drivers/iommu/io-pgtable-arm.c

   1 /*
   2  * CPU-agnostic ARM page table allocator.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  *
  16  * Copyright (C) 2014 ARM Limited
  17  *
  18  * Author: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
  19  */
  20
  21 #define pr_fmt(fmt)     "arm-lpae io-pgtable: " fmt
  22
  23 #include <linux/atomic.h>
  24 #include <linux/iommu.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/sizes.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/types.h>
  29 #include <linux/dma-mapping.h>
  30
  31 #include <asm/barrier.h>
  32
  33 #include "io-pgtable.h"
  34
  35 #define ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS          48
  36 #define ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES    16
  37 #define ARM_LPAE_MAX_LEVELS             4
  38
  39 /* Struct accessors */
  40 #define io_pgtable_to_data(x)                                           \
  41         container_of((x), struct arm_lpae_io_pgtable, iop)
  42
  43 #define io_pgtable_ops_to_data(x)                                       \
  44         io_pgtable_to_data(io_pgtable_ops_to_pgtable(x))
  45
  46 /*
  47  * For consistency with the architecture, we always consider
  48  * ARM_LPAE_MAX_LEVELS levels, with the walk starting at level n >=0
  49  */
  50 #define ARM_LPAE_START_LVL(d)           (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (d)->levels)
  51
  52 /*
  53  * Calculate the right shift amount to get to the portion describing level l
  54  * in a virtual address mapped by the pagetable in d.
  55  */
  56 #define ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)                                         \
  57         ((((d)->levels - ((l) - ARM_LPAE_START_LVL(d) + 1))             \
  58           * (d)->bits_per_level) + (d)->pg_shift)
  59
  60 #define ARM_LPAE_GRANULE(d)             (1UL << (d)->pg_shift)
  61
  62 #define ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)                                       \
  63         DIV_ROUND_UP((d)->pgd_size, ARM_LPAE_GRANULE(d))
  64
  65 /*
  66  * Calculate the index at level l used to map virtual address a using the
  67  * pagetable in d.
  68  */
  69 #define ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d)                                           \
  70         ((l) == ARM_LPAE_START_LVL(d) ? ilog2(ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)) : 0)
  71
  72 #define ARM_LPAE_LVL_IDX(a,l,d)                                         \
  73         (((u64)(a) >> ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)) &                        \
  74          ((1 << ((d)->bits_per_level + ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d))) - 1))
  75
  76 /* Calculate the block/page mapping size at level l for pagetable in d. */
  77 #define ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(l,d)                                        \
  78         (1ULL << (ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)) +                       \
  79                 ((ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (l)) * (d)->bits_per_level)))
  80
  81 /* Page table bits */
  82 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT         0
  83 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK          0x3
  84
  85 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK         1
  86 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE         3
  87 #define ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE          3
  88
  89 #define ARM_LPAE_PTE_NSTABLE            (((arm_lpae_iopte)1) << 63)
  90 #define ARM_LPAE_PTE_XN                 (((arm_lpae_iopte)3) << 53)
  91 #define ARM_LPAE_PTE_AF                 (((arm_lpae_iopte)1) << 10)
  92 #define ARM_LPAE_PTE_SH_NS              (((arm_lpae_iopte)0) << 8)
  93 #define ARM_LPAE_PTE_SH_OS              (((arm_lpae_iopte)2) << 8)
  94 #define ARM_LPAE_PTE_SH_IS              (((arm_lpae_iopte)3) << 8)
  95 #define ARM_LPAE_PTE_NS                 (((arm_lpae_iopte)1) << 5)
  96 #define ARM_LPAE_PTE_VALID              (((arm_lpae_iopte)1) << 0)
  97
  98 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK       (((arm_lpae_iopte)0x3ff) << 2)
  99 /* Ignore the contiguous bit for block splitting */
 100 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK       (((arm_lpae_iopte)6) << 52)
 101 #define ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK          (ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK |    \
 102                                          ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK)
 103 /* Software bit for solving coherency races */
 104 #define ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC            (((arm_lpae_iopte)1) << 55)
 105
 106 /* Stage-1 PTE */
 107 #define ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV          (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
 108 #define ARM_LPAE_PTE_AP_RDONLY          (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
 109 #define ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT     2
 110 #define ARM_LPAE_PTE_nG                 (((arm_lpae_iopte)1) << 11)
 111
 112 /* Stage-2 PTE */
 113 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT          (((arm_lpae_iopte)0) << 6)
 114 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_READ           (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
 115 #define ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE          (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
 116 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB       (((arm_lpae_iopte)0xf) << 2)
