Merge remote-tracking branches 'regulator/fix/88pm800', 'regulator/fix/max8973',...
[linux-drm-fsl-dcu.git] / arch / arm / mm / dma-mapping.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/dma-mapping.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2000-2004 Russell King
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  *
10  *  DMA uncached mapping support.
11  */
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/genalloc.h>
16 #include <linux/gfp.h>
17 #include <linux/errno.h>
18 #include <linux/list.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/device.h>
21 #include <linux/dma-mapping.h>
22 #include <linux/dma-contiguous.h>
23 #include <linux/highmem.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/iommu.h>
27 #include <linux/io.h>
28 #include <linux/vmalloc.h>
29 #include <linux/sizes.h>
30 #include <linux/cma.h>
31
32 #include <asm/memory.h>
33 #include <asm/highmem.h>
34 #include <asm/cacheflush.h>
35 #include <asm/tlbflush.h>
36 #include <asm/mach/arch.h>
37 #include <asm/dma-iommu.h>
38 #include <asm/mach/map.h>
39 #include <asm/system_info.h>
40 #include <asm/dma-contiguous.h>
41
42 #include "mm.h"
43
44 /*
45  * The DMA API is built upon the notion of "buffer ownership".  A buffer
46  * is either exclusively owned by the CPU (and therefore may be accessed
47  * by it) or exclusively owned by the DMA device.  These helper functions
48  * represent the transitions between these two ownership states.
49  *
50  * Note, however, that on later ARMs, this notion does not work due to
51  * speculative prefetches.  We model our approach on the assumption that
52  * the CPU does do speculative prefetches, which means we clean caches
53  * before transfers and delay cache invalidation until transfer completion.
54  *
55  */
56 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *, unsigned long,
57                 size_t, enum dma_data_direction);
58 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *, unsigned long,
59                 size_t, enum dma_data_direction);
60
61 /**
62  * arm_dma_map_page - map a portion of a page for streaming DMA
63  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
64  * @page: page that buffer resides in
65  * @offset: offset into page for start of buffer
66  * @size: size of buffer to map
67  * @dir: DMA transfer direction
68  *
69  * Ensure that any data held in the cache is appropriately discarded
70  * or written back.
71  *
72  * The device owns this memory once this call has completed.  The CPU
73  * can regain ownership by calling dma_unmap_page().
74  */
75 static dma_addr_t arm_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
76              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
77              struct dma_attrs *attrs)
78 {
79         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
80                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
81         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
82 }
83
84 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
85              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
86              struct dma_attrs *attrs)
87 {
88         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
89 }
90
91 /**
92  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
93  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
94  * @handle: DMA address of buffer
95  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
96  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
97  *
98  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
99  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
100  * All other usages are undefined.
101  *
102  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
103  * whatever the device wrote there.
104  */
105 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
106                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
107                 struct dma_attrs *attrs)
108 {
109         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
110                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
111                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
112 }
113
114 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
115                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
116 {
117         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
118         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
119         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
120 }
121
122 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
123                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
124 {
125         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
126         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
127         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
128 }
129
130 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
131         .alloc                  = arm_dma_alloc,
132         .free                   = arm_dma_free,
133         .mmap                   = arm_dma_mmap,
134         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
135         .map_page               = arm_dma_map_page,
136         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
137         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
138         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
139         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
140         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
141         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
142         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
143         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
144 };
145 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
146
147 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
148         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
149 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
150                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
151 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
152                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
153                  struct dma_attrs *attrs);
154
155 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
156         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
157         .free                   = arm_coherent_dma_free,
158         .mmap                   = arm_coherent_dma_mmap,
159         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
160         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
161         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
162         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
163 };
164 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
165
166 static int __dma_supported(struct device *dev, u64 mask, bool warn)
167 {
168         unsigned long max_dma_pfn;
169
170         /*
171          * If the mask allows for more memory than we can address,
172          * and we actually have that much memory, then we must
173          * indicate that DMA to this device is not supported.
174          */
175         if (sizeof(mask) != sizeof(dma_addr_t) &&
176             mask > (dma_addr_t)~0 &&
177             dma_to_pfn(dev, ~0) < max_pfn - 1) {
178                 if (warn) {
179                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx is larger than dma_addr_t allows\n",
180                                  mask);
181                         dev_warn(dev, "Driver did not use or check the return value from dma_set_coherent_mask()?\n");
182                 }
183                 return 0;
184         }
185
186         max_dma_pfn = min(max_pfn, arm_dma_pfn_limit);
187
188         /*
189          * Translate the device's DMA mask to a PFN limit.  This
190          * PFN number includes the page which we can DMA to.
