Merge tag 'lsk-v3.10-android-15.01'
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 (!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 static dma_addr_t arm_coherent_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
82              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
83              struct dma_attrs *attrs)
84 {
85         return pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page)) + offset;
86 }
87
88 /**
89  * arm_dma_unmap_page - unmap a buffer previously mapped through dma_map_page()
90  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
91  * @handle: DMA address of buffer
92  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
93  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
94  *
95  * Unmap a page streaming mode DMA translation.  The handle and size
96  * must match what was provided in the previous dma_map_page() call.
97  * All other usages are undefined.
98  *
99  * After this call, reads by the CPU to the buffer are guaranteed to see
100  * whatever the device wrote there.
101  */
102 static void arm_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
103                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
104                 struct dma_attrs *attrs)
105 {
106         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
107                 __dma_page_dev_to_cpu(pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle)),
108                                       handle & ~PAGE_MASK, size, dir);
109 }
110
111 static void arm_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
112                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
113 {
114         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
115         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
116         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
117 }
118
119 static void arm_dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
120                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
121 {
122         unsigned int offset = handle & (PAGE_SIZE - 1);
123         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle-offset));
124         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
125 }
126
127 struct dma_map_ops arm_dma_ops = {
128         .alloc                  = arm_dma_alloc,
129         .free                   = arm_dma_free,
130         .mmap                   = arm_dma_mmap,
131         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
132         .map_page               = arm_dma_map_page,
133         .unmap_page             = arm_dma_unmap_page,
134         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
135         .unmap_sg               = arm_dma_unmap_sg,
136         .sync_single_for_cpu    = arm_dma_sync_single_for_cpu,
137         .sync_single_for_device = arm_dma_sync_single_for_device,
138         .sync_sg_for_cpu        = arm_dma_sync_sg_for_cpu,
139         .sync_sg_for_device     = arm_dma_sync_sg_for_device,
140         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
141 };
142 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_ops);
143
144 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
145         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs);
146 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
147                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs);
148
149 struct dma_map_ops arm_coherent_dma_ops = {
150         .alloc                  = arm_coherent_dma_alloc,
151         .free                   = arm_coherent_dma_free,
152         .mmap                   = arm_dma_mmap,
153         .get_sgtable            = arm_dma_get_sgtable,
154         .map_page               = arm_coherent_dma_map_page,
155         .map_sg                 = arm_dma_map_sg,
156         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
157 };
158 EXPORT_SYMBOL(arm_coherent_dma_ops);
159
160 static u64 get_coherent_dma_mask(struct device *dev)
161 {
162         u64 mask = (u64)arm_dma_limit;
163
164         if (dev) {
165                 mask = dev->coherent_dma_mask;
166
167                 /*
168                  * Sanity check the DMA mask - it must be non-zero, and
169                  * must be able to be satisfied by a DMA allocation.
170                  */
171                 if (mask == 0) {
172                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask is unset\n");
173                         return 0;
174                 }
175
176                 if ((~mask) & (u64)arm_dma_limit) {
177                         dev_warn(dev, "coherent DMA mask %#llx is smaller "
178                                  "than system GFP_DMA mask %#llx\n",
179                                  mask, (u64)arm_dma_limit);
180                         return 0;
181                 }
182         }
183
184         return mask;
185 }
186
187 static void __dma_clear_buffer(struct page *page, size_t size)
188 {
189         /*
190          * Ensure that the allocated pages are zeroed, and that any data
191          * lurking in the kernel direct-mapped region is invalidated.
192          */
193         if (PageHighMem(page)) {
194                 phys_addr_t base = __pfn_to_phys(page_to_pfn(page));
195                 phys_addr_t end = base + size;
196                 while (size > 0) {
197                         void *ptr = kmap_atomic(page);
198                         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
199                         dmac_flush_range(ptr, ptr + PAGE_SIZE);
200                         kunmap_atomic(ptr);
201                         page++;
202                         size -= PAGE_SIZE;
203                 }
204                 outer_flush_range(base, end);
205         } else {
206                 void *ptr = page_address(page);
207                 memset(ptr, 0, size);
208                 dmac_flush_range(ptr, ptr + size);
209                 outer_flush_range(__pa(ptr), __pa(ptr) + size);
210         }
211 }
212
213 /*
214  * Allocate a DMA buffer for 'dev' of size 'size' using the
215  * specified gfp mask.  Note that 'size' must be page aligned.
216  */
217 static struct page *__dma_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp)
218 {
219         unsigned long order = get_order(size);
220         struct page *page, *p, *e;
221
222         page = alloc_pages(gfp, order);
223         if (!page)
224                 return NULL;
225
226         /*
227          * Now split the huge page and free the excess pages
228          */
229         split_page(page, order);
230         for (p = page + (size >> PAGE_SHIFT), e = page + (1 << order); p < e; p++)
231                 __free_page(p);
232
233         __dma_clear_buffer(page, size);
234
235         return page;
236 }
237
238 /*
239  * Free a DMA buffer.  'size' must be page aligned.
240  */
241 static void __dma_free_buffer(struct page *page, size_t size)
242 {
243         struct page *e = page + (size >> PAGE_SHIFT);
244
245         while (page < e) {
246                 __free_page(page);
247                 page++;
248         }
249 }
250
251 #ifdef CONFIG_MMU
252 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
253 #warning ARM Coherent DMA allocator does not (yet) support huge TLB
254 #endif
255
256 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
257                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
258 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
259                                      struct dma_attrs *attrs,
260 #endif
261                                      const void *caller);
262
263 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
264                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
265                                  const void *caller);
266
267 static void *
268 __dma_alloc_remap(struct page *page, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
269         const void *caller)
270 {
271         /*
272          * DMA allocation can be mapped to user space, so lets
273          * set VM_USERMAP flags too.
274          */
275         return dma_common_contiguous_remap(page, size,
276                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP,
277                         prot, caller);
278 }
279
280 static void __dma_free_remap(void *cpu_addr, size_t size)
281 {
282         dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
283                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
284 }
285
286 #define DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE  SZ_256K
287
288 struct dma_pool {
289         size_t size;
290         spinlock_t lock;
291         unsigned long *bitmap;
292         unsigned long nr_pages;
293         void *vaddr;
294         struct page **pages;
295 };
296
297 static struct dma_pool atomic_pool = {
298         .size = DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE,
299 };
300
301 static int __init early_coherent_pool(char *p)
302 {
303         atomic_pool.size = memparse(p, &p);
304         return 0;
305 }
306 early_param("coherent_pool", early_coherent_pool);
307
308 void __init init_dma_coherent_pool_size(unsigned long size)
309 {
310         /*
311          * Catch any attempt to set the pool size too late.
312          */
313         BUG_ON(atomic_pool.vaddr);
314
315         /*
316          * Set architecture specific coherent pool size only if
317          * it has not been changed by kernel command line parameter.
