drivers/iommu/dma-iommu.c

   1 /*
   2  * A fairly generic DMA-API to IOMMU-API glue layer.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2014-2015 ARM Ltd.
   5  *
   6  * based in part on arch/arm/mm/dma-mapping.c:
   7  * Copyright (C) 2000-2004 Russell King
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  */
  21
  22 #include <linux/device.h>
  23 #include <linux/dma-iommu.h>
  24 #include <linux/gfp.h>
  25 #include <linux/huge_mm.h>
  26 #include <linux/iommu.h>
  27 #include <linux/iova.h>
  28 #include <linux/irq.h>
  29 #include <linux/mm.h>
  30 #include <linux/pci.h>
  31 #include <linux/scatterlist.h>
  32 #include <linux/vmalloc.h>
  33
  34 struct iommu_dma_msi_page {
  35         struct list_head        list;
  36         dma_addr_t              iova;
  37         phys_addr_t             phys;
  38 };
  39
  40 struct iommu_dma_cookie {
  41         struct iova_domain      iovad;
  42         struct list_head        msi_page_list;
  43         spinlock_t              msi_lock;
  44 };
  45
  46 static inline struct iova_domain *cookie_iovad(struct iommu_domain *domain)
  47 {
  48         return &((struct iommu_dma_cookie *)domain->iova_cookie)->iovad;
  49 }
  50
  51 int iommu_dma_init(void)
  52 {
  53         return iova_cache_get();
  54 }
  55
  56 /**
  57  * iommu_get_dma_cookie - Acquire DMA-API resources for a domain
  58  * @domain: IOMMU domain to prepare for DMA-API usage
  59  *
  60  * IOMMU drivers should normally call this from their domain_alloc
  61  * callback when domain->type == IOMMU_DOMAIN_DMA.
  62  */
  63 int iommu_get_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
  64 {
  65         struct iommu_dma_cookie *cookie;
  66
  67         if (domain->iova_cookie)
  68                 return -EEXIST;
  69
  70         cookie = kzalloc(sizeof(*cookie), GFP_KERNEL);
  71         if (!cookie)
  72                 return -ENOMEM;
  73
  74         spin_lock_init(&cookie->msi_lock);
  75         INIT_LIST_HEAD(&cookie->msi_page_list);
  76         domain->iova_cookie = cookie;
  77         return 0;
  78 }
  79 EXPORT_SYMBOL(iommu_get_dma_cookie);
  80
  81 /**
  82  * iommu_put_dma_cookie - Release a domain's DMA mapping resources
  83  * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
  84  *
  85  * IOMMU drivers should normally call this from their domain_free callback.
  86  */
  87 void iommu_put_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
  88 {
  89         struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
  90         struct iommu_dma_msi_page *msi, *tmp;
  91
  92         if (!cookie)
  93                 return;
  94
  95         if (cookie->iovad.granule)
  96                 put_iova_domain(&cookie->iovad);
  97
  98         list_for_each_entry_safe(msi, tmp, &cookie->msi_page_list, list) {
  99                 list_del(&msi->list);
 100                 kfree(msi);
 101         }
 102         kfree(cookie);
 103         domain->iova_cookie = NULL;
 104 }
 105 EXPORT_SYMBOL(iommu_put_dma_cookie);
 106
 107 static void iova_reserve_pci_windows(struct pci_dev *dev,
 108                 struct iova_domain *iovad)
 109 {
 110         struct pci_host_bridge *bridge = pci_find_host_bridge(dev->bus);
 111         struct resource_entry *window;
 112         unsigned long lo, hi;
 113
 114         resource_list_for_each_entry(window, &bridge->windows) {
 115                 if (resource_type(window->res) != IORESOURCE_MEM &&
 116                     resource_type(window->res) != IORESOURCE_IO)
 117                         continue;
 118
 119                 lo = iova_pfn(iovad, window->res->start - window->offset);
 120                 hi = iova_pfn(iovad, window->res->end - window->offset);
 121                 reserve_iova(iovad, lo, hi);
 122         }
 123 }
 124
 125 /**
 126  * iommu_dma_init_domain - Initialise a DMA mapping domain
 127  * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
 128  * @base: IOVA at which the mappable address space starts
 129  * @size: Size of IOVA space
 130  * @dev: Device the domain is being initialised for
 131  *
 132  * @base and @size should be exact multiples of IOMMU page granularity to
 133  * avoid rounding surprises. If necessary, we reserve the page at address 0
 134  * to ensure it is an invalid IOVA. It is safe to reinitialise a domain, but
 135  * any change which could make prior IOVAs invalid will fail.