191          */
192         if (dma_to_pfn(dev, mask) < max_dma_pfn) {
193                 if (warn)
194                         dev_warn(dev, "Coherent DMA mask %#llx (pfn %#lx-%#lx) covers a smaller range of system memory than the DMA zone pfn 0x0-%#lx\n",
195                                  mask,
196                                  dma_to_pfn(dev, 0), dma_to_pfn(dev, mask) + 1,
197                                  max_dma_pfn + 1);
198                 return 0;
199         }
200
201         return 1;
202 }
203
204 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
205 {
206         u64 mask = (u64)DMA_BIT_MASK(32);
207
208         if (dev) {
209                 mask = dev->coherent_dma_mask;
210
211                 /*
212                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
213                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
214                  */
215                 if (mask == 0) {
216                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
217                         return 0;
218                 }
219
220                 if (!__dma_supported(dev, mask, true))
221                         return 0;
222         }
223
224         return mask;
225 }
226
227 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
228 {
229         /*
230          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
231          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
232          */
233         if (PageHighMem(page)) {
234                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
235                 phys_addr_t end = base + size;
236                 while (size > 0) {
237                         void *ptr = kmap_atomic(page);
238                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
239                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
240                         kunmap_atomic(ptr);
241                         page++;
242                         size -= PAGE_SIZE;
243                 }
244                 outer_flush_range(base, end);
245         } else {
246                 void *ptr = page_address(page);
247                 memset(ptr, 0, size);
248                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
249                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
250         }
251 }
252
253 /*
254  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
255  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
256  */
257 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
258 {
259         unsigned long order = get_order(size);
260         struct page *page, *p, *e;
261
262         page = alloc_pages(gfp, order);
263         if (!page)
264                 return NULL;
265
266         /*
267          * Now split the huge page and free the excess pages
268          */
269         split_page(page, order);
270         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
271                 __free_page(p);
272
273         __dma_clear_buffer(page, size);
274
275         return page;
276 }
277
278 /*
279  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
280  */
281 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
282 {
283         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
284
285         while (page < e) {
286                 __free_page(page);
287                 page++;
288         }
289 }
290
291 #ifdef CONFIG_MMU
292
293 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
294                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
295                                      const void *caller, bool want_vaddr);
296
297 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
298                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
299                                  const void *caller, bool want_vaddr);
300
301 static void *
302 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
303         const void *caller)
304 {
305         /*
306          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
307          * set VM_USERMAP flags too.
308          */
309         return dma_common_contiguous_remap(page, size,
310                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
311                         prot, caller);
312 }
313
314 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
315 {
316         dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
317                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
318 }
319
320 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
321 static struct gen_pool *atomic_pool;
322
323 static size_t atomic_pool_size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE;
324
325 static int __init early_coherent_pool(char *p)
326 {
327         atomic_pool_size = memparse(p, &p);
328         return 0;
329 }
330 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
331
332 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
333 {
334         /*
335          * Catch any attempt to set the pool size too late.
336          */
337         BUG_ON(atomic_pool);
338
339         /*
340          * Set architecture specific coherent pool size only if
341          * it has not been changed by kernel command line parameter.
342          */
343         if (atomic_pool_size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
344                 atomic_pool_size = size;
345 }
346
347 /*
348  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
349  */
350 static int __init atomic_pool_init(void)
351 {
352         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(PAGE_KERNEL);
353         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
354         struct page *page;
355         void *ptr;
356
357         atomic_pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, -1);
358         if (!atomic_pool)
359                 goto out;
360
361         if (dev_get_cma_area(NULL))
362                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, atomic_pool_size, prot,
363                                               &page, atomic_pool_init, true);
364         else
365                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, atomic_pool_size, gfp, prot,
366                                            &page, atomic_pool_init, true);
367         if (ptr) {
368                 int ret;
369
370                 ret = gen_pool_add_virt(atomic_pool, (unsigned long)ptr,
371                                         page_to_phys(page),
372                                         atomic_pool_size, -1);
373                 if (ret)
374                         goto destroy_genpool;
375
376                 gen_pool_set_algo(atomic_pool,
377                                 gen_pool_first_fit_order_align,
378                                 (void *)PAGE_SHIFT);
379                 pr_info("DMA: preallocated %zd KiB pool for atomic coherent allocations\n",
380                        atomic_pool_size / 1024);
381                 return 0;
382         }
383
384 destroy_genpool:
385         gen_pool_destroy(atomic_pool);
386         atomic_pool = NULL;
387 out:
388         pr_err("DMA: failed to allocate %zx KiB pool for atomic coherent allocation\n",
389                atomic_pool_size / 1024);
390         return -ENOMEM;
391 }
392 /*
393  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
394  */
395 postcore_initcall(atomic_pool_init);
396
397 struct dma_contig_early_reserve {
398         phys_addr_t base;
399         unsigned long size;
400 };
401
402 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
403
404 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
405
406 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
407 {
408         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
409         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
410         dma_mmu_remap_num++;
411 }
412
413 void __init dma_contiguous_remap(void)
414 {
415         int i;
416         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
417                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
418                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
419                 struct map_desc map;
420                 unsigned long addr;
421
422                 if (end > arm_lowmem_limit)
423                         end = arm_lowmem_limit;
424                 if (start >= end)
425                         continue;
426
427                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
428                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
429                 map.length = end - start;
430                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
431
432                 /*
433                  * Clear previous low-memory mapping to ensure that the
434                  * TLB does not see any conflicting entries, then flush
435                  * the TLB of the old entries before creating new mappings.
436                  *
437                  * This ensures that any speculatively loaded TLB entries
438                  * (even though they may be rare) can not cause any problems,
439                  * and ensures that this code is architecturally compliant.