318          */
319         if (atomic_pool.size == DEFAULT_DMA_COHERENT_POOL_SIZE)
320                 atomic_pool.size = size;
321 }
322
323 /*
324  * Initialise the coherent pool for atomic allocations.
325  */
326 static int __init atomic_pool_init(void)
327 {
328         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
329         pgprot_t prot = pgprot_dmacoherent(pgprot_kernel);
330         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | GFP_DMA;
331         unsigned long nr_pages = pool->size >> PAGE_SHIFT;
332         unsigned long *bitmap;
333         struct page *page;
334         struct page **pages;
335         void *ptr;
336         int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(nr_pages) * sizeof(long);
337
338         bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
339         if (!bitmap)
340                 goto no_bitmap;
341
342         pages = kzalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
343         if (!pages)
344                 goto no_pages;
345
346         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA))
347                 ptr = __alloc_from_contiguous(NULL, pool->size, prot, &page,
348 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
349                                               NULL,
350 #endif
351                                               atomic_pool_init);
352         else
353                 ptr = __alloc_remap_buffer(NULL, pool->size, gfp, prot, &page,
354                                            atomic_pool_init);
355         if (ptr) {
356                 int i;
357
358                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
359                         pages[i] = page + i;
360
361                 spin_lock_init(&pool->lock);
362                 pool->vaddr = ptr;
363                 pool->pages = pages;
364                 pool->bitmap = bitmap;
365                 pool->nr_pages = nr_pages;
366                 pr_info("DMA: preallocated %u KiB pool for atomic coherent allocations\n",
367                        (unsigned)pool->size / 1024);
368                 return 0;
369         }
370
371         kfree(pages);
372 no_pages:
373         kfree(bitmap);
374 no_bitmap:
375         pr_err("DMA: failed to allocate %u KiB pool for atomic coherent allocation\n",
376                (unsigned)pool->size / 1024);
377         return -ENOMEM;
378 }
379 /*
380  * CMA is activated by core_initcall, so we must be called after it.
381  */
382 postcore_initcall(atomic_pool_init);
383
384 struct dma_contig_early_reserve {
385         phys_addr_t base;
386         unsigned long size;
387 };
388
389 static struct dma_contig_early_reserve dma_mmu_remap[MAX_CMA_AREAS] __initdata;
390
391 static int dma_mmu_remap_num __initdata;
392
393 void __init dma_contiguous_early_fixup(phys_addr_t base, unsigned long size)
394 {
395         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].base = base;
396         dma_mmu_remap[dma_mmu_remap_num].size = size;
397         dma_mmu_remap_num++;
398 }
399
400 void __init dma_contiguous_remap(void)
401 {
402         int i;
403         for (i = 0; i < dma_mmu_remap_num; i++) {
404                 phys_addr_t start = dma_mmu_remap[i].base;
405                 phys_addr_t end = start + dma_mmu_remap[i].size;
406                 struct map_desc map;
407                 unsigned long addr;
408
409                 if (end > arm_lowmem_limit)
410                         end = arm_lowmem_limit;
411                 if (start >= end)
412                         continue;
413
414                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
415                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
416                 map.length = end - start;
417                 map.type = MT_MEMORY_DMA_READY;
418
419                 /*
420                  * Clear previous low-memory mapping
421                  */
422                 for (addr = __phys_to_virt(start); addr < __phys_to_virt(end);
423                      addr += PMD_SIZE)
424                         pmd_clear(pmd_off_k(addr));
425
426                 iotable_init(&map, 1);
427         }
428 }
429
430 static int __dma_update_pte(pte_t *pte, pgtable_t token, unsigned long addr,
431                             void *data)
432 {
433         struct page *page = virt_to_page(addr);
434         pgprot_t prot = *(pgprot_t *)data;
435
436         set_pte_ext(pte, mk_pte(page, prot), 0);
437         return 0;
438 }
439
440 static void __dma_remap(struct page *page, size_t size, pgprot_t prot)
441 {
442         unsigned long start = (unsigned long) page_address(page);
443         unsigned end = start + size;
444
445         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, __dma_update_pte, &prot);
446         dsb();
447         flush_tlb_kernel_range(start, end);
448 }
449
450 static void *__alloc_remap_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
451                                  pgprot_t prot, struct page **ret_page,
452                                  const void *caller)
453 {
454         struct page *page;
455         void *ptr;
456         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
457         if (!page)
458                 return NULL;
459
460         ptr = __dma_alloc_remap(page, size, gfp, prot, caller);
461         if (!ptr) {
462                 __dma_free_buffer(page, size);
463                 return NULL;
464         }
465
466         *ret_page = page;
467         return ptr;
468 }
469
470 static void *__alloc_from_pool(size_t size, struct page **ret_page)
471 {
472         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
473         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
474         unsigned int pageno;
475         unsigned long flags;
476         void *ptr = NULL;
477         unsigned long align_mask;
478
479         if (!pool->vaddr) {
480                 WARN(1, "coherent pool not initialised!\n");
481                 return NULL;
482         }
483
484         /*
485          * Align the region allocation - allocations from pool are rather
486          * small, so align them to their order in pages, minimum is a page
487          * size. This helps reduce fragmentation of the DMA space.
488          */
489         align_mask = (1 << get_order(size)) - 1;
490
491         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
492         pageno = bitmap_find_next_zero_area(pool->bitmap, pool->nr_pages,
493                                             0, count, align_mask);
494         if (pageno < pool->nr_pages) {
495                 bitmap_set(pool->bitmap, pageno, count);
496                 ptr = pool->vaddr + PAGE_SIZE * pageno;
497                 *ret_page = pool->pages[pageno];
498         } else {
499                 pr_err_once("ERROR: %u KiB atomic DMA coherent pool is too small!\n"
500                             "Please increase it with coherent_pool= kernel parameter!\n",
501                             (unsigned)pool->size / 1024);
502         }
503         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
504
505         return ptr;
506 }
507
508 static bool __in_atomic_pool(void *start, size_t size)
509 {
510         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
511         void *end = start + size;
512         void *pool_start = pool->vaddr;
513         void *pool_end = pool->vaddr + pool->size;
514
515         if (start < pool_start || start >= pool_end)
516                 return false;
517
518         if (end <= pool_end)
519                 return true;
520
521         WARN(1, "Wrong coherent size(%p-%p) from atomic pool(%p-%p)\n",
522              start, end - 1, pool_start, pool_end - 1);
523
524         return false;
525 }
526
527 static int __free_from_pool(void *start, size_t size)
528 {
529         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
530         unsigned long pageno, count;
531         unsigned long flags;
532
533         if (!__in_atomic_pool(start, size))
534                 return 0;
535
536         pageno = (start - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
537         count = size >> PAGE_SHIFT;
538
539         spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
540         bitmap_clear(pool->bitmap, pageno, count);
541         spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
542
543         return 1;
544 }
545
546 static void *__alloc_from_contiguous(struct device *dev, size_t size,
547                                      pgprot_t prot, struct page **ret_page,
548 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
549                                      struct dma_attrs *attrs,
550 #endif
551                                      const void *caller)
552 {
553         unsigned long order = get_order(size);
554         size_t count = size >> PAGE_SHIFT;
555         struct page *page;
556         void *ptr;
557
558         page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
559         if (!page)
560                 return NULL;
561
562         __dma_clear_buffer(page, size);
563
564 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
565         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
566                 return (*ret_page=page);
567 #endif
568
569         if (PageHighMem(page)) {
570                 ptr = __dma_alloc_remap(page, size, GFP_KERNEL, prot, caller);
571                 if (!ptr) {
572                         dma_release_from_contiguous(dev, page, count);
573                         return NULL;
574                 }
575         } else {
576                 __dma_remap(page, size, prot);
577                 ptr = page_address(page);
578         }
579         *ret_page = page;
580         return ptr;
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
584 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
585                                    void *cpu_addr, size_t size,
586                                    struct dma_attrs *attrs)
587 {
588         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
589                 if (PageHighMem(page))
590                         __dma_free_remap(cpu_addr, size);
591                 else
592                         __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
593         }
594         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
595 }
596 #else
597 static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,
598                                    void *cpu_addr, size_t size)
599 {
600         if (PageHighMem(page))
601                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
602         else
603                 __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);
604         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);
605 }
606 #endif
607
608 static inline pgprot_t __get_dma_pgprot(struct dma_attrs *attrs, pgprot_t prot)
609 {
610         prot = dma_get_attr(DMA_ATTR_WRITE_COMBINE, attrs) ?