 117 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC         (((arm_lpae_iopte)0x5) << 2)
 118 #define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV        (((arm_lpae_iopte)0x1) << 2)
 119
 120 /* Register bits */
 121 #define ARM_32_LPAE_TCR_EAE             (1 << 31)
 122 #define ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1         (1 << 31)
 123
 124 #define ARM_LPAE_TCR_EPD1               (1 << 23)
 125
 126 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_4K             (0 << 14)
 127 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_64K            (1 << 14)
 128 #define ARM_LPAE_TCR_TG0_16K            (2 << 14)
 129
 130 #define ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT          12
 131 #define ARM_LPAE_TCR_SH0_MASK           0x3
 132 #define ARM_LPAE_TCR_SH_NS              0
 133 #define ARM_LPAE_TCR_SH_OS              2
 134 #define ARM_LPAE_TCR_SH_IS              3
 135
 136 #define ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT        10
 137 #define ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT        8
 138 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_MASK           0x3
 139 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_NC             0
 140 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA           1
 141 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WT             2
 142 #define ARM_LPAE_TCR_RGN_WB             3
 143
 144 #define ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT          6
 145 #define ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK           0x3
 146
 147 #define ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT         0
 148 #define ARM_LPAE_TCR_SZ_MASK            0xf
 149
 150 #define ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT           16
 151 #define ARM_LPAE_TCR_PS_MASK            0x7
 152
 153 #define ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT          32
 154 #define ARM_LPAE_TCR_IPS_MASK           0x7
 155
 156 #define ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT          0x0ULL
 157 #define ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT          0x1ULL
 158 #define ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT          0x2ULL
 159 #define ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT          0x3ULL
 160 #define ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT          0x4ULL
 161 #define ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT          0x5ULL
 162
 163 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(n)     ((n) << 3)
 164 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_MASK         0xff
 165 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE       0x04
 166 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC           0x44
 167 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA        0xff
 168 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC       0
 169 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE    1
 170 #define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV      2
 171
 172 /* IOPTE accessors */
 173 #define iopte_deref(pte,d)                                      \
 174         (__va((pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)    \
 175         & ~(ARM_LPAE_GRANULE(d) - 1ULL)))
 176
 177 #define iopte_type(pte,l)                                       \
 178         (((pte) >> ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT) & ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK)
 179
 180 #define iopte_prot(pte) ((pte) & ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK)
 181
 182 #define iopte_leaf(pte,l)                                       \
 183         (l == (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1) ?                       \
 184                 (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE) : \
 185                 (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK))
 186
 187 #define iopte_to_pfn(pte,d)                                     \
 188         (((pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)) >> (d)->pg_shift)
 189
 190 #define pfn_to_iopte(pfn,d)                                     \
 191         (((pfn) << (d)->pg_shift) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1))
 192
 193 struct arm_lpae_io_pgtable {
 194         struct io_pgtable       iop;
 195
 196         int                     levels;
 197         size_t                  pgd_size;
 198         unsigned long           pg_shift;
 199         unsigned long           bits_per_level;
 200
 201         void                    *pgd;
 202 };
 203
 204 typedef u64 arm_lpae_iopte;
 205
 206 static bool selftest_running = false;
 207
 208 static dma_addr_t __arm_lpae_dma_addr(void *pages)
 209 {
 210         return (dma_addr_t)virt_to_phys(pages);
 211 }
 212
 213 static void *__arm_lpae_alloc_pages(size_t size, gfp_t gfp,
 214                                     struct io_pgtable_cfg *cfg)
 215 {
 216         struct device *dev = cfg->iommu_dev;
 217         dma_addr_t dma;
 218         void *pages = alloc_pages_exact(size, gfp | __GFP_ZERO);
 219
 220         if (!pages)
 221                 return NULL;
 222
 223         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)) {
 224                 dma = dma_map_single(dev, pages, size, DMA_TO_DEVICE);
 225                 if (dma_mapping_error(dev, dma))
 226                         goto out_free;
 227                 /*
 228                  * We depend on the IOMMU being able to work with any physical
 229                  * address directly, so if the DMA layer suggests otherwise by
 230                  * translating or truncating them, that bodes very badly...