440                  */
441                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
442                      addr += PMD_SIZE)
443                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
444
445                 flush_tlb_kernel_range(__phys_to_virt(start),
446                                        __phys_to_virt(end));
447
448                 iotable_init(&map, 1);
449         }
450 }
451
452 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
453                             void *data)
454 {
455         struct page *page = virt_to_page(addr);
456         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
457
458         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
459         return 0;
460 }
461
462 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
463 {
464         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
465         unsigned end = start + size;
466
467         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
468         flush_tlb_kernel_range(start, end);
469 }
470
471 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
472                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
473                                  const void *caller, bool want_vaddr)
474 {
475         struct page *page;
476         void *ptr = NULL;
477         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
478         if (!page)
479                 return NULL;
480         if (!want_vaddr)
481                 goto out;
482
483         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
484         if (!ptr) {
485                 __dma_free_buffer(page, size);
486                 return NULL;
487         }
488
489  out:
490         *ret_page = page;
491         return ptr;
492 }
493
494 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
495 {
496         unsigned long val;
497         void *ptr = NULL;
498
499         if (!atomic_pool) {
500                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
501                 return NULL;
502         }
503
504         val = gen_pool_alloc(atomic_pool, size);
505         if (val) {
506                 phys_addr_t phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, val);
507
508                 *ret_page = phys_to_page(phys);
509                 ptr = (void *)val;
510         }
511
512         return ptr;
513 }
514
515 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
516 {
517         return addr_in_gen_pool(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
518 }
519
520 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
521 {
522         if (!__in_atomic_pool(start, size))
523                 return 0;
524
525         gen_pool_free(atomic_pool, (unsigned long)start, size);
526
527         return 1;
528 }
529
530 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
531                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
532                                      const void *caller, bool want_vaddr)
533 {
534         unsigned long order = get_order(size);
535         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
536         struct page *page;
537         void *ptr = NULL;
538
539         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
540         if (!page)
541                 return NULL;
542
543         __dma_clear_buffer(page, size);
544
545         if (!want_vaddr)
546                 goto out;
547
548         if (PageHighMem(page)) {
549                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
550                 if (!ptr) {
551                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
552                         return NULL;
553                 }
554         } else {
555                 __dma_remap(page, size, prot);
556                 ptr = page_address(page);
557         }
558
559  out:
560         *ret_page = page;
561         return ptr;
562 }
563
564 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
565                                    void *cpu_addr, size_t size, bool want_vaddr)
566 {
567         if (want_vaddr) {
568                 if (PageHighMem(page))
569                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
570                 else
571                         __dma_remap(page, size, PAGE_KERNEL);
572         }
573         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
574 }
575
576 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
577 {
578         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
579                             pgprot_writecombine(prot) :
580                             pgprot_dmacoherent(prot);
581         return prot;
582 }
583
584 #define nommu() 0
585
586 #else   /* !CONFIG_MMU */
587
588 #define nommu() 1
589
590 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)                           __pgprot(0)
591 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c, wv)  NULL
592 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
593 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c, wv)    NULL
594 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
595 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, wv)   do { } while (0)
596 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
597
598 #endif  /* CONFIG_MMU */
599
600 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
601                                    struct page **ret_page)
602 {
603         struct page *page;
604         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
605         if (!page)
606                 return NULL;
607
608         *ret_page = page;
609         return page_address(page);
610 }
611
612
613
614 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
615                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent,
616                          struct dma_attrs *attrs, const void *caller)
617 {
618         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
619         struct page *page = NULL;
620         void *addr;
621         bool want_vaddr;
622
623 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
624         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
625         if (limit && size >= limit) {
626                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
627                         size, mask);
628                 return NULL;
629         }
630 #endif
631
632         if (!mask)
633                 return NULL;
634
635         if (mask < 0xffffffffULL)
636                 gfp |= GFP_DMA;
637
638         /*
639          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
640          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
641          * handle them.  The real problem is that this flag probably
642          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
643          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
644          */
645         gfp &= ~(__GFP_COMP);
646
647         *handle = DMA_ERROR_CODE;
648         size = PAGE_ALIGN(size);
649         want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
650
651         if (is_coherent || nommu())
652                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
653         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
654                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
655         else if (!dev_get_cma_area(dev))
656                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller, want_vaddr);
657         else
658                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, caller, want_vaddr);
659
660         if (page)
661                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
662
663         return want_vaddr ? addr : page;
664 }
665
666 /*
667  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
668  * virtual and bus address for that space.
669  */
670 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
671                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
672 {
673         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
674         void *memory;
675
676         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
677                 return memory;
678
679         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
680                            attrs, __builtin_return_address(0));
681 }
682
683 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
684         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
685 {
686         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
687         void *memory;
688
689         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
690                 return memory;
691
692         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, true,
693                            attrs, __builtin_return_address(0));
694 }
695
696 static int __arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
697                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
698                  struct dma_attrs *attrs)
699 {
700         int ret = -ENXIO;
701 #ifdef CONFIG_MMU
702         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
703         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
704         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
705         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
706
707         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
708                 return ret;
709
710         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
711                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
712                                       pfn + off,
713                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
714                                       vma->vm_page_prot);
715         }
716 #endif  /* CONFIG_MMU */
717
718         return ret;
719 }
720
721 /*
722  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
723  */
724 static int arm_coherent_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
725                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
726                  struct dma_attrs *attrs)
727 {
728         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
729 }
730
731 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
732                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
733                  struct dma_attrs *attrs)
734 {
735 #ifdef CONFIG_MMU
736         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
737 #endif  /* CONFIG_MMU */
738         return __arm_dma_mmap(dev, vma, cpu_addr, dma_addr, size, attrs);
739 }
740
741 /*
742  * Free a buffer as defined by the above mapping.
743  */
744 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
745                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
746                            bool is_coherent)
747 {
748         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
749         bool want_vaddr = !dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs);
750
751         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
752                 return;
753
754         size = PAGE_ALIGN(size);
755
756         if (is_coherent || nommu()) {
757                 __dma_free_buffer(page, size);
758         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
759                 return;
760         } else if (!dev_get_cma_area(dev)) {
761                 if (want_vaddr)
762                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
763                 __dma_free_buffer(page, size);
764         } else {
765                 /*
766                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
767                  */
768                 WARN_ON(irqs_disabled());
769                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, want_vaddr);
770         }
771 }
772
773 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
774                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
775 {
776         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
777 }
778
779 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
780                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
781 {
782         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
783 }
784
785 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
786                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
787                  struct dma_attrs *attrs)
788 {
789         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
790         int ret;
791
792         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
793         if (unlikely(ret))
794                 return ret;
795
796         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
797         return 0;
798 }
799
800 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
801         size_t size, enum dma_data_direction dir,
802         void (*op)(const void *, size_t, int))
803 {
804         unsigned long pfn;
805         size_t left = size;
806
807         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
808         offset %= PAGE_SIZE;
809
810         /*
811          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
812          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
813          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
814          * optimized out.