 136  */
 137 int iommu_dma_init_domain(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t base,
 138                 u64 size, struct device *dev)
 139 {
 140         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 141         unsigned long order, base_pfn, end_pfn;
 142
 143         if (!iovad)
 144                 return -ENODEV;
 145
 146         /* Use the smallest supported page size for IOVA granularity */
 147         order = __ffs(domain->pgsize_bitmap);
 148         base_pfn = max_t(unsigned long, 1, base >> order);
 149         end_pfn = (base + size - 1) >> order;
 150
 151         /* Check the domain allows at least some access to the device... */
 152         if (domain->geometry.force_aperture) {
 153                 if (base > domain->geometry.aperture_end ||
 154                     base + size <= domain->geometry.aperture_start) {
 155                         pr_warn("specified DMA range outside IOMMU capability\n");
 156                         return -EFAULT;
 157                 }
 158                 /* ...then finally give it a kicking to make sure it fits */
 159                 base_pfn = max_t(unsigned long, base_pfn,
 160                                 domain->geometry.aperture_start >> order);
 161                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn,
 162                                 domain->geometry.aperture_end >> order);
 163         }
 164
 165         /* All we can safely do with an existing domain is enlarge it */
 166         if (iovad->start_pfn) {
 167                 if (1UL << order != iovad->granule ||
 168                     base_pfn != iovad->start_pfn ||
 169                     end_pfn < iovad->dma_32bit_pfn) {
 170                         pr_warn("Incompatible range for DMA domain\n");
 171                         return -EFAULT;
 172                 }
 173                 iovad->dma_32bit_pfn = end_pfn;
 174         } else {
 175                 init_iova_domain(iovad, 1UL << order, base_pfn, end_pfn);
 176                 if (dev && dev_is_pci(dev))
 177                         iova_reserve_pci_windows(to_pci_dev(dev), iovad);
 178         }
 179         return 0;
 180 }
 181 EXPORT_SYMBOL(iommu_dma_init_domain);
 182
 183 /**
 184  * dma_info_to_prot - Translate DMA API directions and attributes to IOMMU API
 185  *                    page flags.
 186  * @dir: Direction of DMA transfer
 187  * @coherent: Is the DMA master cache-coherent?
 188  * @attrs: DMA attributes for the mapping
 189  *
 190  * Return: corresponding IOMMU API page protection flags
 191  */
 192 int dma_info_to_prot(enum dma_data_direction dir, bool coherent,
 193                      unsigned long attrs)
 194 {
 195         int prot = coherent ? IOMMU_CACHE : 0;
 196
 197         if (attrs & DMA_ATTR_PRIVILEGED)
 198                 prot |= IOMMU_PRIV;
 199
 200         switch (dir) {
 201         case DMA_BIDIRECTIONAL:
 202                 return prot | IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
 203         case DMA_TO_DEVICE:
 204                 return prot | IOMMU_READ;
 205         case DMA_FROM_DEVICE:
 206                 return prot | IOMMU_WRITE;
 207         default:
 208                 return 0;
 209         }
 210 }
 211
 212 static struct iova *__alloc_iova(struct iommu_domain *domain, size_t size,
 213                 dma_addr_t dma_limit)
 214 {
 215         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 216         unsigned long shift = iova_shift(iovad);
 217         unsigned long length = iova_align(iovad, size) >> shift;
 218
 219         if (domain->geometry.force_aperture)
 220                 dma_limit = min(dma_limit, domain->geometry.aperture_end);
 221         /*
 222          * Enforce size-alignment to be safe - there could perhaps be an
 223          * attribute to control this per-device, or at least per-domain...