 231                  */
 232                 if (dma != virt_to_phys(pages))
 233                         goto out_unmap;
 234         }
 235
 236         return pages;
 237
 238 out_unmap:
 239         dev_err(dev, "Cannot accommodate DMA translation for IOMMU page tables\n");
 240         dma_unmap_single(dev, dma, size, DMA_TO_DEVICE);
 241 out_free:
 242         free_pages_exact(pages, size);
 243         return NULL;
 244 }
 245
 246 static void __arm_lpae_free_pages(void *pages, size_t size,
 247                                   struct io_pgtable_cfg *cfg)
 248 {
 249         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 250                 dma_unmap_single(cfg->iommu_dev, __arm_lpae_dma_addr(pages),
 251                                  size, DMA_TO_DEVICE);
 252         free_pages_exact(pages, size);
 253 }
 254
 255 static void __arm_lpae_sync_pte(arm_lpae_iopte *ptep,
 256                                 struct io_pgtable_cfg *cfg)
 257 {
 258         dma_sync_single_for_device(cfg->iommu_dev, __arm_lpae_dma_addr(ptep),
 259                                    sizeof(*ptep), DMA_TO_DEVICE);
 260 }
 261
 262 static void __arm_lpae_set_pte(arm_lpae_iopte *ptep, arm_lpae_iopte pte,
 263                                struct io_pgtable_cfg *cfg)
 264 {
 265         *ptep = pte;
 266
 267         if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 268                 __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 269 }
 270
 271 static size_t __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 272                                unsigned long iova, size_t size, int lvl,
 273                                arm_lpae_iopte *ptep);
 274
 275 static void __arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 276                                 phys_addr_t paddr, arm_lpae_iopte prot,
 277                                 int lvl, arm_lpae_iopte *ptep)
 278 {
 279         arm_lpae_iopte pte = prot;
 280
 281         if (data->iop.cfg.quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
 282                 pte |= ARM_LPAE_PTE_NS;
 283
 284         if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
 285                 pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE;
 286         else
 287                 pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK;
 288
 289         pte |= ARM_LPAE_PTE_AF | ARM_LPAE_PTE_SH_IS;
 290         pte |= pfn_to_iopte(paddr >> data->pg_shift, data);
 291
 292         __arm_lpae_set_pte(ptep, pte, &data->iop.cfg);
 293 }
 294
 295 static int arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 296                              unsigned long iova, phys_addr_t paddr,
 297                              arm_lpae_iopte prot, int lvl,
 298                              arm_lpae_iopte *ptep)
 299 {
 300         arm_lpae_iopte pte = *ptep;
 301
 302         if (iopte_leaf(pte, lvl)) {
 303                 /* We require an unmap first */
 304                 WARN_ON(!selftest_running);
 305                 return -EEXIST;
 306         } else if (iopte_type(pte, lvl) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE) {
 307                 /*
 308                  * We need to unmap and free the old table before
 309                  * overwriting it with a block entry.
 310                  */
 311                 arm_lpae_iopte *tblp;
 312                 size_t sz = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 313
 314                 tblp = ptep - ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 315                 if (WARN_ON(__arm_lpae_unmap(data, iova, sz, lvl, tblp) != sz))
 316                         return -EINVAL;
 317         }
 318
 319         __arm_lpae_init_pte(data, paddr, prot, lvl, ptep);
 320         return 0;
 321 }
 322
 323 static arm_lpae_iopte arm_lpae_install_table(arm_lpae_iopte *table,
 324                                              arm_lpae_iopte *ptep,
 325                                              arm_lpae_iopte curr,
 326                                              struct io_pgtable_cfg *cfg)
 327 {
 328         arm_lpae_iopte old, new;
 329
 330         new = __pa(table) | ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE;
 331         if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
 332                 new |= ARM_LPAE_PTE_NSTABLE;
 333
 334         /*
 335          * Ensure the table itself is visible before its PTE can be.
 336          * Whilst we could get away with cmpxchg64_release below, this
 337          * doesn't have any ordering semantics when !CONFIG_SMP.
 338          */
 339         dma_wmb();
 340
 341         old = cmpxchg64_relaxed(ptep, curr, new);
 342
 343         if ((cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) ||
 344             (old & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC))
 345                 return old;
 346
 347         /* Even if it's not ours, there's no point waiting; just kick it */
 348         __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 349         if (old == curr)
 350                 WRITE_ONCE(*ptep, new | ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC);
 351
 352         return old;
 353 }
 354
 355 static int __arm_lpae_map(struct arm_lpae_io_pgtable *data, unsigned long iova,
 356                           phys_addr_t paddr, size_t size, arm_lpae_iopte prot,
 357                           int lvl, arm_lpae_iopte *ptep)
 358 {
 359         arm_lpae_iopte *cptep, pte;
 360         size_t block_size = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 361         size_t tblsz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 362         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
 363
 364         /* Find our entry at the current level */
 365         ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 366
 367         /* If we can install a leaf entry at this level, then do so */
 368         if (size == block_size && (size & cfg->pgsize_bitmap))
 369                 return arm_lpae_init_pte(data, iova, paddr, prot, lvl, ptep);
 370
 371         /* We can't allocate tables at the final level */
 372         if (WARN_ON(lvl >= ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1))
 373                 return -EINVAL;
 374
 375         /* Grab a pointer to the next level */
 376         pte = READ_ONCE(*ptep);
 377         if (!pte) {
 378                 cptep = __arm_lpae_alloc_pages(tblsz, GFP_ATOMIC, cfg);
 379                 if (!cptep)
 380                         return -ENOMEM;
 381
 382                 pte = arm_lpae_install_table(cptep, ptep, 0, cfg);
 383                 if (pte)
 384                         __arm_lpae_free_pages(cptep, tblsz, cfg);
 385         } else if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) &&
 386                    !(pte & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC)) {