815          */
816         do {
817                 size_t len = left;
818                 void *vaddr;
819
820                 page = pfn_to_page(pfn);
821
822                 if (PageHighMem(page)) {
823                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
824                                 len = PAGE_SIZE - offset;
825
826                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
827                                 vaddr = kmap_atomic(page);
828                                 op(vaddr + offset, len, dir);
829                                 kunmap_atomic(vaddr);
830                         } else {
831                                 vaddr = kmap_high_get(page);
832                                 if (vaddr) {
833                                         op(vaddr + offset, len, dir);
834                                         kunmap_high(page);
835                                 }
836                         }
837                 } else {
838                         vaddr = page_address(page) + offset;
839                         op(vaddr, len, dir);
840                 }
841                 offset = 0;
842                 pfn++;
843                 left -= len;
844         } while (left);
845 }
846
847 /*
848  * Make an area consistent for devices.
849  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
850  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
851  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
852  */
853 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
854         size_t size, enum dma_data_direction dir)
855 {
856         phys_addr_t paddr;
857
858         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
859
860         paddr = page_to_phys(page) + off;
861         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
862                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
863         } else {
864                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
865         }
866         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
867 }
868
869 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
870         size_t size, enum dma_data_direction dir)
871 {
872         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + off;
873
874         /* FIXME: non-speculating: not required */
875         /* in any case, don't bother invalidating if DMA to device */
876         if (dir != DMA_TO_DEVICE) {
877                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
878
879                 dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
880         }
881
882         /*
883          * Mark the D-cache clean for these pages to avoid extra flushing.
884          */
885         if (dir != DMA_TO_DEVICE && size >= PAGE_SIZE) {
886                 unsigned long pfn;
887                 size_t left = size;
888
889                 pfn = page_to_pfn(page) + off / PAGE_SIZE;
890                 off %= PAGE_SIZE;
891                 if (off) {
892                         pfn++;
893                         left -= PAGE_SIZE - off;
894                 }
895                 while (left >= PAGE_SIZE) {
896                         page = pfn_to_page(pfn++);
897                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
898                         left -= PAGE_SIZE;
899                 }
900         }
901 }
902
903 /**
904  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
905  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
906  * @sg: list of buffers
907  * @nents: number of buffers to map
908  * @dir: DMA transfer direction
909  *
910  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
911  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
912  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
913  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
914  * sg_dma_{address,length}.
915  *
916  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
917  * here.
918  */
919 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
920                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
921 {
922         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
923         struct scatterlist *s;
924         int i, j;
925
926         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
927 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
928                 s->dma_length = s->length;
929 #endif
930                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
931                                                 s->length, dir, attrs);
932                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
933                         goto bad_mapping;
934         }
935         return nents;
936
937  bad_mapping:
938         for_each_sg(sg, s, i, j)
939                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
940         return 0;
941 }
942
943 /**
944  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
945  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
946  * @sg: list of buffers
947  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
948  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
949  *
950  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
951  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
952  */
953 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
954                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
955 {
956         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
957         struct scatterlist *s;
958
959         int i;
960
961         for_each_sg(sg, s, nents, i)
962                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
963 }
964
965 /**
966  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
967  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
968  * @sg: list of buffers
969  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
970  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
971  */
972 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
973                         int nents, enum dma_data_direction dir)
974 {
975         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
976         struct scatterlist *s;
977         int i;
978
979         for_each_sg(sg, s, nents, i)
980                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
981                                          dir);
982 }
983
984 /**
985  * arm_dma_sync_sg_for_device
986  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
987  * @sg: list of buffers
988  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
989  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
990  */
991 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
992                         int nents, enum dma_data_direction dir)
993 {
994         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
995         struct scatterlist *s;
996         int i;
997
998         for_each_sg(sg, s, nents, i)
999                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1000                                             dir);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
1005  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
1006  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
1007  * to this function.
1008  */
1009 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1010 {
1011         return __dma_supported(dev, mask, false);
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1014
1015 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1016 {
1017         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1018                 return -EIO;
1019
1020         *dev->dma_mask = dma_mask;
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1026
1027 static int __init dma_debug_do_init(void)
1028 {
1029         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1030         return 0;
1031 }
1032 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1033
1034 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1035
1036 /* IOMMU */
1037
1038 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping);
1039
1040 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1041                                       size_t size)
1042 {
1043         unsigned int order = get_order(size);
1044         unsigned int align = 0;
1045         unsigned int count, start;
1046         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1047         unsigned long flags;
1048         dma_addr_t iova;
1049         int i;
1050
1051         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1052                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1053
1054         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1055         align = (1 << order) - 1;
1056
1057         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1058         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++) {
1059                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1060                                 mapping->bits, 0, count, align);
1061
1062                 if (start > mapping->bits)
1063                         continue;
1064
1065                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1066                 break;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * No unused range found. Try to extend the existing mapping
1071          * and perform a second attempt to reserve an IO virtual
1072          * address range of size bytes.
