {
495                 WARN(1, "freeing wrong coherent size from pool\n");
496                 return 0;
497         }
498
499         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
500         count = size >> PAGE_SHIFT;
501
502         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
503         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
504         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
505
506         return 1;
507 }
508
509 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
510                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page)
511 {
512         unsigned long order = get_order(size);
513         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
514         struct page *page;
515
516         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
517         if (!page)
518                 return NULL;
519
520         __dma_clear_buffer(page, size);
521         __dma_remap(page, size, prot);
522
523         *ret_page = page;
524         return page_address(page);
525 }
526
527 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
528                                    size_t size)
529 {
530         __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
531         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
532 }
533
534 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
535 {
536         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
537                             pgprot_writecombine(prot) :
538                             pgprot_dmacoherent(prot);
539         return prot;
540 }
541
542 #define nommu() 0
543
544 #else   /* !CONFIG_MMU */
545
546 #define nommu() 1
547
548 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
549 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
550 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
551 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret)           NULL
552 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
553 #define __free_from_contiguous(dev, page, size)                 do { } while (0)
554 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
555
556 #endif  /* CONFIG_MMU */
557
558 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
559                                    struct page **ret_page)
560 {
561         struct page *page;
562         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
563         if (!page)
564                 return NULL;
565
566         *ret_page = page;
567         return page_address(page);
568 }
569
570
571
572 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
573                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, const void *caller)
574 {
575         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
576         struct page *page;
577         void *addr;
578
579 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
580         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
581         if (limit && size >= limit) {
582                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
583                         size, mask);
584                 return NULL;
585         }
586 #endif
587
588         if (!mask)
589                 return NULL;
590
591         if (mask < 0xffffffffULL)
592                 gfp |= GFP_DMA;
593
594         /*
595          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
596          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
597          * handle them.  The real problem is that this flag probably
598          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
599          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
600          */
601         gfp &= ~(__GFP_COMP);
602
603         *handle = DMA_ERROR_CODE;
604         size = PAGE_ALIGN(size);
605
606         if (arch_is_coherent() || nommu())
607                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
608         else if (gfp & GFP_ATOMIC)
609                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
610         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA))
611                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
612         else
613                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page);
614
615         if (addr)
616                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
617
618         return addr;
619 }
620
621 /*
622  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
623  * virtual and bus address for that space.
624  */
625 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
626                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
627 {
628         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
629         void *memory;
630
631         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
632                 return memory;
633
634         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot,
635                            __builtin_return_address(0));
636 }
637
638 /*
639  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
640  */
641 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
642                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
643                  struct dma_attrs *attrs)
644 {
645         int ret = -ENXIO;
646 #ifdef CONFIG_MMU
647         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
648         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
649         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
650         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
651
652         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
653
654         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
655                 return ret;
656
657         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
658                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
659                                       pfn + off,
660                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
661                                       vma->vm_page_prot);
662         }
663 #endif  /* CONFIG_MMU */
664
665         return ret;
666 }
667
668 /*
669  * Free a buffer as defined by the above mapping.
670  */
671 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
672                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
673 {
674         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
675
676         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
677                 return;
678
679         size = PAGE_ALIGN(size);
680
681         if (arch_is_coherent() || nommu()) {
682                 __dma_free_buffer(page, size);
683         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
684                 return;
685         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_CMA)) {
686                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
687                 __dma_free_buffer(page, size);
688         } else {
689                 /*
690                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
691                  */
692                 WARN_ON(irqs_disabled());
693                 __free_from_contiguous(dev, page, size);
694         }
695 }
696
697 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
698                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
699                  struct dma_attrs *attrs)
700 {
701         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
702         int ret;
703
704         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
705         if (unlikely(ret))
706                 return ret;
707
708         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
709         return 0;
710 }
711
712 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
713         size_t size, enum dma_data_direction dir,
714         void (*op)(const void *, size_t, int))
715 {
716         /*
717          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
718          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
719          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
720          * optimized out.