611                             pgprot_writecombine(prot) :
612                             pgprot_dmacoherent(prot);
613         return prot;
614 }
615
616 #define nommu() 0
617
618 #else   /* !CONFIG_MMU */
619
620 #define nommu() 1
621
622 #define __get_dma_pgprot(attrs, prot)   __pgprot(0)
623 #define __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, ret, c)      NULL
624 #define __alloc_from_pool(size, ret_page)                       NULL
625 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
626 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, attrs, c) NULL
627 #else
628 #define __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, ret, c)        NULL
629 #endif
630 #define __free_from_pool(cpu_addr, size)                        0
631 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
632 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, attrs) do { } while (0)
633 #else
634 #define __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size)       do { } while (0)
635 #endif
636 #define __dma_free_remap(cpu_addr, size)                        do { } while (0)
637
638 #endif  /* CONFIG_MMU */
639
640 static void *__alloc_simple_buffer(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
641                                    struct page **ret_page)
642 {
643         struct page *page;
644         page = __dma_alloc_buffer(dev, size, gfp);
645         if (!page)
646                 return NULL;
647
648         *ret_page = page;
649         return page_address(page);
650 }
651
652
653
654 static void *__dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
655 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
656                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent,
657                          struct dma_attrs *attrs, const void *caller)
658 #else
659                          gfp_t gfp, pgprot_t prot, bool is_coherent, const void *caller)
660 #endif
661 {
662         u64 mask = get_coherent_dma_mask(dev);
663         struct page *page = NULL;
664         void *addr;
665
666 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
667         u64 limit = (mask + 1) & ~mask;
668         if (limit && size >= limit) {
669                 dev_warn(dev, "coherent allocation too big (requested %#x mask %#llx)\n",
670                         size, mask);
671                 return NULL;
672         }
673 #endif
674
675         if (!mask)
676                 return NULL;
677
678         if (mask < 0xffffffffULL)
679                 gfp |= GFP_DMA;
680
681         /*
682          * Following is a work-around (a.k.a. hack) to prevent pages
683          * with __GFP_COMP being passed to split_page() which cannot
684          * handle them.  The real problem is that this flag probably
685          * should be 0 on ARM as it is not supported on this
686          * platform; see CONFIG_HUGETLBFS.
687          */
688         gfp &= ~(__GFP_COMP);
689
690         *handle = DMA_ERROR_CODE;
691         size = PAGE_ALIGN(size);
692
693         if (is_coherent || nommu())
694                 addr = __alloc_simple_buffer(dev, size, gfp, &page);
695         else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
696                 addr = __alloc_from_pool(size, &page);
697         else if (!IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA))
698                 addr = __alloc_remap_buffer(dev, size, gfp, prot, &page, caller);
699         else
700 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
701                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, attrs, caller);
702 #else
703                 addr = __alloc_from_contiguous(dev, size, prot, &page, caller);
704 #endif
705
706         if (addr)
707                 *handle = pfn_to_dma(dev, page_to_pfn(page));
708
709         return addr;
710 }
711
712 /*
713  * Allocate DMA-coherent memory space and return both the kernel remapped
714  * virtual and bus address for that space.
715  */
716 void *arm_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
717                     gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
718 {
719         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
720         void *memory;
721
722         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
723                 return memory;
724
725         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, false,
726 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
727                            attrs,
728 #endif
729                            __builtin_return_address(0));
730 }
731
732 static void *arm_coherent_dma_alloc(struct device *dev, size_t size,
733         dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
734 {
735         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
736         void *memory;
737
738         if (dma_alloc_from_coherent(dev, size, handle, &memory))
739                 return memory;
740
741         return __dma_alloc(dev, size, handle, gfp, prot, true,
742 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
743                            attrs,
744 #endif
745                            __builtin_return_address(0));
746 }
747
748 /*
749  * Create userspace mapping for the DMA-coherent memory.
750  */
751 int arm_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
752                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
753                  struct dma_attrs *attrs)
754 {
755         int ret = -ENXIO;
756 #ifdef CONFIG_MMU
757         unsigned long nr_vma_pages = (vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
758         unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
759         unsigned long pfn = dma_to_pfn(dev, dma_addr);
760         unsigned long off = vma->vm_pgoff;
761
762         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
763
764         if (dma_mmap_from_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
765                 return ret;
766
767         if (off < nr_pages && nr_vma_pages <= (nr_pages - off)) {
768                 ret = remap_pfn_range(vma, vma->vm_start,
769                                       pfn + off,
770                                       vma->vm_end - vma->vm_start,
771                                       vma->vm_page_prot);
772         }
773 #endif  /* CONFIG_MMU */
774
775         return ret;
776 }
777
778 /*
779  * Free a buffer as defined by the above mapping.