1073          */
1074         if (i == mapping->nr_bitmaps) {
1075                 if (extend_iommu_mapping(mapping)) {
1076                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1077                         return DMA_ERROR_CODE;
1078                 }
1079
1080                 start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmaps[i],
1081                                 mapping->bits, 0, count, align);
1082
1083                 if (start > mapping->bits) {
1084                         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1085                         return DMA_ERROR_CODE;
1086                 }
1087
1088                 bitmap_set(mapping->bitmaps[i], start, count);
1089         }
1090         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1091
1092         iova = mapping->base + (mapping_size * i);
1093         iova += start << PAGE_SHIFT;
1094
1095         return iova;
1096 }
1097
1098 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1099                                dma_addr_t addr, size_t size)
1100 {
1101         unsigned int start, count;
1102         size_t mapping_size = mapping->bits << PAGE_SHIFT;
1103         unsigned long flags;
1104         dma_addr_t bitmap_base;
1105         u32 bitmap_index;
1106
1107         if (!size)
1108                 return;
1109
1110         bitmap_index = (u32) (addr - mapping->base) / (u32) mapping_size;
1111         BUG_ON(addr < mapping->base || bitmap_index > mapping->extensions);
1112
1113         bitmap_base = mapping->base + mapping_size * bitmap_index;
1114
1115         start = (addr - bitmap_base) >> PAGE_SHIFT;
1116
1117         if (addr + size > bitmap_base + mapping_size) {
1118                 /*
1119                  * The address range to be freed reaches into the iova
1120                  * range of the next bitmap. This should not happen as
1121                  * we don't allow this in __alloc_iova (at the
1122                  * moment).
1123                  */
1124                 BUG();
1125         } else
1126                 count = size >> PAGE_SHIFT;
1127
1128         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1129         bitmap_clear(mapping->bitmaps[bitmap_index], start, count);
1130         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1131 }
1132
1133 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1134                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1135 {
1136         struct page **pages;
1137         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1138         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1139         int i = 0;
1140
1141         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1142                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
1143         else
1144                 pages = vzalloc(array_size);
1145         if (!pages)
1146                 return NULL;
1147
1148         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1149         {
1150                 unsigned long order = get_order(size);
1151                 struct page *page;
1152
1153                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1154                 if (!page)
1155                         goto error;
1156
1157                 __dma_clear_buffer(page, size);
1158
1159                 for (i = 0; i < count; i++)
1160                         pages[i] = page + i;
1161
1162                 return pages;
1163         }
1164
1165         /*
1166          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1167          */
1168         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1169
1170         while (count) {
1171                 int j, order;
1172
1173                 for (order = __fls(count); order > 0; --order) {
1174                         /*
1175                          * We do not want OOM killer to be invoked as long
1176                          * as we can fall back to single pages, so we force
1177                          * __GFP_NORETRY for orders higher than zero.
1178                          */
1179                         pages[i] = alloc_pages(gfp | __GFP_NORETRY, order);
1180                         if (pages[i])
1181                                 break;
1182                 }
1183
1184                 if (!pages[i]) {
1185                         /*
1186                          * Fall back to single page allocation.
1187                          * Might invoke OOM killer as last resort.
1188                          */
1189                         pages[i] = alloc_pages(gfp, 0);
1190                         if (!pages[i])
1191                                 goto error;
1192                 }
1193
1194                 if (order) {
1195                         split_page(pages[i], order);
1196                         j = 1 << order;
1197                         while (--j)
1198                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1199                 }
1200
1201                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1202                 i += 1 << order;
1203                 count -= 1 << order;
1204         }
1205
1206         return pages;
1207 error:
1208         while (i--)
1209                 if (pages[i])
1210                         __free_pages(pages[i], 0);
1211         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1212                 kfree(pages);
1213         else
1214                 vfree(pages);
1215         return NULL;
1216 }
1217
1218 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1219                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1220 {
1221         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1222         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1223         int i;
1224
1225         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1226                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1227         } else {
1228                 for (i = 0; i < count; i++)
1229                         if (pages[i])
1230                                 __free_pages(pages[i], 0);
1231         }
1232
1233         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1234                 kfree(pages);
1235         else
1236                 vfree(pages);
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Create a CPU mapping for a specified pages
1242  */
1243 static void *
1244 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1245                     const void *caller)
1246 {
1247         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1248                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1253  */
1254 static dma_addr_t
1255 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1256 {
1257         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1258         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1259         dma_addr_t dma_addr, iova;
1260         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1261
1262         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1263         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1264                 return dma_addr;
1265
1266         iova = dma_addr;
1267         for (i = 0; i < count; ) {
1268                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1269                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1270                 unsigned int len, j;
1271
1272                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1273                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1274                                 break;
1275
1276                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1277                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len,
1278                                 IOMMU_READ|IOMMU_WRITE);
1279                 if (ret < 0)
1280                         goto fail;
1281                 iova += len;
1282                 i = j;
1283         }
1284         return dma_addr;
1285 fail:
1286         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1287         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1288         return DMA_ERROR_CODE;
1289 }
1290
1291 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1292 {
1293         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1294
1295         /*
1296          * add optional in-page offset from iova to size and align
1297          * result to page size
1298          */
1299         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1300         iova &= PAGE_MASK;
1301
1302         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1303         __free_iova(mapping, iova, size);
1304         return 0;
1305 }
1306
1307 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1308 {
1309         struct page *page;
1310         phys_addr_t phys;
1311
1312         phys = gen_pool_virt_to_phys(atomic_pool, (unsigned long)addr);
1313         page = phys_to_page(phys);
1314
1315         return (struct page **)page;
1316 }
1317
1318 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1319 {
1320         struct vm_struct *area;
1321
1322         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1323                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1324
1325         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1326                 return cpu_addr;
1327
1328         area = find_vm_area(cpu_addr);
1329         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1330                 return area->pages;
1331         return NULL;
1332 }
1333
1334 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1335                                   dma_addr_t *handle)
1336 {
1337         struct page *page;
1338         void *addr;
1339
1340         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1341         if (!addr)
1342                 return NULL;
1343
1344         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1345         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1346                 goto err_mapping;