 224          */
 225         return alloc_iova(iovad, length, dma_limit >> shift, true);
 226 }
 227
 228 /* The IOVA allocator knows what we mapped, so just unmap whatever that was */
 229 static void __iommu_dma_unmap(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t dma_addr)
 230 {
 231         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 232         unsigned long shift = iova_shift(iovad);
 233         unsigned long pfn = dma_addr >> shift;
 234         struct iova *iova = find_iova(iovad, pfn);
 235         size_t size;
 236
 237         if (WARN_ON(!iova))
 238                 return;
 239
 240         size = iova_size(iova) << shift;
 241         size -= iommu_unmap(domain, pfn << shift, size);
 242         /* ...and if we can't, then something is horribly, horribly wrong */
 243         WARN_ON(size > 0);
 244         __free_iova(iovad, iova);
 245 }
 246
 247 static void __iommu_dma_free_pages(struct page **pages, int count)
 248 {
 249         while (count--)
 250                 __free_page(pages[count]);
 251         kvfree(pages);
 252 }
 253
 254 static struct page **__iommu_dma_alloc_pages(unsigned int count,
 255                 unsigned long order_mask, gfp_t gfp)
 256 {
 257         struct page **pages;
 258         unsigned int i = 0, array_size = count * sizeof(*pages);
 259
 260         order_mask &= (2U << MAX_ORDER) - 1;
 261         if (!order_mask)
 262                 return NULL;
 263
 264         if (array_size <= PAGE_SIZE)
 265                 pages = kzalloc(array_size, GFP_KERNEL);
 266         else
 267                 pages = vzalloc(array_size);
 268         if (!pages)
 269                 return NULL;
 270
 271         /* IOMMU can map any pages, so himem can also be used here */
 272         gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;
 273
 274         while (count) {
 275                 struct page *page = NULL;
 276                 unsigned int order_size;
 277
 278                 /*
 279                  * Higher-order allocations are a convenience rather
 280                  * than a necessity, hence using __GFP_NORETRY until
 281                  * falling back to minimum-order allocations.
 282                  */
 283                 for (order_mask &= (2U << __fls(count)) - 1;
 284                      order_mask; order_mask &= ~order_size) {
 285                         unsigned int order = __fls(order_mask);
 286
 287                         order_size = 1U << order;
 288                         page = alloc_pages((order_mask - order_size) ?
 289                                            gfp | __GFP_NORETRY : gfp, order);
 290                         if (!page)
 291                                 continue;
 292                         if (!order)
 293                                 break;
 294                         if (!PageCompound(page)) {
 295                                 split_page(page, order);
 296                                 break;
 297                         } else if (!split_huge_page(page)) {
 298                                 break;
 299                         }
 300                         __free_pages(page, order);
 301                 }
 302                 if (!page) {
 303                         __iommu_dma_free_pages(pages, i);
 304                         return NULL;
 305                 }
 306                 count -= order_size;
 307                 while (order_size--)
 308                         pages[i++] = page++;
 309         }
 310         return pages;
 311 }
 312
 313 /**
 314  * iommu_dma_free - Free a buffer allocated by iommu_dma_alloc()
 315  * @dev: Device which owns this buffer
 316  * @pages: Array of buffer pages as returned by iommu_dma_alloc()
 317  * @size: Size of buffer in bytes
 318  * @handle: DMA address of buffer
 319  *
 320  * Frees both the pages associated with the buffer, and the array
 321  * describing them
 322  */
 323 void iommu_dma_free(struct device *dev, struct page **pages, size_t size,
 324                 dma_addr_t *handle)
 325 {
 326         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), *handle);
 327         __iommu_dma_free_pages(pages, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT);
 328         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 329 }
 330
 331 /**
 332  * iommu_dma_alloc - Allocate and map a buffer contiguous in IOVA space
 333  * @dev: Device to allocate memory for. Must be a real device
 334  *       attached to an iommu_dma_domain
 335  * @size: Size of buffer in bytes
 336  * @gfp: Allocation flags
 337  * @attrs: DMA attributes for this allocation
 338  * @prot: IOMMU mapping flags
 339  * @handle: Out argument for allocated DMA handle
 340  * @flush_page: Arch callback which must ensure PAGE_SIZE bytes from the
 341  *              given VA/PA are visible to the given non-coherent device.