 387                 __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
 388         }
 389
 390         if (pte && !iopte_leaf(pte, lvl)) {
 391                 cptep = iopte_deref(pte, data);
 392         } else if (pte) {
 393                 /* We require an unmap first */
 394                 WARN_ON(!selftest_running);
 395                 return -EEXIST;
 396         }
 397
 398         /* Rinse, repeat */
 399         return __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl + 1, cptep);
 400 }
 401
 402 static arm_lpae_iopte arm_lpae_prot_to_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 403                                            int prot)
 404 {
 405         arm_lpae_iopte pte;
 406
 407         if (data->iop.fmt == ARM_64_LPAE_S1 ||
 408             data->iop.fmt == ARM_32_LPAE_S1) {
 409                 pte = ARM_LPAE_PTE_nG;
 410
 411                 if (!(prot & IOMMU_WRITE) && (prot & IOMMU_READ))
 412                         pte |= ARM_LPAE_PTE_AP_RDONLY;
 413
 414                 if (!(prot & IOMMU_PRIV))
 415                         pte |= ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV;
 416
 417                 if (prot & IOMMU_MMIO)
 418                         pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV
 419                                 << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
 420                 else if (prot & IOMMU_CACHE)
 421                         pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE
 422                                 << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
 423         } else {
 424                 pte = ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT;
 425                 if (prot & IOMMU_READ)
 426                         pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_READ;
 427                 if (prot & IOMMU_WRITE)
 428                         pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE;
 429                 if (prot & IOMMU_MMIO)
 430                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV;
 431                 else if (prot & IOMMU_CACHE)
 432                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB;
 433                 else
 434                         pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC;
 435         }
 436
 437         if (prot & IOMMU_NOEXEC)
 438                 pte |= ARM_LPAE_PTE_XN;
 439
 440         return pte;
 441 }
 442
 443 static int arm_lpae_map(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
 444                         phys_addr_t paddr, size_t size, int iommu_prot)
 445 {
 446         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 447         arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
 448         int ret, lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 449         arm_lpae_iopte prot;
 450
 451         /* If no access, then nothing to do */
 452         if (!(iommu_prot & (IOMMU_READ | IOMMU_WRITE)))
 453                 return 0;
 454
 455         if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias) ||
 456                     paddr >= (1ULL << data->iop.cfg.oas)))
 457                 return -ERANGE;
 458
 459         prot = arm_lpae_prot_to_pte(data, iommu_prot);
 460         ret = __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl, ptep);
 461         /*
 462          * Synchronise all PTE updates for the new mapping before there's
 463          * a chance for anything to kick off a table walk for the new iova.
 464          */
 465         wmb();
 466
 467         return ret;
 468 }
 469
 470 static void __arm_lpae_free_pgtable(struct arm_lpae_io_pgtable *data, int lvl,
 471                                     arm_lpae_iopte *ptep)
 472 {
 473         arm_lpae_iopte *start, *end;
 474         unsigned long table_size;
 475
 476         if (lvl == ARM_LPAE_START_LVL(data))
 477                 table_size = data->pgd_size;
 478         else
 479                 table_size = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 480
 481         start = ptep;
 482
 483         /* Only leaf entries at the last level */
 484         if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
 485                 end = ptep;
 486         else
 487                 end = (void *)ptep + table_size;
 488
 489         while (ptep != end) {
 490                 arm_lpae_iopte pte = *ptep++;
 491
 492                 if (!pte || iopte_leaf(pte, lvl))
 493                         continue;
 494
 495                 __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, iopte_deref(pte, data));
 496         }
 497
 498         __arm_lpae_free_pages(start, table_size, &data->iop.cfg);
 499 }
 500
 501 static void arm_lpae_free_pgtable(struct io_pgtable *iop)
 502 {
 503         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_to_data(iop);
 504
 505         __arm_lpae_free_pgtable(data, ARM_LPAE_START_LVL(data), data->pgd);
 506         kfree(data);
 507 }
 508
 509 static size_t arm_lpae_split_blk_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 510                                        unsigned long iova, size_t size,
 511                                        arm_lpae_iopte blk_pte, int lvl,
 512                                        arm_lpae_iopte *ptep)
 513 {
 514         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
 515         arm_lpae_iopte pte, *tablep;
 516         phys_addr_t blk_paddr;
 517         size_t tablesz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 518         size_t split_sz = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
 519         int i, unmap_idx = -1;
 520
 521         if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
 522                 return 0;
 523
 524         tablep = __arm_lpae_alloc_pages(tablesz, GFP_ATOMIC, cfg);
 525         if (!tablep)
 526                 return 0; /* Bytes unmapped */
 527
 528         if (size == split_sz)
 529                 unmap_idx = ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 530
 531         blk_paddr = iopte_to_pfn(blk_pte, data) << data->pg_shift;
 532         pte = iopte_prot(blk_pte);
 533
 534         for (i = 0; i < tablesz / sizeof(pte); i++, blk_paddr += split_sz) {
 535                 /* Unmap! */
 536                 if (i == unmap_idx)
 537                         continue;
 538
 539                 __arm_lpae_init_pte(data, blk_paddr, pte, lvl, &tablep[i]);
 540         }
 541
 542         pte = arm_lpae_install_table(tablep, ptep, blk_pte, cfg);
 543         if (pte != blk_pte) {
 544                 __arm_lpae_free_pages(tablep, tablesz, cfg);
 545                 /*
 546                  * We may race against someone unmapping another part of this
 547                  * block, but anything else is invalid. We can't misinterpret
 548                  * a page entry here since we're never at the last level.