780  */
781 static void __arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
782                            dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs,
783                            bool is_coherent)
784 {
785         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
786
787         if (dma_release_from_coherent(dev, get_order(size), cpu_addr))
788                 return;
789
790         size = PAGE_ALIGN(size);
791
792         if (is_coherent || nommu()) {
793                 __dma_free_buffer(page, size);
794         } else if (__free_from_pool(cpu_addr, size)) {
795                 return;
796         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_DMA_CMA)) {
797                 __dma_free_remap(cpu_addr, size);
798                 __dma_free_buffer(page, size);
799         } else {
800                 /*
801                  * Non-atomic allocations cannot be freed with IRQs disabled
802                  */
803                 WARN_ON(irqs_disabled());
804 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
805                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size, attrs);
806 #else
807                 __free_from_contiguous(dev, page, cpu_addr, size);
808 #endif
809         }
810 }
811
812 void arm_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
813                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
814 {
815         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, false);
816 }
817
818 static void arm_coherent_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
819                                   dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
820 {
821         __arm_dma_free(dev, size, cpu_addr, handle, attrs, true);
822 }
823
824 int arm_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
825                  void *cpu_addr, dma_addr_t handle, size_t size,
826                  struct dma_attrs *attrs)
827 {
828         struct page *page = pfn_to_page(dma_to_pfn(dev, handle));
829         int ret;
830
831         ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
832         if (unlikely(ret))
833                 return ret;
834
835         sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
836         return 0;
837 }
838
839 static void dma_cache_maint_page(struct page *page, unsigned long offset,
840         size_t size, enum dma_data_direction dir,
841         void (*op)(const void *, size_t, int))
842 {
843         unsigned long pfn;
844         size_t left = size;
845
846         pfn = page_to_pfn(page) + offset / PAGE_SIZE;
847         offset %= PAGE_SIZE;
848
849         /*
850          * A single sg entry may refer to multiple physically contiguous
851          * pages.  But we still need to process highmem pages individually.
852          * If highmem is not configured then the bulk of this loop gets
853          * optimized out.
854          */
855         do {
856                 size_t len = left;
857                 void *vaddr;
858
859                 page = pfn_to_page(pfn);
860
861                 if (PageHighMem(page)) {
862                         if (len + offset > PAGE_SIZE)
863                                 len = PAGE_SIZE - offset;
864
865                         if (cache_is_vipt_nonaliasing()) {
866                                 vaddr = kmap_atomic(page);
867                                 op(vaddr + offset, len, dir);
868                                 kunmap_atomic(vaddr);
869                         } else {
870                                 vaddr = kmap_high_get(page);
871                                 if (vaddr) {
872                                         op(vaddr + offset, len, dir);
873                                         kunmap_high(page);
874                                 }
875                         }
876                 } else {
877                         vaddr = page_address(page) + offset;
878                         op(vaddr, len, dir);
879                 }
880                 offset = 0;
881                 pfn++;
882                 left -= len;
883         } while (left);
884 }
885
886 /*
887  * Make an area consistent for devices.
888  * Note: Drivers should NOT use this function directly, as it will break
889  * platforms with CONFIG_DMABOUNCE.
890  * Use the driver DMA support - see dma-mapping.h (dma_sync_*)
891  */
892 static void __dma_page_cpu_to_dev(struct page *page, unsigned long off,
893         size_t size, enum dma_data_direction dir)
894 {
895         unsigned long paddr;
896
897         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_map_area);
898
899         paddr = page_to_phys(page) + off;
900         if (dir == DMA_FROM_DEVICE) {
901                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
902         } else {
903                 outer_clean_range(paddr, paddr + size);
904         }
905         /* FIXME: non-speculating: flush on bidirectional mappings? */
906 }
907
908 static void __dma_page_dev_to_cpu(struct page *page, unsigned long off,
909         size_t size, enum dma_data_direction dir)
910 {
911         unsigned long paddr = page_to_phys(page) + off;
912
913         /* FIXME: non-speculating: not required */
914         /* don't bother invalidating if DMA to device */
915         if (dir != DMA_TO_DEVICE)
916                 outer_inv_range(paddr, paddr + size);
917
918         dma_cache_maint_page(page, off, size, dir, dmac_unmap_area);
919
920         /*
921          * Mark the D-cache clean for this page to avoid extra flushing.
922          */
923         if (dir != DMA_TO_DEVICE && off == 0 && size >= PAGE_SIZE)
924                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
925 }
926
927 /**
928  * arm_dma_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
929  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
930  * @sg: list of buffers
931  * @nents: number of buffers to map
932  * @dir: DMA transfer direction
933  *
934  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
935  * This is the scatter-gather version of the dma_map_single interface.
936  * Here the scatter gather list elements are each tagged with the
937  * appropriate dma address and length.  They are obtained via
938  * sg_dma_{address,length}.
939  *
940  * Device ownership issues as mentioned for dma_map_single are the same
941  * here.
942  */
943 int arm_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
944                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
945 {
946         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
947         struct scatterlist *s;
948         int i, j;
949
950         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
951 #ifdef CONFIG_NEED_SG_DMA_LENGTH
952                 s->dma_length = s->length;
953 #endif
954                 s->dma_address = ops->map_page(dev, sg_page(s), s->offset,
955                                                 s->length, dir, attrs);
956                 if (dma_mapping_error(dev, s->dma_address))
957                         goto bad_mapping;
958         }
959         return nents;
960
961  bad_mapping:
962         for_each_sg(sg, s, i, j)
963                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
964         return 0;
965 }
966
967 /**
968  * arm_dma_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
969  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
970  * @sg: list of buffers
971  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
972  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
973  *
974  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
975  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
976  */
977 void arm_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
978                 enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
979 {
980         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
981         struct scatterlist *s;
982
983         int i;
984
985         for_each_sg(sg, s, nents, i)
986                 ops->unmap_page(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s), dir, attrs);
987 }
988
989 /**
990  * arm_dma_sync_sg_for_cpu
991  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
992  * @sg: list of buffers
993  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
994  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
995  */
996 void arm_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
997                         int nents, enum dma_data_direction dir)
998 {
999         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
1000         struct scatterlist *s;
1001         int i;
1002
1003         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1004                 ops->sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1005                                          dir);
1006 }
1007
1008 /**
1009  * arm_dma_sync_sg_for_device
1010  * @dev: valid struct device pointer, or NULL for ISA and EISA-like devices
1011  * @sg: list of buffers
1012  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1013  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1014  */
1015 void arm_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1016                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1017 {
1018         struct dma_map_ops *ops = get_dma_ops(dev);
1019         struct scatterlist *s;
1020         int i;
1021
1022         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1023                 ops->sync_single_for_device(dev, sg_dma_address(s), s->length,
1024                                             dir);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Return whether the given device DMA address mask can be supported
1029  * properly.  For example, if your device can only drive the low 24-bits
1030  * during bus mastering, then you would pass 0x00ffffff as the mask
1031  * to this function.