 342  *
 343  * If @size is less than PAGE_SIZE, then a full CPU page will be allocated,
 344  * but an IOMMU which supports smaller pages might not map the whole thing.
 345  *
 346  * Return: Array of struct page pointers describing the buffer,
 347  *         or NULL on failure.
 348  */
 349 struct page **iommu_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, gfp_t gfp,
 350                 unsigned long attrs, int prot, dma_addr_t *handle,
 351                 void (*flush_page)(struct device *, const void *, phys_addr_t))
 352 {
 353         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 354         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 355         struct iova *iova;
 356         struct page **pages;
 357         struct sg_table sgt;
 358         dma_addr_t dma_addr;
 359         unsigned int count, min_size, alloc_sizes = domain->pgsize_bitmap;
 360
 361         *handle = DMA_ERROR_CODE;
 362
 363         min_size = alloc_sizes & -alloc_sizes;
 364         if (min_size < PAGE_SIZE) {
 365                 min_size = PAGE_SIZE;
 366                 alloc_sizes |= PAGE_SIZE;
 367         } else {
 368                 size = ALIGN(size, min_size);
 369         }
 370         if (attrs & DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES)
 371                 alloc_sizes = min_size;
 372
 373         count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 374         pages = __iommu_dma_alloc_pages(count, alloc_sizes >> PAGE_SHIFT, gfp);
 375         if (!pages)
 376                 return NULL;
 377
 378         iova = __alloc_iova(domain, size, dev->coherent_dma_mask);
 379         if (!iova)
 380                 goto out_free_pages;
 381
 382         size = iova_align(iovad, size);
 383         if (sg_alloc_table_from_pages(&sgt, pages, count, 0, size, GFP_KERNEL))
 384                 goto out_free_iova;
 385
 386         if (!(prot & IOMMU_CACHE)) {
 387                 struct sg_mapping_iter miter;
 388                 /*
 389                  * The CPU-centric flushing implied by SG_MITER_TO_SG isn't
 390                  * sufficient here, so skip it by using the "wrong" direction.
 391                  */
 392                 sg_miter_start(&miter, sgt.sgl, sgt.orig_nents, SG_MITER_FROM_SG);
 393                 while (sg_miter_next(&miter))
 394                         flush_page(dev, miter.addr, page_to_phys(miter.page));
 395                 sg_miter_stop(&miter);
 396         }
 397
 398         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 399         if (iommu_map_sg(domain, dma_addr, sgt.sgl, sgt.orig_nents, prot)
 400                         < size)
 401                 goto out_free_sg;
 402
 403         *handle = dma_addr;
 404         sg_free_table(&sgt);
 405         return pages;
 406
 407 out_free_sg:
 408         sg_free_table(&sgt);
 409 out_free_iova:
 410         __free_iova(iovad, iova);
 411 out_free_pages:
 412         __iommu_dma_free_pages(pages, count);
 413         return NULL;
 414 }
 415
 416 /**
 417  * iommu_dma_mmap - Map a buffer into provided user VMA
 418  * @pages: Array representing buffer from iommu_dma_alloc()
 419  * @size: Size of buffer in bytes
 420  * @vma: VMA describing requested userspace mapping
 421  *
 422  * Maps the pages of the buffer in @pages into @vma. The caller is responsible
 423  * for verifying the correct size and protection of @vma beforehand.