 549                  */
 550                 if (iopte_type(pte, lvl - 1) != ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE)
 551                         return 0;
 552
 553                 tablep = iopte_deref(pte, data);
 554         }
 555
 556         if (unmap_idx < 0)
 557                 return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl, tablep);
 558
 559         io_pgtable_tlb_add_flush(&data->iop, iova, size, size, true);
 560         return size;
 561 }
 562
 563 static size_t __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
 564                                unsigned long iova, size_t size, int lvl,
 565                                arm_lpae_iopte *ptep)
 566 {
 567         arm_lpae_iopte pte;
 568         struct io_pgtable *iop = &data->iop;
 569
 570         /* Something went horribly wrong and we ran out of page table */
 571         if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
 572                 return 0;
 573
 574         ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 575         pte = READ_ONCE(*ptep);
 576         if (WARN_ON(!pte))
 577                 return 0;
 578
 579         /* If the size matches this level, we're in the right place */
 580         if (size == ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data)) {
 581                 __arm_lpae_set_pte(ptep, 0, &iop->cfg);
 582
 583                 if (!iopte_leaf(pte, lvl)) {
 584                         /* Also flush any partial walks */
 585                         io_pgtable_tlb_add_flush(iop, iova, size,
 586                                                 ARM_LPAE_GRANULE(data), false);
 587                         io_pgtable_tlb_sync(iop);
 588                         ptep = iopte_deref(pte, data);
 589                         __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, ptep);
 590                 } else {
 591                         io_pgtable_tlb_add_flush(iop, iova, size, size, true);
 592                 }
 593
 594                 return size;
 595         } else if (iopte_leaf(pte, lvl)) {
 596                 /*
 597                  * Insert a table at the next level to map the old region,
 598                  * minus the part we want to unmap
 599                  */
 600                 return arm_lpae_split_blk_unmap(data, iova, size, pte,
 601                                                 lvl + 1, ptep);
 602         }
 603
 604         /* Keep on walkin' */
 605         ptep = iopte_deref(pte, data);
 606         return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl + 1, ptep);
 607 }
 608
 609 static size_t arm_lpae_unmap(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
 610                              size_t size)
 611 {
 612         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 613         arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
 614         int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 615
 616         if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias)))
 617                 return 0;
 618
 619         return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl, ptep);
 620 }
 621
 622 static phys_addr_t arm_lpae_iova_to_phys(struct io_pgtable_ops *ops,
 623                                          unsigned long iova)
 624 {
 625         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
 626         arm_lpae_iopte pte, *ptep = data->pgd;
 627         int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 628
 629         do {
 630                 /* Valid IOPTE pointer? */
 631                 if (!ptep)
 632                         return 0;
 633
 634                 /* Grab the IOPTE we're interested in */
 635                 ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 636                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 637
 638                 /* Valid entry? */
 639                 if (!pte)
 640                         return 0;
 641
 642                 /* Leaf entry? */
 643                 if (iopte_leaf(pte,lvl))
 644                         goto found_translation;
 645
 646                 /* Take it to the next level */
 647                 ptep = iopte_deref(pte, data);
 648         } while (++lvl < ARM_LPAE_MAX_LEVELS);
 649
 650         /* Ran out of page tables to walk */
 651         return 0;
 652
 653 found_translation:
 654         iova &= (ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data) - 1);
 655         return ((phys_addr_t)iopte_to_pfn(pte,data) << data->pg_shift) | iova;
 656 }
 657
 658 static void arm_lpae_restrict_pgsizes(struct io_pgtable_cfg *cfg)
 659 {
 660         unsigned long granule;
 661
 662         /*
 663          * We need to restrict the supported page sizes to match the
 664          * translation regime for a particular granule. Aim to match
 665          * the CPU page size if possible, otherwise prefer smaller sizes.