1347
1348         return addr;
1349
1350 err_mapping:
1351         __free_from_pool(addr, size);
1352         return NULL;
1353 }
1354
1355 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1356                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1357 {
1358         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1359         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1360 }
1361
1362 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1363             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1364 {
1365         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, PAGE_KERNEL);
1366         struct page **pages;
1367         void *addr = NULL;
1368
1369         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1370         size = PAGE_ALIGN(size);
1371
1372         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1373                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1374
1375         /*
1376          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
1377          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
1378          * handle them.  The real problem is that this flag probably
1379          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
1380          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
1381          */
1382         gfp &= ~(__GFP_COMP);
1383
1384         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1385         if (!pages)
1386                 return NULL;
1387
1388         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1389         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1390                 goto err_buffer;
1391
1392         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1393                 return pages;
1394
1395         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1396                                    __builtin_return_address(0));
1397         if (!addr)
1398                 goto err_mapping;
1399
1400         return addr;
1401
1402 err_mapping:
1403         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1404 err_buffer:
1405         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1406         return NULL;
1407 }
1408
1409 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1410                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1411                     struct dma_attrs *attrs)
1412 {
1413         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1414         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1415         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1416
1417         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1418
1419         if (!pages)
1420                 return -ENXIO;
1421
1422         do {
1423                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1424                 if (ret) {
1425                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1426                         return ret;
1427                 }
1428                 uaddr += PAGE_SIZE;
1429                 usize -= PAGE_SIZE;
1430         } while (usize > 0);
1431
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * free a page as defined by the above mapping.
1437  * Must not be called with IRQs disabled.
1438  */
1439 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1440                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1441 {
1442         struct page **pages;
1443         size = PAGE_ALIGN(size);
1444
1445         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1446                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1447                 return;
1448         }
1449
1450         pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1451         if (!pages) {
1452                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1453                 return;
1454         }
1455
1456         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1457                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1458                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1459         }
1460
1461         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1462         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1463 }
1464
1465 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1466                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1467                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1468 {
1469         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1470         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1471
1472         if (!pages)
1473                 return -ENXIO;
1474
1475         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1476                                          GFP_KERNEL);
1477 }
1478
1479 static int __dma_direction_to_prot(enum dma_data_direction dir)
1480 {
1481         int prot;
1482
1483         switch (dir) {
1484         case DMA_BIDIRECTIONAL:
1485                 prot = IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
1486                 break;
1487         case DMA_TO_DEVICE:
1488                 prot = IOMMU_READ;
1489                 break;
1490         case DMA_FROM_DEVICE:
1491                 prot = IOMMU_WRITE;
1492                 break;
1493         default:
1494                 prot = 0;
1495         }
1496
1497         return prot;
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1502  */
1503 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1504                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1505                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1506                           bool is_coherent)
1507 {
1508         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1509         dma_addr_t iova, iova_base;
1510         int ret = 0;
1511         unsigned int count;
1512         struct scatterlist *s;
1513         int prot;
1514
1515         size = PAGE_ALIGN(size);
1516         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1517
1518         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1519         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1520                 return -ENOMEM;
1521
1522         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1523                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1524                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1525
1526                 if (!is_coherent &&
1527                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1528                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1529
1530                 prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1531
1532                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, prot);
1533                 if (ret < 0)
1534                         goto fail;
1535                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1536                 iova += len;
1537         }
1538         *handle = iova_base;
1539
1540         return 0;
1541 fail:
1542         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1543         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1544         return ret;
1545 }
1546
1547 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1548                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1549                      bool is_coherent)
1550 {
1551         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1552         int i, count = 0;
1553         unsigned int offset = s->offset;
1554         unsigned int size = s->offset + s->length;
1555         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1556
1557         for (i = 1; i < nents; i++) {
1558                 s = sg_next(s);
1559
1560                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1561                 s->dma_length = 0;
1562
1563                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1564                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1565                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1566                                 goto bad_mapping;
1567
1568                         dma->dma_address += offset;
1569                         dma->dma_length = size - offset;
1570
1571                         size = offset = s->offset;
1572                         start = s;
1573                         dma = sg_next(dma);
1574                         count += 1;
1575                 }
1576                 size += s->length;
1577         }
1578         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1579                 is_coherent) < 0)
1580                 goto bad_mapping;
1581
1582         dma->dma_address += offset;
1583         dma->dma_length = size - offset;
1584
1585         return count+1;
1586
1587 bad_mapping:
1588         for_each_sg(sg, s, count, i)
1589                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1595  * @dev: valid struct device pointer
1596  * @sg: list of buffers
1597  * @nents: number of buffers to map
1598  * @dir: DMA transfer direction
1599  *
1600  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1601  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1602  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1603  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1604  */
1605 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1606                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1607 {
1608         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1609 }
1610
1611 /**
1612  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1613  * @dev: valid struct device pointer
1614  * @sg: list of buffers
1615  * @nents: number of buffers to map
1616  * @dir: DMA transfer direction
1617  *
1618  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1619  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1620  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1621  * sg_dma_{address,length}.
