Quelle  dma-iommu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * A fairly generic DMA-API to IOMMU-API glue layer.
 *
 * Copyright (C) 2014-2015 ARM Ltd.
 *
 * based in part on arch/arm/mm/dma-mapping.c:
 * Copyright (C) 2000-2004 Russell King
 */

#include <linux/acpi_iort.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/crash_dump.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/dma-direct.h>
#include <linux/dma-map-ops.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/huge_mm.h>
#include <linux/iommu.h>
#include <linux/iommu-dma.h>
#include <linux/iova.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/list_sort.h>
#include <linux/memremap.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/msi.h>
#include <linux/of_iommu.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/pci-p2pdma.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/swiotlb.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <trace/events/swiotlb.h>

#include "dma-iommu.h"
#include "iommu-pages.h"

struct iommu_dma_msi_page {
 struct list_head list;
 dma_addr_t  iova;
 phys_addr_t  phys;
};

enum iommu_dma_queue_type {
 IOMMU_DMA_OPTS_PER_CPU_QUEUE,
 IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE,
};

struct iommu_dma_options {
 enum iommu_dma_queue_type qt;
 size_t  fq_size;
 unsigned int fq_timeout;
};

struct iommu_dma_cookie {
 struct iova_domain iovad;
 struct list_head msi_page_list;
 /* Flush queue */
 union {
  struct iova_fq *single_fq;
  struct iova_fq __percpu *percpu_fq;
 };
 /* Number of TLB flushes that have been started */
 atomic64_t fq_flush_start_cnt;
 /* Number of TLB flushes that have been finished */
 atomic64_t fq_flush_finish_cnt;
 /* Timer to regularily empty the flush queues */
 struct timer_list fq_timer;
 /* 1 when timer is active, 0 when not */
 atomic_t fq_timer_on;
 /* Domain for flush queue callback; NULL if flush queue not in use */
 struct iommu_domain *fq_domain;
 /* Options for dma-iommu use */
 struct iommu_dma_options options;
};

struct iommu_dma_msi_cookie {
 dma_addr_t msi_iova;
 struct list_head msi_page_list;
};

static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(iommu_deferred_attach_enabled);
bool iommu_dma_forcedac __read_mostly;

static int __init iommu_dma_forcedac_setup(char *str)
{
 int ret = kstrtobool(str, &iommu_dma_forcedac);

 if (!ret && iommu_dma_forcedac)
  pr_info("Forcing DAC for PCI devices\n");
 return ret;
}
early_param("iommu.forcedac", iommu_dma_forcedac_setup);

/* Number of entries per flush queue */
#define IOVA_DEFAULT_FQ_SIZE 256
#define IOVA_SINGLE_FQ_SIZE 32768

/* Timeout (in ms) after which entries are flushed from the queue */
#define IOVA_DEFAULT_FQ_TIMEOUT 10
#define IOVA_SINGLE_FQ_TIMEOUT 1000

/* Flush queue entry for deferred flushing */
struct iova_fq_entry {
 unsigned long iova_pfn;
 unsigned long pages;
 struct iommu_pages_list freelist;
 u64 counter; /* Flush counter when this entry was added */
};

/* Per-CPU flush queue structure */
struct iova_fq {
 spinlock_t lock;
 unsigned int head, tail;
 unsigned int mod_mask;
 struct iova_fq_entry entries[];
};

#define fq_ring_for_each(i, fq) \
 for ((i) = (fq)->head; (i) != (fq)->tail; (i) = ((i) + 1) & (fq)->mod_mask)

static inline bool fq_full(struct iova_fq *fq)
{
 assert_spin_locked(&fq->lock);
 return (((fq->tail + 1) & fq->mod_mask) == fq->head);
}

static inline unsigned int fq_ring_add(struct iova_fq *fq)
{
 unsigned int idx = fq->tail;

 assert_spin_locked(&fq->lock);

 fq->tail = (idx + 1) & fq->mod_mask;

 return idx;
}

static void fq_ring_free_locked(struct iommu_dma_cookie *cookie, struct iova_fq *fq)
{
 u64 counter = atomic64_read(&cookie->fq_flush_finish_cnt);
 unsigned int idx;

 assert_spin_locked(&fq->lock);

 fq_ring_for_each(idx, fq) {

  if (fq->entries[idx].counter >= counter)
   break;

  iommu_put_pages_list(&fq->entries[idx].freelist);
  free_iova_fast(&cookie->iovad,
          fq->entries[idx].iova_pfn,
          fq->entries[idx].pages);

  fq->entries[idx].freelist =
   IOMMU_PAGES_LIST_INIT(fq->entries[idx].freelist);
  fq->head = (fq->head + 1) & fq->mod_mask;
 }
}