 666          * While we're at it, restrict the block sizes to match the
 667          * chosen granule.
 668          */
 669         if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_SIZE)
 670                 granule = PAGE_SIZE;
 671         else if (cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK)
 672                 granule = 1UL << __fls(cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK);
 673         else if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK)
 674                 granule = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK);
 675         else
 676                 granule = 0;
 677
 678         switch (granule) {
 679         case SZ_4K:
 680                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 681                 break;
 682         case SZ_16K:
 683                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_16K | SZ_32M);
 684                 break;
 685         case SZ_64K:
 686                 cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_64K | SZ_512M);
 687                 break;
 688         default:
 689                 cfg->pgsize_bitmap = 0;
 690         }
 691 }
 692
 693 static struct arm_lpae_io_pgtable *
 694 arm_lpae_alloc_pgtable(struct io_pgtable_cfg *cfg)
 695 {
 696         unsigned long va_bits, pgd_bits;
 697         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 698
 699         arm_lpae_restrict_pgsizes(cfg);
 700
 701         if (!(cfg->pgsize_bitmap & (SZ_4K | SZ_16K | SZ_64K)))
 702                 return NULL;
 703
 704         if (cfg->ias > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
 705                 return NULL;
 706
 707         if (cfg->oas > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
 708                 return NULL;
 709
 710         if (!selftest_running && cfg->iommu_dev->dma_pfn_offset) {
 711                 dev_err(cfg->iommu_dev, "Cannot accommodate DMA offset for IOMMU page tables\n");
 712                 return NULL;
 713         }
 714
 715         data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
 716         if (!data)
 717                 return NULL;
 718
 719         data->pg_shift = __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
 720         data->bits_per_level = data->pg_shift - ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
 721
 722         va_bits = cfg->ias - data->pg_shift;
 723         data->levels = DIV_ROUND_UP(va_bits, data->bits_per_level);
 724
 725         /* Calculate the actual size of our pgd (without concatenation) */
 726         pgd_bits = va_bits - (data->bits_per_level * (data->levels - 1));
 727         data->pgd_size = 1UL << (pgd_bits + ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)));
 728
 729         data->iop.ops = (struct io_pgtable_ops) {
 730                 .map            = arm_lpae_map,
 731                 .unmap          = arm_lpae_unmap,
 732                 .iova_to_phys   = arm_lpae_iova_to_phys,
 733         };
 734
 735         return data;
 736 }
 737
 738 static struct io_pgtable *
 739 arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 740 {
 741         u64 reg;
 742         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 743
 744         if (cfg->quirks & ~(IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS | IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
 745                 return NULL;
 746
 747         data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
 748         if (!data)
 749                 return NULL;
 750
 751         /* TCR */
 752         reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_IS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
 753               (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
 754               (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 755
 756         switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
 757         case SZ_4K:
 758                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
 759                 break;
 760         case SZ_16K:
 761                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
 762                 break;
 763         case SZ_64K:
 764                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
 765                 break;
 766         }
 767
 768         switch (cfg->oas) {
 769         case 32:
 770                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 771                 break;
 772         case 36:
 773                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 774                 break;
 775         case 40:
 776                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 777                 break;
 778         case 42:
 779                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 780                 break;
 781         case 44:
 782                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 783                 break;
 784         case 48:
 785                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
 786                 break;
 787         default:
 788                 goto out_free_data;
 789         }
 790
 791         reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
 792
 793         /* Disable speculative walks through TTBR1 */
 794         reg |= ARM_LPAE_TCR_EPD1;
 795         cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr = reg;
 796
 797         /* MAIRs */
 798         reg = (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC
 799                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC)) |
 800               (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA
 801                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE)) |
 802               (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE
 803                << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV));
 804
 805         cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[0] = reg;
 806         cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[1] = 0;
 807
 808         /* Looking good; allocate a pgd */
 809         data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL, cfg);
 810         if (!data->pgd)
 811                 goto out_free_data;
 812
 813         /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
 814         wmb();
 815
 816         /* TTBRs */
 817         cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[0] = virt_to_phys(data->pgd);
 818         cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[1] = 0;
 819         return &data->iop;
 820
 821 out_free_data:
 822         kfree(data);
 823         return NULL;
 824 }
 825
 826 static struct io_pgtable *
 827 arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 828 {
 829         u64 reg, sl;
 830         struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 831
 832         /* The NS quirk doesn't apply at stage 2 */
 833         if (cfg->quirks & ~IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)
 834                 return NULL;
 835
 836         data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
 837         if (!data)
 838                 return NULL;
 839
 840         /*
 841          * Concatenate PGDs at level 1 if possible in order to reduce
 842          * the depth of the stage-2 walk.