 424  */
 425
 426 int iommu_dma_mmap(struct page **pages, size_t size, struct vm_area_struct *vma)
 427 {
 428         unsigned long uaddr = vma->vm_start;
 429         unsigned int i, count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 430         int ret = -ENXIO;
 431
 432         for (i = vma->vm_pgoff; i < count && uaddr < vma->vm_end; i++) {
 433                 ret = vm_insert_page(vma, uaddr, pages[i]);
 434                 if (ret)
 435                         break;
 436                 uaddr += PAGE_SIZE;
 437         }
 438         return ret;
 439 }
 440
 441 static dma_addr_t __iommu_dma_map(struct device *dev, phys_addr_t phys,
 442                 size_t size, int prot)
 443 {
 444         dma_addr_t dma_addr;
 445         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 446         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 447         size_t iova_off = iova_offset(iovad, phys);
 448         size_t len = iova_align(iovad, size + iova_off);
 449         struct iova *iova = __alloc_iova(domain, len, dma_get_mask(dev));
 450
 451         if (!iova)
 452                 return DMA_ERROR_CODE;
 453
 454         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 455         if (iommu_map(domain, dma_addr, phys - iova_off, len, prot)) {
 456                 __free_iova(iovad, iova);
 457                 return DMA_ERROR_CODE;
 458         }
 459         return dma_addr + iova_off;
 460 }
 461
 462 dma_addr_t iommu_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
 463                 unsigned long offset, size_t size, int prot)
 464 {
 465         return __iommu_dma_map(dev, page_to_phys(page) + offset, size, prot);
 466 }
 467
 468 void iommu_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t handle, size_t size,
 469                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 470 {
 471         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), handle);
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Prepare a successfully-mapped scatterlist to give back to the caller.
 476  *
 477  * At this point the segments are already laid out by iommu_dma_map_sg() to
 478  * avoid individually crossing any boundaries, so we merely need to check a
 479  * segment's start address to avoid concatenating across one.
 480  */
 481 static int __finalise_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 482                 dma_addr_t dma_addr)
 483 {
 484         struct scatterlist *s, *cur = sg;
 485         unsigned long seg_mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 486         unsigned int cur_len = 0, max_len = dma_get_max_seg_size(dev);
 487         int i, count = 0;
 488
 489         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 490                 /* Restore this segment's original unaligned fields first */
 491                 unsigned int s_iova_off = sg_dma_address(s);
 492                 unsigned int s_length = sg_dma_len(s);
 493                 unsigned int s_iova_len = s->length;
 494
 495                 s->offset += s_iova_off;
 496                 s->length = s_length;
 497                 sg_dma_address(s) = DMA_ERROR_CODE;
 498                 sg_dma_len(s) = 0;
 499
 500                 /*
 501                  * Now fill in the real DMA data. If...
 502                  * - there is a valid output segment to append to
 503                  * - and this segment starts on an IOVA page boundary
 504                  * - but doesn't fall at a segment boundary
 505                  * - and wouldn't make the resulting output segment too long
 506                  */
 507                 if (cur_len && !s_iova_off && (dma_addr & seg_mask) &&
 508                     (cur_len + s_length <= max_len)) {
 509                         /* ...then concatenate it with the previous one */
 510                         cur_len += s_length;
 511                 } else {
 512                         /* Otherwise start the next output segment */
 513                         if (i > 0)
 514                                 cur = sg_next(cur);
 515                         cur_len = s_length;
 516                         count++;
 517
 518                         sg_dma_address(cur) = dma_addr + s_iova_off;
 519                 }
 520
 521                 sg_dma_len(cur) = cur_len;
 522                 dma_addr += s_iova_len;
 523
 524                 if (s_length + s_iova_off < s_iova_len)
 525                         cur_len = 0;
 526         }
 527         return count;
 528 }
 529
 530 /*
 531  * If mapping failed, then just restore the original list,
 532  * but making sure the DMA fields are invalidated.