721          */
722         size_t left = size;
723         do {
724                 size_t len = left;
725                 void *vaddr;
726
727                 if (PageHighMem(page)) {
728                         if (len + offset > PAGE_SIZE) {
729                                 if (offset >= PAGE_SIZE) {
730                                         page += offset / PAGE_SIZE;
731                                         offset %= PAGE_SIZE;
732                                 }
733                                 len = PAGE_SIZE - offset;
734                         }
735                         vaddr = kmap_high_get(page);
736                         if (vaddr) {
737                                 vaddr += offset;
738                                 op(vaddr, len, dir);
739                                 kunmap_high(page);
740                         } else if (cache_is_vipt()) {
741                                 /* unmapped pages might still be cached */
742                                 vaddr = kmap_atomic(page);
743                                 op(vaddr + offset, len, dir);
744                                 kunmap_atomic(vaddr);
745                         }
746                 } else {
747                         vaddr = page_address(page) + offset;
748                         op(vaddr, len, dir);
749                 }
750                 offset = 0;
751                 page++;
752                 left -= len;
753         } while (left);
754 }
755
756 /*
757  * Make an area consistent for devices.
758  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
759  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
760  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
761  */
762 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
763         size_t size, enum dma_data_direction dir)
764 {
765         unsigned long paddr;
766
767         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
768
769         paddr = page_to_phys(page) + off;
770         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
771                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
772         } else {
773                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
774         }
775         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
776 }
777
778 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
779         size_t size, enum dma_data_direction dir)
780 {
781         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
782
783         /* FIXME: non-speculating: not required */
784         /* don't bother invalidating if DMA to device */
785         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
786                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
787
788         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
789
790         /*
791          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
792          */
793         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
794                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
795 }
796
797 /**
798  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
799  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
800  * @sg: list of buffers
801  * @nents: number of buffers to map
802  * @dir: DMA transfer direction
803  *
804  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
805  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
806  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
807  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
808  * sg_dma_{address,length}.
809  *
810  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
811  * here.
812  */
813 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
814                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
815 {
816         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
817         struct scatterlist *s;
818         int i, j;
819
820         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
821 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
822                 s->dma_length = s->length;
823 #endif
824                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
825                                                 s->length, dir, attrs);
826                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
827                         goto bad_mapping;
828         }
829         return nents;
830
831  bad_mapping:
832         for_each_sg(sg, s, i, j)
833                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
834         return 0;
835 }
836
837 /**
838  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
839  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
840  * @sg: list of buffers
841  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
842  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
843  *
844  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
845  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
846  */
847 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
848                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
849 {
850         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
851         struct scatterlist *s;
852
853         int i;
854
855         for_each_sg(sg, s, nents, i)
856                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
857 }
858
859 /**
860  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
861  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
862  * @sg: list of buffers
863  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
864  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
865  */
866 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
867                         int nents, enum dma_data_direction dir)
868 {
869         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
870         struct scatterlist *s;
871         int i;
872
873         for_each_sg(sg, s, nents, i)
874                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
875                                          dir);
876 }
877
878 /**
879  * arm_dma_sync_sg_for_device
880  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
881  * @sg: list of buffers
882  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
883  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
884  */
885 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
886                         int nents, enum dma_data_direction dir)
887 {
888         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
889         struct scatterlist *s;
890         int i;
891
892         for_each_sg(sg, s, nents, i)
893                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
894                                             dir);
895 }
896
897 /*
898  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
899  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
900  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
901  * to this function.