1032  */
1033 int dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1034 {
1035         if (mask < (u64)arm_dma_limit)
1036                 return 0;
1037         return 1;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL(dma_supported);
1040
1041 int arm_dma_set_mask(struct device *dev, u64 dma_mask)
1042 {
1043         if (!dev->dma_mask || !dma_supported(dev, dma_mask))
1044                 return -EIO;
1045
1046         *dev->dma_mask = dma_mask;
1047
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 #define PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES      4096
1052
1053 static int __init dma_debug_do_init(void)
1054 {
1055         dma_debug_init(PREALLOC_DMA_DEBUG_ENTRIES);
1056         return 0;
1057 }
1058 fs_initcall(dma_debug_do_init);
1059
1060 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_USE_IOMMU
1061
1062 /* IOMMU */
1063
1064 static inline dma_addr_t __alloc_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1065                                       size_t size)
1066 {
1067         unsigned int order = get_order(size);
1068         unsigned int align = 0;
1069         unsigned int count, start;
1070         unsigned long flags;
1071
1072         if (order > CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT)
1073                 order = CONFIG_ARM_DMA_IOMMU_ALIGNMENT;
1074
1075         count = ((PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT) +
1076                  (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
1077
1078         if (order > mapping->order)
1079                 align = (1 << (order - mapping->order)) - 1;
1080
1081         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1082         start = bitmap_find_next_zero_area(mapping->bitmap, mapping->bits, 0,
1083                                            count, align);
1084         if (start > mapping->bits) {
1085                 spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1086                 return DMA_ERROR_CODE;
1087         }
1088
1089         bitmap_set(mapping->bitmap, start, count);
1090         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1091
1092         return mapping->base + (start << (mapping->order + PAGE_SHIFT));
1093 }
1094
1095 static inline void __free_iova(struct dma_iommu_mapping *mapping,
1096                                dma_addr_t addr, size_t size)
1097 {
1098         unsigned int start = (addr - mapping->base) >>
1099                              (mapping->order + PAGE_SHIFT);
1100         unsigned int count = ((size >> PAGE_SHIFT) +
1101                               (1 << mapping->order) - 1) >> mapping->order;
1102         unsigned long flags;
1103
1104         spin_lock_irqsave(&mapping->lock, flags);
1105         bitmap_clear(mapping->bitmap, start, count);
1106         spin_unlock_irqrestore(&mapping->lock, flags);
1107 }
1108
1109 static struct page **__iommu_alloc_buffer(struct device *dev, size_t size,
1110                                           gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1111 {
1112         struct page **pages;
1113         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1114         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1115         int i = 0;
1116
1117         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1118                 pages = kzalloc(array_size, gfp);
1119         else
1120                 pages = vzalloc(array_size);
1121         if (!pages)
1122                 return NULL;
1123
1124         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs))
1125         {
1126                 unsigned long order = get_order(size);
1127                 struct page *page;
1128
1129                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, count, order);
1130                 if (!page)
1131                         goto error;
1132
1133                 __dma_clear_buffer(page, size);
1134
1135                 for (i = 0; i < count; i++)
1136                         pages[i] = page + i;
1137
1138                 return pages;
1139         }
1140
1141         /*
1142          * IOMMU can map any pages, so himem can also be used here
1143          */
1144         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
1145
1146         while (count) {
1147                 int j, order = __fls(count);
1148
1149                 pages[i] = alloc_pages(gfp, order);
1150                 while (!pages[i] && order)
1151                         pages[i] = alloc_pages(gfp, --order);
1152                 if (!pages[i])
1153                         goto error;
1154
1155                 if (order) {
1156                         split_page(pages[i], order);
1157                         j = 1 << order;
1158                         while (--j)
1159                                 pages[i + j] = pages[i] + j;
1160                 }
1161
1162                 __dma_clear_buffer(pages[i], PAGE_SIZE << order);
1163                 i += 1 << order;
1164                 count -= 1 << order;
1165         }
1166
1167         return pages;
1168 error:
1169         while (i--)
1170                 if (pages[i])
1171                         __free_pages(pages[i], 0);
1172         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1173                 kfree(pages);
1174         else
1175                 vfree(pages);
1176         return NULL;
1177 }
1178
1179 static int __iommu_free_buffer(struct device *dev, struct page **pages,
1180                                size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1181 {
1182         int count = size >> PAGE_SHIFT;
1183         int array_size = count * sizeof(struct page *);
1184         int i;
1185
1186         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS, attrs)) {
1187                 dma_release_from_contiguous(dev, pages[0], count);
1188         } else {
1189                 for (i = 0; i < count; i++)
1190                         if (pages[i])
1191                                 __free_pages(pages[i], 0);
1192         }
1193
1194         if (array_size <= PAGE_SIZE)
1195                 kfree(pages);
1196         else
1197                 vfree(pages);
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Create a CPU mapping for a specified pages
1203  */
1204 static void *
1205 __iommu_alloc_remap(struct page **pages, size_t size, gfp_t gfp, pgprot_t prot,
1206                     const void *caller)
1207 {
1208         return dma_common_pages_remap(pages, size,
1209                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP, prot, caller);
1210         return NULL;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Create a mapping in device IO address space for specified pages
1215  */
1216 static dma_addr_t
1217 __iommu_create_mapping(struct device *dev, struct page **pages, size_t size)
1218 {
1219         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1220         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1221         dma_addr_t dma_addr, iova;
1222         int i, ret = DMA_ERROR_CODE;
1223
1224         dma_addr = __alloc_iova(mapping, size);
1225         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1226                 return dma_addr;
1227
1228         iova = dma_addr;
1229         for (i = 0; i < count; ) {
1230                 unsigned int next_pfn = page_to_pfn(pages[i]) + 1;
1231                 phys_addr_t phys = page_to_phys(pages[i]);
1232                 unsigned int len, j;
1233
1234                 for (j = i + 1; j < count; j++, next_pfn++)
1235                         if (page_to_pfn(pages[j]) != next_pfn)
1236                                 break;
1237
1238                 len = (j - i) << PAGE_SHIFT;
1239                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1240                 if (ret < 0)
1241                         goto fail;
1242                 iova += len;
1243                 i = j;
1244         }
1245         return dma_addr;
1246 fail:
1247         iommu_unmap(mapping->domain, dma_addr, iova-dma_addr);
1248         __free_iova(mapping, dma_addr, size);
1249         return DMA_ERROR_CODE;
1250 }
1251
1252 static int __iommu_remove_mapping(struct device *dev, dma_addr_t iova, size_t size)
1253 {
1254         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1255
1256         /*
1257          * add optional in-page offset from iova to size and align
1258          * result to page size
1259          */
1260         size = PAGE_ALIGN((iova & ~PAGE_MASK) + size);
1261         iova &= PAGE_MASK;
1262
1263         iommu_unmap(mapping->domain, iova, size);
1264         __free_iova(mapping, iova, size);
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 static struct page **__atomic_get_pages(void *addr)
1269 {
1270         struct dma_pool *pool = &atomic_pool;
1271         struct page **pages = pool->pages;
1272         int offs = (addr - pool->vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1273
1274         return pages + offs;
1275 }
1276
1277 static struct page **__iommu_get_pages(void *cpu_addr, struct dma_attrs *attrs)
1278 {
1279         struct vm_struct *area;
1280
1281         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, PAGE_SIZE))
1282                 return __atomic_get_pages(cpu_addr);
1283
1284         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1285                 return cpu_addr;