static void fq_ring_free(struct iommu_dma_cookie *cookie, struct iova_fq *fq)
{
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&fq->lock, flags);
 fq_ring_free_locked(cookie, fq);
 spin_unlock_irqrestore(&fq->lock, flags);
}

static void fq_flush_iotlb(struct iommu_dma_cookie *cookie)
{
 atomic64_inc(&cookie->fq_flush_start_cnt);
 cookie->fq_domain->ops->flush_iotlb_all(cookie->fq_domain);
 atomic64_inc(&cookie->fq_flush_finish_cnt);
}

static void fq_flush_timeout(struct timer_list *t)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = timer_container_of(cookie, t,
            fq_timer);
 int cpu;

 atomic_set(&cookie->fq_timer_on, 0);
 fq_flush_iotlb(cookie);

 if (cookie->options.qt == IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE) {
  fq_ring_free(cookie, cookie->single_fq);
 } else {
  for_each_possible_cpu(cpu)
   fq_ring_free(cookie, per_cpu_ptr(cookie->percpu_fq, cpu));
 }
}

static void queue_iova(struct iommu_dma_cookie *cookie,
  unsigned long pfn, unsigned long pages,
  struct iommu_pages_list *freelist)
{
 struct iova_fq *fq;
 unsigned long flags;
 unsigned int idx;

 /*
 * Order against the IOMMU driver's pagetable update from unmapping
 * @pte, to guarantee that fq_flush_iotlb() observes that if called
 * from a different CPU before we release the lock below. Full barrier
 * so it also pairs with iommu_dma_init_fq() to avoid seeing partially
 * written fq state here.
 */
 smp_mb();

 if (cookie->options.qt == IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE)
  fq = cookie->single_fq;
 else
  fq = raw_cpu_ptr(cookie->percpu_fq);

 spin_lock_irqsave(&fq->lock, flags);

 /*
 * First remove all entries from the flush queue that have already been
 * flushed out on another CPU. This makes the fq_full() check below less
 * likely to be true.
 */
 fq_ring_free_locked(cookie, fq);

 if (fq_full(fq)) {
  fq_flush_iotlb(cookie);
  fq_ring_free_locked(cookie, fq);
 }

 idx = fq_ring_add(fq);

 fq->entries[idx].iova_pfn = pfn;
 fq->entries[idx].pages    = pages;
 fq->entries[idx].counter  = atomic64_read(&cookie->fq_flush_start_cnt);
 iommu_pages_list_splice(freelist, &fq->entries[idx].freelist);

 spin_unlock_irqrestore(&fq->lock, flags);

 /* Avoid false sharing as much as possible. */
 if (!atomic_read(&cookie->fq_timer_on) &&
     !atomic_xchg(&cookie->fq_timer_on, 1))
  mod_timer(&cookie->fq_timer,
     jiffies + msecs_to_jiffies(cookie->options.fq_timeout));
}

static void iommu_dma_free_fq_single(struct iova_fq *fq)
{
 int idx;

 fq_ring_for_each(idx, fq)
  iommu_put_pages_list(&fq->entries[idx].freelist);
 vfree(fq);
}

static void iommu_dma_free_fq_percpu(struct iova_fq __percpu *percpu_fq)
{
 int cpu, idx;

 /* The IOVAs will be torn down separately, so just free our queued pages */
 for_each_possible_cpu(cpu) {
  struct iova_fq *fq = per_cpu_ptr(percpu_fq, cpu);

  fq_ring_for_each(idx, fq)
   iommu_put_pages_list(&fq->entries[idx].freelist);
 }

 free_percpu(percpu_fq);
}

static void iommu_dma_free_fq(struct iommu_dma_cookie *cookie)
{
 if (!cookie->fq_domain)
  return;

 timer_delete_sync(&cookie->fq_timer);
 if (cookie->options.qt == IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE)
  iommu_dma_free_fq_single(cookie->single_fq);
 else
  iommu_dma_free_fq_percpu(cookie->percpu_fq);
}

static void iommu_dma_init_one_fq(struct iova_fq *fq, size_t fq_size)
{
 int i;

 fq->head = 0;
 fq->tail = 0;
 fq->mod_mask = fq_size - 1;

 spin_lock_init(&fq->lock);

 for (i = 0; i < fq_size; i++)
  fq->entries[i].freelist =
   IOMMU_PAGES_LIST_INIT(fq->entries[i].freelist);
}

static int iommu_dma_init_fq_single(struct iommu_dma_cookie *cookie)
{
 size_t fq_size = cookie->options.fq_size;
 struct iova_fq *queue;

 queue = vmalloc(struct_size(queue, entries, fq_size));
 if (!queue)
  return -ENOMEM;
 iommu_dma_init_one_fq(queue, fq_size);
 cookie->single_fq = queue;

 return 0;
}

static int iommu_dma_init_fq_percpu(struct iommu_dma_cookie *cookie)
{
 size_t fq_size = cookie->options.fq_size;
 struct iova_fq __percpu *queue;
 int cpu;

 queue = __alloc_percpu(struct_size(queue, entries, fq_size),
          __alignof__(*queue));
 if (!queue)
  return -ENOMEM;

 for_each_possible_cpu(cpu)
  iommu_dma_init_one_fq(per_cpu_ptr(queue, cpu), fq_size);
 cookie->percpu_fq = queue;
 return 0;
}