 843          */
 844         if (data->levels == ARM_LPAE_MAX_LEVELS) {
 845                 unsigned long pgd_pages;
 846
 847                 pgd_pages = data->pgd_size >> ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
 848                 if (pgd_pages <= ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES) {
 849                         data->pgd_size = pgd_pages << data->pg_shift;
 850                         data->levels--;
 851                 }
 852         }
 853
 854         /* VTCR */
 855         reg = ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1 |
 856              (ARM_LPAE_TCR_SH_IS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
 857              (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
 858              (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 859
 860         sl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 861
 862         switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
 863         case SZ_4K:
 864                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
 865                 sl++; /* SL0 format is different for 4K granule size */
 866                 break;
 867         case SZ_16K:
 868                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
 869                 break;
 870         case SZ_64K:
 871                 reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
 872                 break;
 873         }
 874
 875         switch (cfg->oas) {
 876         case 32:
 877                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 878                 break;
 879         case 36:
 880                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 881                 break;
 882         case 40:
 883                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 884                 break;
 885         case 42:
 886                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 887                 break;
 888         case 44:
 889                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 890                 break;
 891         case 48:
 892                 reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
 893                 break;
 894         default:
 895                 goto out_free_data;
 896         }
 897
 898         reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
 899         reg |= (~sl & ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK) << ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT;
 900         cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr = reg;
 901
 902         /* Allocate pgd pages */
 903         data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL, cfg);
 904         if (!data->pgd)
 905                 goto out_free_data;
 906
 907         /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
 908         wmb();
 909
 910         /* VTTBR */
 911         cfg->arm_lpae_s2_cfg.vttbr = virt_to_phys(data->pgd);
 912         return &data->iop;
 913
 914 out_free_data:
 915         kfree(data);
 916         return NULL;
 917 }
 918
 919 static struct io_pgtable *
 920 arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 921 {
 922         struct io_pgtable *iop;
 923
 924         if (cfg->ias > 32 || cfg->oas > 40)
 925                 return NULL;
 926
 927         cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 928         iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(cfg, cookie);
 929         if (iop) {
 930                 cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr |= ARM_32_LPAE_TCR_EAE;
 931                 cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr &= 0xffffffff;
 932         }
 933
 934         return iop;
 935 }
 936
 937 static struct io_pgtable *
 938 arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
 939 {
 940         struct io_pgtable *iop;
 941
 942         if (cfg->ias > 40 || cfg->oas > 40)
 943                 return NULL;
 944
 945         cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
 946         iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(cfg, cookie);
 947         if (iop)
 948                 cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr &= 0xffffffff;
 949
 950         return iop;
 951 }
 952
 953 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s1_init_fns = {
 954         .alloc  = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1,
 955         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 956 };
 957
 958 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s2_init_fns = {
 959         .alloc  = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2,
 960         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 961 };
 962
 963 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s1_init_fns = {
 964         .alloc  = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1,
 965         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 966 };
 967
 968 struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s2_init_fns = {
 969         .alloc  = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2,
 970         .free   = arm_lpae_free_pgtable,
 971 };
 972
 973 #ifdef CONFIG_IOMMU_IO_PGTABLE_LPAE_SELFTEST
 974
 975 static struct io_pgtable_cfg *cfg_cookie;
 976
 977 static void dummy_tlb_flush_all(void *cookie)
 978 {
 979         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 980 }
 981
 982 static void dummy_tlb_add_flush(unsigned long iova, size_t size,
 983                                 size_t granule, bool leaf, void *cookie)
 984 {
 985         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 986         WARN_ON(!(size & cfg_cookie->pgsize_bitmap));
 987 }
 988
 989 static void dummy_tlb_sync(void *cookie)
 990 {
 991         WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
 992 }
 993
 994 static const struct iommu_gather_ops dummy_tlb_ops __initconst = {
 995         .tlb_flush_all  = dummy_tlb_flush_all,
 996         .tlb_add_flush  = dummy_tlb_add_flush,
 997         .tlb_sync       = dummy_tlb_sync,
 998 };
 999
1000 static void __init arm_lpae_dump_ops(struct io_pgtable_ops *ops)
1001 {
1002         struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
1003         struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
1004
1005         pr_err("cfg: pgsize_bitmap 0x%lx, ias %u-bit\n",
1006                 cfg->pgsize_bitmap, cfg->ias);
1007         pr_err("data: %d levels, 0x%zx pgd_size, %lu pg_shift, %lu bits_per_level, pgd @ %p\n",
1008                 data->levels, data->pgd_size, data->pg_shift,
1009                 data->bits_per_level, data->pgd);
1010 }
1011
1012 #define __FAIL(ops, i)  ({                                              \
1013                 WARN(1, "selftest: test failed for fmt idx %d\n", (i)); \
1014                 arm_lpae_dump_ops(ops);                                 \
1015                 selftest_running = false;                               \
1016                 -EFAULT;                                                \
1017 })
1018
1019 static int __init arm_lpae_run_tests(struct io_pgtable_cfg *cfg)
1020 {
1021         static const enum io_pgtable_fmt fmts[] = {
1022                 ARM_64_LPAE_S1,
1023                 ARM_64_LPAE_S2,
1024         };
1025
1026         int i, j;
1027         unsigned long iova;
1028         size_t size;
1029         struct io_pgtable_ops *ops;
1030
1031         selftest_running = true;
1032
1033         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fmts); ++i) {
1034                 cfg_cookie = cfg;
1035                 ops = alloc_io_pgtable_ops(fmts[i], cfg, cfg);
1036                 if (!ops) {
1037                         pr_err("selftest: failed to allocate io pgtable ops\n");
1038                         return -ENOMEM;
1039                 }
1040
1041                 /*
1042                  * Initial sanity checks.