902  */
903 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
904 {
905         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
906                 return 0;
907         return 1;
908 }
909 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
910
911 static int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
912 {
913         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
914                 return -EIO;
915
916         *dev->dma_mask = dma_mask;
917
918         return 0;
919 }
920
921 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
922
923 static int __init dma_debug_do_init(void)
924 {
925         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
926         return 0;
927 }
928 fs_initcall(dma_debug_do_init);
929
930 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
931
932 /* IOMMU */
933
934 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
935                                       size_t size)
936 {
937         unsigned int order = get_order(size);
938         unsigned int align = 0;
939         unsigned int count, start;
940         unsigned long flags;
941
942         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) +
943                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
944
945         if (order > mapping->order)
946                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
947
948         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
949         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
950                                            count, align);
951         if (start > mapping->bits) {
952                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
953                 return DMA_ERROR_CODE;
954         }
955
956         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
957         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
958
959         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
960 }
961
962 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
963                                dma_addr_t addr, size_t size)
964 {
965         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
966                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
967         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) +
968                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
969         unsigned long flags;
970
971         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
972         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
973         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
974 }
975
976 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
977 {
978         struct page **pages;
979         int count = size >> PAGE_SHIFT;
980         int array_size = count * sizeof(struct page *);
981         int i = 0;
982
983         if (array_size <= PAGE_SIZE)
984                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
985         else
986                 pages = vzalloc(array_size);
987         if (!pages)
988                 return NULL;
989
990         while (count) {
991                 int j, order = __fls(count);
992
993                 pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, order);
994                 while (!pages[i] && order)
995                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NOWARN, --order);
996                 if (!pages[i])
997                         goto error;
998
999                 if (order)
1000                         split_page(pages[i], order);
1001                 j = 1 << order;
1002                 while (--j)
1003                         pages[i + j] = pages[i] + j;
1004
1005                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1006                 i += 1 << order;
1007                 count -= 1 << order;
1008         }
1009
1010         return pages;
1011 error:
1012         while (i--)
1013                 if (pages[i])
1014                         __free_pages(pages[i], 0);
1015         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1016                 kfree(pages);
1017         else
1018                 vfree(pages);
1019         return NULL;
1020 }
1021
1022 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1023 {
1024         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1025         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1026         int i;
1027         for (i = 0; i < count; i++)
1028                 if (pages[i])
1029                         __free_pages(pages[i], 0);
1030         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1031                 kfree(pages);
1032         else
1033                 vfree(pages);
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Create a CPU mapping for a specified pages
1039  */
1040 static void *
1041 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1042                     const void *caller)
1043 {
1044         unsigned int i, nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1045         struct vm_struct *area;
1046         unsigned long p;
1047
1048         area = get_vm_area_caller(size, VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
1049                                   caller);
1050         if (!area)
1051                 return NULL;
1052
1053         area->pages = pages;
1054         area->nr_pages = nr_pages;
1055         p = (unsigned long)area->addr;
1056
1057         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1058                 phys_addr_t phys = __pfn_to_phys(page_to_pfn(pages[i]));
1059                 if (ioremap_page_range(p, p + PAGE_SIZE, phys, prot))
1060                         goto err;
1061                 p += PAGE_SIZE;
1062         }
1063         return area->addr;
1064 err:
1065         unmap_kernel_range((unsigned long)area->addr, size);
1066         vunmap(area->addr);
1067         return NULL;
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1072  */
1073 static dma_addr_t
1074 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1075 {
1076         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1077         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1078         dma_addr_t dma_addr, iova;
1079         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1080
1081         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1082         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1083                 return dma_addr;
1084
1085         iova = dma_addr;
1086         for (i = 0; i < count; ) {
1087                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1088                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1089                 unsigned int len, j;
1090
1091                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1092                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1093                                 break;
1094
1095                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1096                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1097                 if (ret < 0)
1098                         goto fail;
1099                 iova += len;
1100                 i = j;
1101         }
1102         return dma_addr;
1103 fail:
1104         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1105         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1106         return DMA_ERROR_CODE;
1107 }
1108
1109 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1110 {
1111         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1112
1113         /*
1114          * add optional in-page offset from iova to size and align
1115          * result to page size
1116          */
1117         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1118         iova &= PAGE_MASK;
1119
1120         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1121         __free_iova(mapping, iova, size);
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1126 {
1127         struct vm_struct *area;
1128
1129         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1130                 return cpu_addr;
1131
1132         area = find_vm_area(cpu_addr);
1133         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1134                 return area->pages;
1135         return NULL;
1136 }
1137
1138 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1139             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1140 {
1141         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1142         struct page **pages;
1143         void *addr = NULL;
1144
1145         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1146         size = PAGE_ALIGN(size);
1147
1148         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp);
1149         if (!pages)
1150                 return NULL;
1151
1152         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1153         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1154                 goto err_buffer;
1155
1156         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1157                 return pages;
1158
1159         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1160                                    __builtin_return_address(0));
1161         if (!addr)
1162                 goto err_mapping;
1163
1164         return addr;
1165
1166 err_mapping:
1167         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1168 err_buffer:
1169         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1170         return NULL;
1171 }
1172
1173 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1174                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1175                     struct dma_attrs *attrs)
1176 {
1177         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1178         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1179         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1180
1181         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1182
1183         if (!pages)
1184                 return -ENXIO;
1185
1186         do {
1187                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1188                 if (ret) {
1189                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1190                         return ret;
1191                 }
1192                 uaddr += PAGE_SIZE;
1193                 usize -= PAGE_SIZE;
1194         } while (usize > 0);
1195
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * free a page as defined by the above mapping.