1622  */
1623 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1624                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1625 {
1626         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1627 }
1628
1629 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1630                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1631                 bool is_coherent)
1632 {
1633         struct scatterlist *s;
1634         int i;
1635
1636         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1637                 if (sg_dma_len(s))
1638                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1639                                                sg_dma_len(s));
1640                 if (!is_coherent &&
1641                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1642                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1643                                               s->length, dir);
1644         }
1645 }
1646
1647 /**
1648  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1649  * @dev: valid struct device pointer
1650  * @sg: list of buffers
1651  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1652  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1653  *
1654  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1655  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1656  */
1657 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1658                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1659 {
1660         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1661 }
1662
1663 /**
1664  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1665  * @dev: valid struct device pointer
1666  * @sg: list of buffers
1667  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1668  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1669  *
1670  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1671  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1672  */
1673 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1674                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1675 {
1676         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1677 }
1678
1679 /**
1680  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1681  * @dev: valid struct device pointer
1682  * @sg: list of buffers
1683  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1684  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1685  */
1686 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1687                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1688 {
1689         struct scatterlist *s;
1690         int i;
1691
1692         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1693                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1694
1695 }
1696
1697 /**
1698  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1699  * @dev: valid struct device pointer
1700  * @sg: list of buffers
1701  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1702  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1703  */
1704 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1705                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1706 {
1707         struct scatterlist *s;
1708         int i;
1709
1710         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1711                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1712 }
1713
1714
1715 /**
1716  * arm_coherent_iommu_map_page
1717  * @dev: valid struct device pointer
1718  * @page: page that buffer resides in
1719  * @offset: offset into page for start of buffer
1720  * @size: size of buffer to map
1721  * @dir: DMA transfer direction
1722  *
1723  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1724  */
1725 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1726              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1727              struct dma_attrs *attrs)
1728 {
1729         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1730         dma_addr_t dma_addr;
1731         int ret, prot, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1732
1733         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1734         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1735                 return dma_addr;
1736
1737         prot = __dma_direction_to_prot(dir);
1738
1739         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, prot);
1740         if (ret < 0)
1741                 goto fail;
1742
1743         return dma_addr + offset;
1744 fail:
1745         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1746         return DMA_ERROR_CODE;
1747 }
1748
1749 /**
1750  * arm_iommu_map_page
1751  * @dev: valid struct device pointer
1752  * @page: page that buffer resides in
1753  * @offset: offset into page for start of buffer
1754  * @size: size of buffer to map
1755  * @dir: DMA transfer direction
1756  *
1757  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1758  */
1759 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1760              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1761              struct dma_attrs *attrs)
1762 {
1763         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1764                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1765
1766         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1767 }
1768
1769 /**
1770  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1771  * @dev: valid struct device pointer
1772  * @handle: DMA address of buffer
1773  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1774  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1775  *
1776  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1777  */
1778 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1779                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1780                 struct dma_attrs *attrs)
1781 {
1782         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1783         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1784         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1785         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1786
1787         if (!iova)
1788                 return;
1789
1790         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1791         __free_iova(mapping, iova, len);
1792 }
1793
1794 /**
1795  * arm_iommu_unmap_page
1796  * @dev: valid struct device pointer
1797  * @handle: DMA address of buffer
1798  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1799  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1800  *
1801  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1802  */
1803 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1804                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1805                 struct dma_attrs *attrs)
1806 {
1807         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1808         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1809         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1810         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1811         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1812
1813         if (!iova)
1814                 return;
1815
1816         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1817                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1818
1819         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1820         __free_iova(mapping, iova, len);
1821 }
1822
1823 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1824                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1825 {
1826         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1827         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1828         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1829         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1830
1831         if (!iova)
1832                 return;
1833
1834         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1835 }
1836
1837 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1838                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1839 {
1840         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1841         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1842         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1843         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1844
1845         if (!iova)
1846                 return;
1847
1848         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1849 }
1850
1851 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1852         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1853         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1854         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1855         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1856
1857         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1858         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1859         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1860         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1861
1862         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1863         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1864         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1865         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1866
1867         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1868 };
1869
1870 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1871         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1872         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1873         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1874         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1875
1876         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1877         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1878
1879         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1880         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1881
1882         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1883 };
1884
1885 /**
1886  * arm_iommu_create_mapping
1887  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1888  * @base: start address of the valid IO address space
1889  * @size: maximum size of the valid IO address space
1890  *
1891  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1892  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1893  * mapping with IOMMU aware functions.
1894  *
1895  * The client device need to be attached to the mapping with
1896  * arm_iommu_attach_device function.