/* sysfs updates are serialised by the mutex of the group owning @domain */
int iommu_dma_init_fq(struct iommu_domain *domain)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 int rc;

 if (cookie->fq_domain)
  return 0;

 atomic64_set(&cookie->fq_flush_start_cnt,  0);
 atomic64_set(&cookie->fq_flush_finish_cnt, 0);

 if (cookie->options.qt == IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE)
  rc = iommu_dma_init_fq_single(cookie);
 else
  rc = iommu_dma_init_fq_percpu(cookie);

 if (rc) {
  pr_warn("iova flush queue initialization failed\n");
  return -ENOMEM;
 }

 timer_setup(&cookie->fq_timer, fq_flush_timeout, 0);
 atomic_set(&cookie->fq_timer_on, 0);
 /*
 * Prevent incomplete fq state being observable. Pairs with path from
 * __iommu_dma_unmap() through iommu_dma_free_iova() to queue_iova()
 */
 smp_wmb();
 WRITE_ONCE(cookie->fq_domain, domain);
 return 0;
}

/**
 * iommu_get_dma_cookie - Acquire DMA-API resources for a domain
 * @domain: IOMMU domain to prepare for DMA-API usage
 */
int iommu_get_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie;

 if (domain->cookie_type != IOMMU_COOKIE_NONE)
  return -EEXIST;

 cookie = kzalloc(sizeof(*cookie), GFP_KERNEL);
 if (!cookie)
  return -ENOMEM;

 INIT_LIST_HEAD(&cookie->msi_page_list);
 domain->cookie_type = IOMMU_COOKIE_DMA_IOVA;
 domain->iova_cookie = cookie;
 return 0;
}

/**
 * iommu_get_msi_cookie - Acquire just MSI remapping resources
 * @domain: IOMMU domain to prepare
 * @base: Start address of IOVA region for MSI mappings
 *
 * Users who manage their own IOVA allocation and do not want DMA API support,
 * but would still like to take advantage of automatic MSI remapping, can use
 * this to initialise their own domain appropriately. Users should reserve a
 * contiguous IOVA region, starting at @base, large enough to accommodate the
 * number of PAGE_SIZE mappings necessary to cover every MSI doorbell address
 * used by the devices attached to @domain.
 */
int iommu_get_msi_cookie(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t base)
{
 struct iommu_dma_msi_cookie *cookie;

 if (domain->type != IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
  return -EINVAL;

 if (domain->cookie_type != IOMMU_COOKIE_NONE)
  return -EEXIST;

 cookie = kzalloc(sizeof(*cookie), GFP_KERNEL);
 if (!cookie)
  return -ENOMEM;

 cookie->msi_iova = base;
 INIT_LIST_HEAD(&cookie->msi_page_list);
 domain->cookie_type = IOMMU_COOKIE_DMA_MSI;
 domain->msi_cookie = cookie;
 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(iommu_get_msi_cookie);

/**
 * iommu_put_dma_cookie - Release a domain's DMA mapping resources
 * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
 */
void iommu_put_dma_cookie(struct iommu_domain *domain)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iommu_dma_msi_page *msi, *tmp;

 if (cookie->iovad.granule) {
  iommu_dma_free_fq(cookie);
  put_iova_domain(&cookie->iovad);
 }
 list_for_each_entry_safe(msi, tmp, &cookie->msi_page_list, list)
  kfree(msi);
 kfree(cookie);
}

/**
 * iommu_put_msi_cookie - Release a domain's MSI mapping resources
 * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_msi_cookie()
 */
void iommu_put_msi_cookie(struct iommu_domain *domain)
{
 struct iommu_dma_msi_cookie *cookie = domain->msi_cookie;
 struct iommu_dma_msi_page *msi, *tmp;

 list_for_each_entry_safe(msi, tmp, &cookie->msi_page_list, list)
  kfree(msi);
 kfree(cookie);
}