1201  * Must not be called with IRQs disabled.
1202  */
1203 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1204                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1205 {
1206         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1207         size = PAGE_ALIGN(size);
1208
1209         if (!pages) {
1210                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1211                 return;
1212         }
1213
1214         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1215                 unmap_kernel_range((unsigned long)cpu_addr, size);
1216                 vunmap(cpu_addr);
1217         }
1218
1219         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1220         __iommu_free_buffer(dev, pages, size);
1221 }
1222
1223 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1224                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1225                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1226 {
1227         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1228         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1229
1230         if (!pages)
1231                 return -ENXIO;
1232
1233         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1234                                          GFP_KERNEL);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1239  */
1240 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1241                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1242                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1243 {
1244         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1245         dma_addr_t iova, iova_base;
1246         int ret = 0;
1247         unsigned int count;
1248         struct scatterlist *s;
1249
1250         size = PAGE_ALIGN(size);
1251         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1252
1253         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1254         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1255                 return -ENOMEM;
1256
1257         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1258                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1259                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1260
1261                 if (!arch_is_coherent() &&
1262                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1263                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1264
1265                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1266                 if (ret < 0)
1267                         goto fail;
1268                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1269                 iova += len;
1270         }
1271         *handle = iova_base;
1272
1273         return 0;
1274 fail:
1275         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1276         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1277         return ret;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1282  * @dev: valid struct device pointer
1283  * @sg: list of buffers
1284  * @nents: number of buffers to map
1285  * @dir: DMA transfer direction
1286  *
1287  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1288  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1289  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1290  * sg_dma_{address,length}.
1291  */
1292 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1293                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1294 {
1295         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1296         int i, count = 0;
1297         unsigned int offset = s->offset;
1298         unsigned int size = s->offset + s->length;
1299         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1300
1301         for (i = 1; i < nents; i++) {
1302                 s = sg_next(s);
1303
1304                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1305                 s->dma_length = 0;
1306
1307                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1308                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1309                             dir, attrs) < 0)
1310                                 goto bad_mapping;
1311
1312                         dma->dma_address += offset;
1313                         dma->dma_length = size - offset;
1314
1315                         size = offset = s->offset;
1316                         start = s;
1317                         dma = sg_next(dma);
1318                         count += 1;
1319                 }
1320                 size += s->length;
1321         }
1322         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs) < 0)
1323                 goto bad_mapping;
1324
1325         dma->dma_address += offset;
1326         dma->dma_length = size - offset;
1327
1328         return count+1;
1329
1330 bad_mapping:
1331         for_each_sg(sg, s, count, i)
1332                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1333         return 0;
1334 }
1335
1336 /**
1337  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1338  * @dev: valid struct device pointer
1339  * @sg: list of buffers
1340  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1341  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1342  *
1343  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1344  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1345  */
1346 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1347                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1348 {
1349         struct scatterlist *s;
1350         int i;
1351
1352         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1353                 if (sg_dma_len(s))
1354                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1355                                                sg_dma_len(s));
1356                 if (!arch_is_coherent() &&
1357                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1358                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1359                                               s->length, dir);
1360         }
1361 }
1362
1363 /**
1364  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1365  * @dev: valid struct device pointer
1366  * @sg: list of buffers
1367  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1368  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1369  */
1370 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1371                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1372 {
1373         struct scatterlist *s;
1374         int i;
1375
1376         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1377                 if (!arch_is_coherent())
1378                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1379
1380 }
1381
1382 /**
1383  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1384  * @dev: valid struct device pointer
1385  * @sg: list of buffers
1386  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1387  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1388  */
1389 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1390                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1391 {
1392         struct scatterlist *s;
1393         int i;
1394
1395         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1396                 if (!arch_is_coherent())
1397                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1398 }
1399
1400
1401 /**
1402  * arm_iommu_map_page
1403  * @dev: valid struct device pointer
1404  * @page: page that buffer resides in