1897  */
1898 struct dma_iommu_mapping *
1899 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, u64 size)
1900 {
1901         unsigned int bits = size >> PAGE_SHIFT;
1902         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(bits) * sizeof(long);
1903         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1904         int extensions = 1;
1905         int err = -ENOMEM;
1906
1907         /* currently only 32-bit DMA address space is supported */
1908         if (size > DMA_BIT_MASK(32) + 1)
1909                 return ERR_PTR(-ERANGE);
1910
1911         if (!bitmap_size)
1912                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1913
1914         if (bitmap_size > PAGE_SIZE) {
1915                 extensions = bitmap_size / PAGE_SIZE;
1916                 bitmap_size = PAGE_SIZE;
1917         }
1918
1919         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1920         if (!mapping)
1921                 goto err;
1922
1923         mapping->bitmap_size = bitmap_size;
1924         mapping->bitmaps = kzalloc(extensions * sizeof(unsigned long *),
1925                                 GFP_KERNEL);
1926         if (!mapping->bitmaps)
1927                 goto err2;
1928
1929         mapping->bitmaps[0] = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1930         if (!mapping->bitmaps[0])
1931                 goto err3;
1932
1933         mapping->nr_bitmaps = 1;
1934         mapping->extensions = extensions;
1935         mapping->base = base;
1936         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1937
1938         spin_lock_init(&mapping->lock);
1939
1940         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1941         if (!mapping->domain)
1942                 goto err4;
1943
1944         kref_init(&mapping->kref);
1945         return mapping;
1946 err4:
1947         kfree(mapping->bitmaps[0]);
1948 err3:
1949         kfree(mapping->bitmaps);
1950 err2:
1951         kfree(mapping);
1952 err:
1953         return ERR_PTR(err);
1954 }
1955 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1956
1957 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1958 {
1959         int i;
1960         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1961                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1962
1963         iommu_domain_free(mapping->domain);
1964         for (i = 0; i < mapping->nr_bitmaps; i++)
1965                 kfree(mapping->bitmaps[i]);
1966         kfree(mapping->bitmaps);
1967         kfree(mapping);
1968 }
1969
1970 static int extend_iommu_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1971 {
1972         int next_bitmap;
1973
1974         if (mapping->nr_bitmaps >= mapping->extensions)
1975                 return -EINVAL;
1976
1977         next_bitmap = mapping->nr_bitmaps;
1978         mapping->bitmaps[next_bitmap] = kzalloc(mapping->bitmap_size,
1979                                                 GFP_ATOMIC);
1980         if (!mapping->bitmaps[next_bitmap])
1981                 return -ENOMEM;
1982
1983         mapping->nr_bitmaps++;
1984
1985         return 0;
1986 }
1987
1988 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1989 {
1990         if (mapping)
1991                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1992 }
1993 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
1994
1995 static int __arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1996                                      struct dma_iommu_mapping *mapping)
1997 {
1998         int err;
1999
2000         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
2001         if (err)
2002                 return err;
2003
2004         kref_get(&mapping->kref);
2005         to_dma_iommu_mapping(dev) = mapping;
2006
2007         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
2008         return 0;
2009 }
2010
2011 /**
2012  * arm_iommu_attach_device
2013  * @dev: valid struct device pointer
2014  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
2015  *      arm_iommu_create_mapping)
2016  *
2017  * Attaches specified io address space mapping to the provided device.
2018  * This replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
2019  * IOMMU aware version.
2020  *
2021  * More than one client might be attached to the same io address space
2022  * mapping.
2023  */
2024 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
2025                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
2026 {
2027         int err;
2028
2029         err = __arm_iommu_attach_device(dev, mapping);
2030         if (err)
2031                 return err;
2032
2033         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
2034         return 0;
2035 }
2036 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
2037
2038 static void __arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2039 {
2040         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2041
2042         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2043         if (!mapping) {
2044                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
2045                 return;
2046         }
2047
2048         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
2049         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
2050         to_dma_iommu_mapping(dev) = NULL;
2051
2052         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
2053 }
2054
2055 /**
2056  * arm_iommu_detach_device
2057  * @dev: valid struct device pointer
2058  *
2059  * Detaches the provided device from a previously attached map.
2060  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
2061  */
2062 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
2063 {
2064         __arm_iommu_detach_device(dev);
2065         set_dma_ops(dev, NULL);
2066 }
2067 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
2068
2069 static struct dma_map_ops *arm_get_iommu_dma_map_ops(bool coherent)
2070 {
2071         return coherent ? &iommu_coherent_ops : &iommu_ops;
2072 }
2073
2074 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2075                                     struct iommu_ops *iommu)
2076 {
2077         struct dma_iommu_mapping *mapping;
2078
2079         if (!iommu)
2080                 return false;
2081
2082         mapping = arm_iommu_create_mapping(dev->bus, dma_base, size);
2083         if (IS_ERR(mapping)) {
2084                 pr_warn("Failed to create %llu-byte IOMMU mapping for device %s\n",
2085                                 size, dev_name(dev));
2086                 return false;
2087         }
2088
2089         if (__arm_iommu_attach_device(dev, mapping)) {
2090                 pr_warn("Failed to attached device %s to IOMMU_mapping\n",
2091                                 dev_name(dev));
2092                 arm_iommu_release_mapping(mapping);
2093                 return false;
2094         }
2095
2096         return true;
2097 }
2098
2099 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev)
2100 {
2101         struct dma_iommu_mapping *mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
2102
2103         if (!mapping)
2104                 return;
2105
2106         __arm_iommu_detach_device(dev);
2107         arm_iommu_release_mapping(mapping);
2108 }
2109
2110 #else
2111
2112 static bool arm_setup_iommu_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2113                                     struct iommu_ops *iommu)
2114 {
2115         return false;
2116 }
2117
2118 static void arm_teardown_iommu_dma_ops(struct device *dev) { }
2119
2120 #define arm_get_iommu_dma_map_ops arm_get_dma_map_ops
2121
2122 #endif  /* CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU */
2123
2124 static struct dma_map_ops *arm_get_dma_map_ops(bool coherent)
2125 {
2126         return coherent ? &arm_coherent_dma_ops : &arm_dma_ops;
2127 }
2128
2129 void arch_setup_dma_ops(struct device *dev, u64 dma_base, u64 size,
2130                         struct iommu_ops *iommu, bool coherent)
2131 {
2132         struct dma_map_ops *dma_ops;
2133
2134         dev->archdata.dma_coherent = coherent;
2135         if (arm_setup_iommu_dma_ops(dev, dma_base, size, iommu))
2136                 dma_ops = arm_get_iommu_dma_map_ops(coherent);
2137         else
2138                 dma_ops = arm_get_dma_map_ops(coherent);
2139
2140         set_dma_ops(dev, dma_ops);
2141 }
2142
2143 void arch_teardown_dma_ops(struct device *dev)
2144 {
2145         arm_teardown_iommu_dma_ops(dev);
2146 }