1043                  * Empty page tables shouldn't provide any translations.
1044                  */
1045                 if (ops->iova_to_phys(ops, 42))
1046                         return __FAIL(ops, i);
1047
1048                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_1G + 42))
1049                         return __FAIL(ops, i);
1050
1051                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_2G + 42))
1052                         return __FAIL(ops, i);
1053
1054                 /*
1055                  * Distinct mappings of different granule sizes.
1056                  */
1057                 iova = 0;
1058                 for_each_set_bit(j, &cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG) {
1059                         size = 1UL << j;
1060
1061                         if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_READ |
1062                                                             IOMMU_WRITE |
1063                                                             IOMMU_NOEXEC |
1064                                                             IOMMU_CACHE))
1065                                 return __FAIL(ops, i);
1066
1067                         /* Overlapping mappings */
1068                         if (!ops->map(ops, iova, iova + size, size,
1069                                       IOMMU_READ | IOMMU_NOEXEC))
1070                                 return __FAIL(ops, i);
1071
1072                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
1073                                 return __FAIL(ops, i);
1074
1075                         iova += SZ_1G;
1076                 }
1077
1078                 /* Partial unmap */
1079                 size = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
1080                 if (ops->unmap(ops, SZ_1G + size, size) != size)
1081                         return __FAIL(ops, i);
1082
1083                 /* Remap of partial unmap */
1084                 if (ops->map(ops, SZ_1G + size, size, size, IOMMU_READ))
1085                         return __FAIL(ops, i);
1086
1087                 if (ops->iova_to_phys(ops, SZ_1G + size + 42) != (size + 42))
1088                         return __FAIL(ops, i);
1089
1090                 /* Full unmap */
1091                 iova = 0;
1092                 j = find_first_bit(&cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG);
1093                 while (j != BITS_PER_LONG) {
1094                         size = 1UL << j;
1095
1096                         if (ops->unmap(ops, iova, size) != size)
1097                                 return __FAIL(ops, i);
1098
1099                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42))
1100                                 return __FAIL(ops, i);
1101
1102                         /* Remap full block */
1103                         if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_WRITE))
1104                                 return __FAIL(ops, i);
1105
1106                         if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
1107                                 return __FAIL(ops, i);
1108
1109                         iova += SZ_1G;
1110                         j++;
1111                         j = find_next_bit(&cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG, j);
1112                 }
1113
1114                 free_io_pgtable_ops(ops);
1115         }
1116
1117         selftest_running = false;
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 static int __init arm_lpae_do_selftests(void)
1122 {
1123         static const unsigned long pgsize[] = {
1124                 SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G,
1125                 SZ_16K | SZ_32M,
1126                 SZ_64K | SZ_512M,
1127         };
1128
1129         static const unsigned int ias[] = {
1130                 32, 36, 40, 42, 44, 48,
1131         };
1132
1133         int i, j, pass = 0, fail = 0;
1134         struct io_pgtable_cfg cfg = {
1135                 .tlb = &dummy_tlb_ops,
1136                 .oas = 48,
1137                 .quirks = IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA,
1138         };
1139
1140         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pgsize); ++i) {
1141                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(ias); ++j) {
1142                         cfg.pgsize_bitmap = pgsize[i];
1143                         cfg.ias = ias[j];
1144                         pr_info("selftest: pgsize_bitmap 0x%08lx, IAS %u\n",
1145                                 pgsize[i], ias[j]);
1146                         if (arm_lpae_run_tests(&cfg))
1147                                 fail++;
1148                         else
1149                                 pass++;
1150                 }
1151         }
1152
1153         pr_info("selftest: completed with %d PASS %d FAIL\n", pass, fail);
1154         return fail ? -EFAULT : 0;
1155 }
1156 subsys_initcall(arm_lpae_do_selftests);
1157 #endif