1405  * @offset: offset into page for start of buffer
1406  * @size: size of buffer to map
1407  * @dir: DMA transfer direction
1408  *
1409  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1410  */
1411 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1412              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1413              struct dma_attrs *attrs)
1414 {
1415         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1416         dma_addr_t dma_addr;
1417         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1418
1419         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1420                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1421
1422         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1423         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1424                 return dma_addr;
1425
1426         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, 0);
1427         if (ret < 0)
1428                 goto fail;
1429
1430         return dma_addr + offset;
1431 fail:
1432         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1433         return DMA_ERROR_CODE;
1434 }
1435
1436 /**
1437  * arm_iommu_unmap_page
1438  * @dev: valid struct device pointer
1439  * @handle: DMA address of buffer
1440  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1441  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1442  *
1443  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1444  */
1445 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1446                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1447                 struct dma_attrs *attrs)
1448 {
1449         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1450         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1451         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1452         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1453         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1454
1455         if (!iova)
1456                 return;
1457
1458         if (!arch_is_coherent() && !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1459                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1460
1461         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1462         __free_iova(mapping, iova, len);
1463 }
1464
1465 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1466                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1467 {
1468         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1469         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1470         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1471         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1472
1473         if (!iova)
1474                 return;
1475
1476         if (!arch_is_coherent())
1477                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1478 }
1479
1480 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1481                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1482 {
1483         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1484         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1485         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1486         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1487
1488         if (!iova)
1489                 return;
1490
1491         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1492 }
1493
1494 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1495         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1496         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1497         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1498         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1499
1500         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1501         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1502         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1503         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1504
1505         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1506         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1507         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1508         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1509 };
1510
1511 /**
1512  * arm_iommu_create_mapping
1513  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1514  * @base: start address of the valid IO address space
1515  * @size: size of the valid IO address space
1516  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
1517  *
1518  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1519  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1520  * mapping with IOMMU aware functions.
1521  *
1522  * The client device need to be attached to the mapping with
1523  * arm_iommu_attach_device function.
1524  */
1525 struct dma_iommu_mapping *
1526 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
1527                          int order)
1528 {
1529         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
1530         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
1531         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1532         int err = -ENOMEM;
1533
1534         if (!count)
1535                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1536
1537         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1538         if (!mapping)
1539                 goto err;
1540
1541         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1542         if (!mapping->bitmap)
1543                 goto err2;
1544
1545         mapping->base = base;
1546         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1547         mapping->order = order;
1548         spin_lock_init(&mapping->lock);
1549
1550         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1551         if (!mapping->domain)
1552                 goto err3;
1553
1554         kref_init(&mapping->kref);
1555         return mapping;
1556 err3:
1557         kfree(mapping->bitmap);
1558 err2:
1559         kfree(mapping);
1560 err:
1561         return ERR_PTR(err);
1562 }
1563
1564 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1565 {
1566         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1567                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1568
1569         iommu_domain_free(mapping->domain);
1570         kfree(mapping->bitmap);
1571         kfree(mapping);
1572 }
1573
1574 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1575 {
1576         if (mapping)
1577                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1578 }
1579
1580 /**
1581  * arm_iommu_attach_device
1582  * @dev: valid struct device pointer
1583  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1584  *      arm_iommu_create_mapping)
1585  *
1586  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
1587  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
1588  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
1589  * the same io address space mapping.
1590  */
1591 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1592                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
1593 {
1594         int err;
1595
1596         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1597         if (err)
1598                 return err;
1599
1600         kref_get(&mapping->kref);
1601         dev->archdata.mapping = mapping;
1602         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
1603
1604         pr_info("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 #endif