 533  */
 534 static void __invalidate_sg(struct scatterlist *sg, int nents)
 535 {
 536         struct scatterlist *s;
 537         int i;
 538
 539         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 540                 if (sg_dma_address(s) != DMA_ERROR_CODE)
 541                         s->offset += sg_dma_address(s);
 542                 if (sg_dma_len(s))
 543                         s->length = sg_dma_len(s);
 544                 sg_dma_address(s) = DMA_ERROR_CODE;
 545                 sg_dma_len(s) = 0;
 546         }
 547 }
 548
 549 /*
 550  * The DMA API client is passing in a scatterlist which could describe
 551  * any old buffer layout, but the IOMMU API requires everything to be
 552  * aligned to IOMMU pages. Hence the need for this complicated bit of
 553  * impedance-matching, to be able to hand off a suitably-aligned list,
 554  * but still preserve the original offsets and sizes for the caller.
 555  */
 556 int iommu_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 557                 int nents, int prot)
 558 {
 559         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 560         struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
 561         struct iova *iova;
 562         struct scatterlist *s, *prev = NULL;
 563         dma_addr_t dma_addr;
 564         size_t iova_len = 0;
 565         unsigned long mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 566         int i;
 567
 568         /*
 569          * Work out how much IOVA space we need, and align the segments to
 570          * IOVA granules for the IOMMU driver to handle. With some clever
 571          * trickery we can modify the list in-place, but reversibly, by
 572          * stashing the unaligned parts in the as-yet-unused DMA fields.
 573          */
 574         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 575                 size_t s_iova_off = iova_offset(iovad, s->offset);
 576                 size_t s_length = s->length;
 577                 size_t pad_len = (mask - iova_len + 1) & mask;
 578
 579                 sg_dma_address(s) = s_iova_off;
 580                 sg_dma_len(s) = s_length;
 581                 s->offset -= s_iova_off;
 582                 s_length = iova_align(iovad, s_length + s_iova_off);
 583                 s->length = s_length;
 584
 585                 /*
 586                  * Due to the alignment of our single IOVA allocation, we can
 587                  * depend on these assumptions about the segment boundary mask:
 588                  * - If mask size >= IOVA size, then the IOVA range cannot
 589                  *   possibly fall across a boundary, so we don't care.
 590                  * - If mask size < IOVA size, then the IOVA range must start
 591                  *   exactly on a boundary, therefore we can lay things out
 592                  *   based purely on segment lengths without needing to know
 593                  *   the actual addresses beforehand.
 594                  * - The mask must be a power of 2, so pad_len == 0 if
 595                  *   iova_len == 0, thus we cannot dereference prev the first
 596                  *   time through here (i.e. before it has a meaningful value).
 597                  */
 598                 if (pad_len && pad_len < s_length - 1) {
 599                         prev->length += pad_len;
 600                         iova_len += pad_len;
 601                 }
 602
 603                 iova_len += s_length;
 604                 prev = s;
 605         }
 606
 607         iova = __alloc_iova(domain, iova_len, dma_get_mask(dev));
 608         if (!iova)
 609                 goto out_restore_sg;
 610
 611         /*
 612          * We'll leave any physical concatenation to the IOMMU driver's
 613          * implementation - it knows better than we do.
 614          */
 615         dma_addr = iova_dma_addr(iovad, iova);
 616         if (iommu_map_sg(domain, dma_addr, sg, nents, prot) < iova_len)
 617                 goto out_free_iova;
 618
 619         return __finalise_sg(dev, sg, nents, dma_addr);
 620
 621 out_free_iova:
 622         __free_iova(iovad, iova);
 623 out_restore_sg:
 624         __invalidate_sg(sg, nents);
 625         return 0;
 626 }
 627
 628 void iommu_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
 629                 enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 630 {
 631         /*
 632          * The scatterlist segments are mapped into a single
 633          * contiguous IOVA allocation, so this is incredibly easy.