1286
1287         area = find_vm_area(cpu_addr);
1288         if (area && (area->flags & VM_ARM_DMA_CONSISTENT))
1289                 return area->pages;
1290         return NULL;
1291 }
1292
1293 static void *__iommu_alloc_atomic(struct device *dev, size_t size,
1294                                   dma_addr_t *handle)
1295 {
1296         struct page *page;
1297         void *addr;
1298
1299         addr = __alloc_from_pool(size, &page);
1300         if (!addr)
1301                 return NULL;
1302
1303         *handle = __iommu_create_mapping(dev, &page, size);
1304         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1305                 goto err_mapping;
1306
1307         return addr;
1308
1309 err_mapping:
1310         __free_from_pool(addr, size);
1311         return NULL;
1312 }
1313
1314 static void __iommu_free_atomic(struct device *dev, void *cpu_addr,
1315                                 dma_addr_t handle, size_t size)
1316 {
1317         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1318         __free_from_pool(cpu_addr, size);
1319 }
1320
1321 static void *arm_iommu_alloc_attrs(struct device *dev, size_t size,
1322             dma_addr_t *handle, gfp_t gfp, struct dma_attrs *attrs)
1323 {
1324         pgprot_t prot = __get_dma_pgprot(attrs, pgprot_kernel);
1325         struct page **pages;
1326         void *addr = NULL;
1327
1328         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1329         size = PAGE_ALIGN(size);
1330
1331         if (!(gfp & __GFP_WAIT))
1332                 return __iommu_alloc_atomic(dev, size, handle);
1333
1334         pages = __iommu_alloc_buffer(dev, size, gfp, attrs);
1335         if (!pages)
1336                 return NULL;
1337
1338         *handle = __iommu_create_mapping(dev, pages, size);
1339         if (*handle == DMA_ERROR_CODE)
1340                 goto err_buffer;
1341
1342         if (dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs))
1343                 return pages;
1344
1345         addr = __iommu_alloc_remap(pages, size, gfp, prot,
1346                                    __builtin_return_address(0));
1347         if (!addr)
1348                 goto err_mapping;
1349
1350         return addr;
1351
1352 err_mapping:
1353         __iommu_remove_mapping(dev, *handle, size);
1354 err_buffer:
1355         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1356         return NULL;
1357 }
1358
1359 static int arm_iommu_mmap_attrs(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
1360                     void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1361                     struct dma_attrs *attrs)
1362 {
1363         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
1364         unsigned long usize = vma->vm_end - vma->vm_start;
1365         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1366
1367         vma->vm_page_prot = __get_dma_pgprot(attrs, vma->vm_page_prot);
1368
1369         if (!pages)
1370                 return -ENXIO;
1371
1372         do {
1373                 int ret = vm_insert_page(vma, uaddr, *pages++);
1374                 if (ret) {
1375                         pr_err("Remapping memory failed: %d\n", ret);
1376                         return ret;
1377                 }
1378                 uaddr += PAGE_SIZE;
1379                 usize -= PAGE_SIZE;
1380         } while (usize > 0);
1381
1382         return 0;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * free a page as defined by the above mapping.
1387  * Must not be called with IRQs disabled.
1388  */
1389 void arm_iommu_free_attrs(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
1390                           dma_addr_t handle, struct dma_attrs *attrs)
1391 {
1392         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1393         size = PAGE_ALIGN(size);
1394
1395         if (!pages) {
1396                 WARN(1, "trying to free invalid coherent area: %p\n", cpu_addr);
1397                 return;
1398         }
1399
1400         if (__in_atomic_pool(cpu_addr, size)) {
1401                 __iommu_free_atomic(dev, cpu_addr, handle, size);
1402                 return;
1403         }
1404
1405         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_NO_KERNEL_MAPPING, attrs)) {
1406                 dma_common_free_remap(cpu_addr, size,
1407                         VM_ARM_DMA_CONSISTENT | VM_USERMAP);
1408         }
1409
1410         __iommu_remove_mapping(dev, handle, size);
1411         __iommu_free_buffer(dev, pages, size, attrs);
1412 }
1413
1414 static int arm_iommu_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
1415                                  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr,
1416                                  size_t size, struct dma_attrs *attrs)
1417 {
1418         unsigned int count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
1419         struct page **pages = __iommu_get_pages(cpu_addr, attrs);
1420
1421         if (!pages)
1422                 return -ENXIO;
1423
1424         return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size,
1425                                          GFP_KERNEL);
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Map a part of the scatter-gather list into contiguous io address space
1430  */
1431 static int __map_sg_chunk(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1432                           size_t size, dma_addr_t *handle,
1433                           enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1434                           bool is_coherent)
1435 {
1436         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1437         dma_addr_t iova, iova_base;
1438         int ret = 0;
1439         unsigned int count;
1440         struct scatterlist *s;
1441
1442         size = PAGE_ALIGN(size);
1443         *handle = DMA_ERROR_CODE;
1444
1445         iova_base = iova = __alloc_iova(mapping, size);
1446         if (iova == DMA_ERROR_CODE)
1447                 return -ENOMEM;
1448
1449         for (count = 0, s = sg; count < (size >> PAGE_SHIFT); s = sg_next(s)) {
1450                 phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s));
1451                 unsigned int len = PAGE_ALIGN(s->offset + s->length);
1452
1453                 if (!is_coherent &&
1454                         !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1455                         __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1456
1457                 ret = iommu_map(mapping->domain, iova, phys, len, 0);
1458                 if (ret < 0)
1459                         goto fail;
1460                 count += len >> PAGE_SHIFT;
1461                 iova += len;
1462         }
1463         *handle = iova_base;
1464
1465         return 0;
1466 fail:
1467         iommu_unmap(mapping->domain, iova_base, count * PAGE_SIZE);
1468         __free_iova(mapping, iova_base, size);
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static int __iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1473                      enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1474                      bool is_coherent)
1475 {
1476         struct scatterlist *s = sg, *dma = sg, *start = sg;
1477         int i, count = 0;
1478         unsigned int offset = s->offset;
1479         unsigned int size = s->offset + s->length;
1480         unsigned int max = dma_get_max_seg_size(dev);
1481
1482         for (i = 1; i < nents; i++) {
1483                 s = sg_next(s);
1484
1485                 s->dma_address = DMA_ERROR_CODE;
1486                 s->dma_length = 0;
1487
1488                 if (s->offset || (size & ~PAGE_MASK) || size + s->length > max) {
1489                         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address,
1490                             dir, attrs, is_coherent) < 0)
1491                                 goto bad_mapping;
1492
1493                         dma->dma_address += offset;
1494                         dma->dma_length = size - offset;
1495
1496                         size = offset = s->offset;
1497                         start = s;
1498                         dma = sg_next(dma);
1499                         count += 1;
1500                 }
1501                 size += s->length;
1502         }
1503         if (__map_sg_chunk(dev, start, size, &dma->dma_address, dir, attrs,
1504                 is_coherent) < 0)
1505                 goto bad_mapping;
1506
1507         dma->dma_address += offset;
1508         dma->dma_length = size - offset;
1509
1510         return count+1;
1511
1512 bad_mapping:
1513         for_each_sg(sg, s, count, i)
1514                 __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s), sg_dma_len(s));
1515         return 0;
1516 }
1517
1518 /**
1519  * arm_coherent_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1520  * @dev: valid struct device pointer
1521  * @sg: list of buffers
1522  * @nents: number of buffers to map
1523  * @dir: DMA transfer direction
1524  *
1525  * Map a set of i/o coherent buffers described by scatterlist in streaming
1526  * mode for DMA. The scatter gather list elements are merged together (if
1527  * possible) and tagged with the appropriate dma address and length. They are
1528  * obtained via sg_dma_{address,length}.