 634          */
 635         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), sg_dma_address(sg));
 636 }
 637
 638 dma_addr_t iommu_dma_map_resource(struct device *dev, phys_addr_t phys,
 639                 size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 640 {
 641         return __iommu_dma_map(dev, phys, size,
 642                         dma_info_to_prot(dir, false, attrs) | IOMMU_MMIO);
 643 }
 644
 645 void iommu_dma_unmap_resource(struct device *dev, dma_addr_t handle,
 646                 size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 647 {
 648         __iommu_dma_unmap(iommu_get_domain_for_dev(dev), handle);
 649 }
 650
 651 int iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
 652 {
 653         /*
 654          * 'Special' IOMMUs which don't have the same addressing capability
 655          * as the CPU will have to wait until we have some way to query that
 656          * before they'll be able to use this framework.
 657          */
 658         return 1;
 659 }
 660
 661 int iommu_dma_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
 662 {
 663         return dma_addr == DMA_ERROR_CODE;
 664 }
 665
 666 static struct iommu_dma_msi_page *iommu_dma_get_msi_page(struct device *dev,
 667                 phys_addr_t msi_addr, struct iommu_domain *domain)
 668 {
 669         struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 670         struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 671         struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 672         struct iova *iova;
 673         int prot = IOMMU_WRITE | IOMMU_NOEXEC | IOMMU_MMIO;
 674
 675         msi_addr &= ~(phys_addr_t)iova_mask(iovad);
 676         list_for_each_entry(msi_page, &cookie->msi_page_list, list)
 677                 if (msi_page->phys == msi_addr)
 678                         return msi_page;
 679
 680         msi_page = kzalloc(sizeof(*msi_page), GFP_ATOMIC);
 681         if (!msi_page)
 682                 return NULL;
 683
 684         iova = __alloc_iova(domain, iovad->granule, dma_get_mask(dev));
 685         if (!iova)
 686                 goto out_free_page;
 687
 688         msi_page->phys = msi_addr;
 689         msi_page->iova = iova_dma_addr(iovad, iova);
 690         if (iommu_map(domain, msi_page->iova, msi_addr, iovad->granule, prot))
 691                 goto out_free_iova;
 692
 693         INIT_LIST_HEAD(&msi_page->list);
 694         list_add(&msi_page->list, &cookie->msi_page_list);
 695         return msi_page;
 696
 697 out_free_iova:
 698         __free_iova(iovad, iova);
 699 out_free_page:
 700         kfree(msi_page);
 701         return NULL;
 702 }
 703
 704 void iommu_dma_map_msi_msg(int irq, struct msi_msg *msg)
 705 {
 706         struct device *dev = msi_desc_to_dev(irq_get_msi_desc(irq));
 707         struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
 708         struct iommu_dma_cookie *cookie;
 709         struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 710         phys_addr_t msi_addr = (u64)msg->address_hi << 32 | msg->address_lo;
 711         unsigned long flags;
 712
 713         if (!domain || !domain->iova_cookie)
 714                 return;
 715
 716         cookie = domain->iova_cookie;
 717
 718         /*
 719          * We disable IRQs to rule out a possible inversion against
 720          * irq_desc_lock if, say, someone tries to retarget the affinity
 721          * of an MSI from within an IPI handler.
 722          */
 723         spin_lock_irqsave(&cookie->msi_lock, flags);
 724         msi_page = iommu_dma_get_msi_page(dev, msi_addr, domain);
 725         spin_unlock_irqrestore(&cookie->msi_lock, flags);
 726
 727         if (WARN_ON(!msi_page)) {
 728                 /*
 729                  * We're called from a void callback, so the best we can do is
 730                  * 'fail' by filling the message with obviously bogus values.
 731                  * Since we got this far due to an IOMMU being present, it's
 732                  * not like the existing address would have worked anyway...
 733                  */
 734                 msg->address_hi = ~0U;
 735                 msg->address_lo = ~0U;
 736                 msg->data = ~0U;
 737         } else {
 738                 msg->address_hi = upper_32_bits(msi_page->iova);
 739                 msg->address_lo &= iova_mask(&cookie->iovad);
 740                 msg->address_lo += lower_32_bits(msi_page->iova);
 741         }
 742 }