1529  */
1530 int arm_coherent_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1531                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1532 {
1533         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1534 }
1535
1536 /**
1537  * arm_iommu_map_sg - map a set of SG buffers for streaming mode DMA
1538  * @dev: valid struct device pointer
1539  * @sg: list of buffers
1540  * @nents: number of buffers to map
1541  * @dir: DMA transfer direction
1542  *
1543  * Map a set of buffers described by scatterlist in streaming mode for DMA.
1544  * The scatter gather list elements are merged together (if possible) and
1545  * tagged with the appropriate dma address and length. They are obtained via
1546  * sg_dma_{address,length}.
1547  */
1548 int arm_iommu_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1549                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1550 {
1551         return __iommu_map_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1552 }
1553
1554 static void __iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1555                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs,
1556                 bool is_coherent)
1557 {
1558         struct scatterlist *s;
1559         int i;
1560
1561         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
1562                 if (sg_dma_len(s))
1563                         __iommu_remove_mapping(dev, sg_dma_address(s),
1564                                                sg_dma_len(s));
1565                 if (!is_coherent &&
1566                     !dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1567                         __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset,
1568                                               s->length, dir);
1569         }
1570 }
1571
1572 /**
1573  * arm_coherent_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1574  * @dev: valid struct device pointer
1575  * @sg: list of buffers
1576  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1577  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1578  *
1579  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1580  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1581  */
1582 void arm_coherent_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1583                 int nents, enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1584 {
1585         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, true);
1586 }
1587
1588 /**
1589  * arm_iommu_unmap_sg - unmap a set of SG buffers mapped by dma_map_sg
1590  * @dev: valid struct device pointer
1591  * @sg: list of buffers
1592  * @nents: number of buffers to unmap (same as was passed to dma_map_sg)
1593  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1594  *
1595  * Unmap a set of streaming mode DMA translations.  Again, CPU access
1596  * rules concerning calls here are the same as for dma_unmap_single().
1597  */
1598 void arm_iommu_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
1599                         enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1600 {
1601         __iommu_unmap_sg(dev, sg, nents, dir, attrs, false);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * arm_iommu_sync_sg_for_cpu
1606  * @dev: valid struct device pointer
1607  * @sg: list of buffers
1608  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1609  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1610  */
1611 void arm_iommu_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1612                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1613 {
1614         struct scatterlist *s;
1615         int i;
1616
1617         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1618                 __dma_page_dev_to_cpu(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1619
1620 }
1621
1622 /**
1623  * arm_iommu_sync_sg_for_device
1624  * @dev: valid struct device pointer
1625  * @sg: list of buffers
1626  * @nents: number of buffers to map (returned from dma_map_sg)
1627  * @dir: DMA transfer direction (same as was passed to dma_map_sg)
1628  */
1629 void arm_iommu_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
1630                         int nents, enum dma_data_direction dir)
1631 {
1632         struct scatterlist *s;
1633         int i;
1634
1635         for_each_sg(sg, s, nents, i)
1636                 __dma_page_cpu_to_dev(sg_page(s), s->offset, s->length, dir);
1637 }
1638
1639
1640 /**
1641  * arm_coherent_iommu_map_page
1642  * @dev: valid struct device pointer
1643  * @page: page that buffer resides in
1644  * @offset: offset into page for start of buffer
1645  * @size: size of buffer to map
1646  * @dir: DMA transfer direction
1647  *
1648  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1649  */
1650 static dma_addr_t arm_coherent_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1651              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1652              struct dma_attrs *attrs)
1653 {
1654         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1655         dma_addr_t dma_addr;
1656         int ret, len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1657
1658         dma_addr = __alloc_iova(mapping, len);
1659         if (dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
1660                 return dma_addr;
1661
1662         ret = iommu_map(mapping->domain, dma_addr, page_to_phys(page), len, 0);
1663         if (ret < 0)
1664                 goto fail;
1665
1666         return dma_addr + offset;
1667 fail:
1668         __free_iova(mapping, dma_addr, len);
1669         return DMA_ERROR_CODE;
1670 }
1671
1672 /**
1673  * arm_iommu_map_page
1674  * @dev: valid struct device pointer
1675  * @page: page that buffer resides in
1676  * @offset: offset into page for start of buffer
1677  * @size: size of buffer to map
1678  * @dir: DMA transfer direction
1679  *
1680  * IOMMU aware version of arm_dma_map_page()
1681  */
1682 static dma_addr_t arm_iommu_map_page(struct device *dev, struct page *page,
1683              unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
1684              struct dma_attrs *attrs)
1685 {
1686         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1687                 __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1688
1689         return arm_coherent_iommu_map_page(dev, page, offset, size, dir, attrs);
1690 }
1691
1692 /**
1693  * arm_coherent_iommu_unmap_page
1694  * @dev: valid struct device pointer
1695  * @handle: DMA address of buffer
1696  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1697  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1698  *
1699  * Coherent IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1700  */
1701 static void arm_coherent_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1702                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1703                 struct dma_attrs *attrs)
1704 {
1705         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1706         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1707         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1708         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1709
1710         if (!iova)
1711                 return;
1712
1713         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1714         __free_iova(mapping, iova, len);
1715 }
1716
1717 /**
1718  * arm_iommu_unmap_page
1719  * @dev: valid struct device pointer
1720  * @handle: DMA address of buffer
1721  * @size: size of buffer (same as passed to dma_map_page)
1722  * @dir: DMA transfer direction (same as passed to dma_map_page)
1723  *
1724  * IOMMU aware version of arm_dma_unmap_page()
1725  */
1726 static void arm_iommu_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle,
1727                 size_t size, enum dma_data_direction dir,
1728                 struct dma_attrs *attrs)
1729 {
1730         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1731         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1732         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1733         int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1734         int len = PAGE_ALIGN(size + offset);
1735
1736         if (!iova)
1737                 return;
1738
1739         if (!dma_get_attr(DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC, attrs))
1740                 __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1741
1742         iommu_unmap(mapping->domain, iova, len);
1743         __free_iova(mapping, iova, len);
1744 }
1745
1746 static void arm_iommu_sync_single_for_cpu(struct device *dev,
1747                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1748 {
1749         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1750         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1751         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1752         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1753
1754         if (!iova)
1755                 return;
1756
1757         __dma_page_dev_to_cpu(page, offset, size, dir);
1758 }
1759
1760 static void arm_iommu_sync_single_for_device(struct device *dev,
1761                 dma_addr_t handle, size_t size, enum dma_data_direction dir)
1762 {
1763         struct dma_iommu_mapping *mapping = dev->archdata.mapping;
1764         dma_addr_t iova = handle & PAGE_MASK;
1765         struct page *page = phys_to_page(iommu_iova_to_phys(mapping->domain, iova));
1766         unsigned int offset = handle & ~PAGE_MASK;
1767
1768         if (!iova)
1769                 return;
1770
1771         __dma_page_cpu_to_dev(page, offset, size, dir);
1772 }
1773
1774 struct dma_map_ops iommu_ops = {
1775         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1776         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1777         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1778         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1779
1780         .map_page               = arm_iommu_map_page,
1781         .unmap_page             = arm_iommu_unmap_page,
1782         .sync_single_for_cpu    = arm_iommu_sync_single_for_cpu,
1783         .sync_single_for_device = arm_iommu_sync_single_for_device,
1784
1785         .map_sg                 = arm_iommu_map_sg,
1786         .unmap_sg               = arm_iommu_unmap_sg,
1787         .sync_sg_for_cpu        = arm_iommu_sync_sg_for_cpu,
1788         .sync_sg_for_device     = arm_iommu_sync_sg_for_device,
1789
1790         .set_dma_mask           = arm_dma_set_mask,
1791 };
1792
1793 struct dma_map_ops iommu_coherent_ops = {
1794         .alloc          = arm_iommu_alloc_attrs,
1795         .free           = arm_iommu_free_attrs,
1796         .mmap           = arm_iommu_mmap_attrs,
1797         .get_sgtable    = arm_iommu_get_sgtable,
1798
1799         .map_page       = arm_coherent_iommu_map_page,
1800         .unmap_page     = arm_coherent_iommu_unmap_page,
1801
1802         .map_sg         = arm_coherent_iommu_map_sg,
1803         .unmap_sg       = arm_coherent_iommu_unmap_sg,
1804
1805         .set_dma_mask   = arm_dma_set_mask,
1806 };
1807
1808 /**
1809  * arm_iommu_create_mapping
1810  * @bus: pointer to the bus holding the client device (for IOMMU calls)
1811  * @base: start address of the valid IO address space
1812  * @size: size of the valid IO address space
1813  * @order: accuracy of the IO addresses allocations
1814  *
1815  * Creates a mapping structure which holds information about used/unused
1816  * IO address ranges, which is required to perform memory allocation and
1817  * mapping with IOMMU aware functions.
1818  *
1819  * The client device need to be attached to the mapping with
1820  * arm_iommu_attach_device function.
1821  */
1822 struct dma_iommu_mapping *
1823 arm_iommu_create_mapping(struct bus_type *bus, dma_addr_t base, size_t size,
1824                          int order)
1825 {
1826         unsigned int count = size >> (PAGE_SHIFT + order);
1827         unsigned int bitmap_size = BITS_TO_LONGS(count) * sizeof(long);
1828         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1829         int err = -ENOMEM;
1830
1831         if (!count)
1832                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1833
1834         mapping = kzalloc(sizeof(struct dma_iommu_mapping), GFP_KERNEL);
1835         if (!mapping)
1836                 goto err;
1837
1838         mapping->bitmap = kzalloc(bitmap_size, GFP_KERNEL);
1839         if (!mapping->bitmap)
1840                 goto err2;
1841
1842         mapping->base = base;
1843         mapping->bits = BITS_PER_BYTE * bitmap_size;
1844         mapping->order = order;
1845         spin_lock_init(&mapping->lock);
1846
1847         mapping->domain = iommu_domain_alloc(bus);
1848         if (!mapping->domain)
1849                 goto err3;
1850
1851         kref_init(&mapping->kref);
1852         return mapping;
1853 err3:
1854         kfree(mapping->bitmap);
1855 err2:
1856         kfree(mapping);
1857 err:
1858         return ERR_PTR(err);
1859 }
1860 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_create_mapping);
1861
1862 static void release_iommu_mapping(struct kref *kref)
1863 {
1864         struct dma_iommu_mapping *mapping =
1865                 container_of(kref, struct dma_iommu_mapping, kref);
1866
1867         iommu_domain_free(mapping->domain);
1868         kfree(mapping->bitmap);
1869         kfree(mapping);
1870 }
1871
1872 void arm_iommu_release_mapping(struct dma_iommu_mapping *mapping)
1873 {
1874         if (mapping)
1875                 kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1876 }
1877 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_release_mapping);
1878
1879 /**
1880  * arm_iommu_attach_device
1881  * @dev: valid struct device pointer
1882  * @mapping: io address space mapping structure (returned from
1883  *      arm_iommu_create_mapping)
1884  *
1885  * Attaches specified io address space mapping to the provided device,
1886  * this replaces the dma operations (dma_map_ops pointer) with the
1887  * IOMMU aware version. More than one client might be attached to
1888  * the same io address space mapping.
1889  */
1890 int arm_iommu_attach_device(struct device *dev,
1891                             struct dma_iommu_mapping *mapping)
1892 {
1893         int err;
1894
1895         err = iommu_attach_device(mapping->domain, dev);
1896         if (err)
1897                 return err;
1898
1899         kref_get(&mapping->kref);
1900         dev->archdata.mapping = mapping;
1901         set_dma_ops(dev, &iommu_ops);
1902
1903         pr_debug("Attached IOMMU controller to %s device.\n", dev_name(dev));
1904         return 0;
1905 }
1906 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_attach_device);
1907
1908 /**
1909  * arm_iommu_detach_device
1910  * @dev: valid struct device pointer
1911  *
1912  * Detaches the provided device from a previously attached map.
1913  * This voids the dma operations (dma_map_ops pointer)
1914  */
1915 void arm_iommu_detach_device(struct device *dev)
1916 {
1917         struct dma_iommu_mapping *mapping;
1918
1919         mapping = to_dma_iommu_mapping(dev);
1920         if (!mapping) {
1921                 dev_warn(dev, "Not attached\n");
1922                 return;
1923         }
1924
1925         iommu_detach_device(mapping->domain, dev);
1926         kref_put(&mapping->kref, release_iommu_mapping);
1927         mapping = NULL;
1928         set_dma_ops(dev, NULL);
1929
1930         pr_debug("Detached IOMMU controller from %s device.\n", dev_name(dev));
1931 }
1932 EXPORT_SYMBOL_GPL(arm_iommu_detach_device);
1933
1934 #endif