/**
 * iommu_dma_get_resv_regions - Reserved region driver helper
 * @dev: Device from iommu_get_resv_regions()
 * @list: Reserved region list from iommu_get_resv_regions()
 *
 * IOMMU drivers can use this to implement their .get_resv_regions callback
 * for general non-IOMMU-specific reservations. Currently, this covers GICv3
 * ITS region reservation on ACPI based ARM platforms that may require HW MSI
 * reservation.
 */
void iommu_dma_get_resv_regions(struct device *dev, struct list_head *list)
{

 if (!is_of_node(dev_iommu_fwspec_get(dev)->iommu_fwnode))
  iort_iommu_get_resv_regions(dev, list);

 if (dev->of_node)
  of_iommu_get_resv_regions(dev, list);
}
EXPORT_SYMBOL(iommu_dma_get_resv_regions);

static int cookie_init_hw_msi_region(struct iommu_dma_cookie *cookie,
  phys_addr_t start, phys_addr_t end)
{
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 int i, num_pages;

 start -= iova_offset(iovad, start);
 num_pages = iova_align(iovad, end - start) >> iova_shift(iovad);

 for (i = 0; i < num_pages; i++) {
  msi_page = kmalloc(sizeof(*msi_page), GFP_KERNEL);
  if (!msi_page)
   return -ENOMEM;

  msi_page->phys = start;
  msi_page->iova = start;
  INIT_LIST_HEAD(&msi_page->list);
  list_add(&msi_page->list, &cookie->msi_page_list);
  start += iovad->granule;
 }

 return 0;
}

static int iommu_dma_ranges_sort(void *priv, const struct list_head *a,
  const struct list_head *b)
{
 struct resource_entry *res_a = list_entry(a, typeof(*res_a), node);
 struct resource_entry *res_b = list_entry(b, typeof(*res_b), node);

 return res_a->res->start > res_b->res->start;
}

static int iova_reserve_pci_windows(struct pci_dev *dev,
  struct iova_domain *iovad)
{
 struct pci_host_bridge *bridge = pci_find_host_bridge(dev->bus);
 struct resource_entry *window;
 unsigned long lo, hi;
 phys_addr_t start = 0, end;

 resource_list_for_each_entry(window, &bridge->windows) {
  if (resource_type(window->res) != IORESOURCE_MEM)
   continue;

  lo = iova_pfn(iovad, window->res->start - window->offset);
  hi = iova_pfn(iovad, window->res->end - window->offset);
  reserve_iova(iovad, lo, hi);
 }

 /* Get reserved DMA windows from host bridge */
 list_sort(NULL, &bridge->dma_ranges, iommu_dma_ranges_sort);
 resource_list_for_each_entry(window, &bridge->dma_ranges) {
  end = window->res->start - window->offset;
resv_iova:
  if (end > start) {
   lo = iova_pfn(iovad, start);
   hi = iova_pfn(iovad, end);
   reserve_iova(iovad, lo, hi);
  } else if (end < start) {
   /* DMA ranges should be non-overlapping */
   dev_err(&dev->dev,
    "Failed to reserve IOVA [%pa-%pa]\n",
    &start, &end);
   return -EINVAL;
  }

  start = window->res->end - window->offset + 1;
  /* If window is last entry */
  if (window->node.next == &bridge->dma_ranges &&
      end != ~(phys_addr_t)0) {
   end = ~(phys_addr_t)0;
   goto resv_iova;
  }
 }

 return 0;
}

static int iova_reserve_iommu_regions(struct device *dev,
  struct iommu_domain *domain)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 struct iommu_resv_region *region;
 LIST_HEAD(resv_regions);
 int ret = 0;

 if (dev_is_pci(dev)) {
  ret = iova_reserve_pci_windows(to_pci_dev(dev), iovad);
  if (ret)
   return ret;
 }

 iommu_get_resv_regions(dev, &resv_regions);
 list_for_each_entry(region, &resv_regions, list) {
  unsigned long lo, hi;

  /* We ARE the software that manages these! */
  if (region->type == IOMMU_RESV_SW_MSI)
   continue;

  lo = iova_pfn(iovad, region->start);
  hi = iova_pfn(iovad, region->start + region->length - 1);
  reserve_iova(iovad, lo, hi);

  if (region->type == IOMMU_RESV_MSI)
   ret = cookie_init_hw_msi_region(cookie, region->start,
     region->start + region->length);
  if (ret)
   break;
 }
 iommu_put_resv_regions(dev, &resv_regions);

 return ret;
}

static bool dev_is_untrusted(struct device *dev)
{
 return dev_is_pci(dev) && to_pci_dev(dev)->untrusted;
}

static bool dev_use_swiotlb(struct device *dev, size_t size,
       enum dma_data_direction dir)
{
 return IS_ENABLED(CONFIG_SWIOTLB) &&
  (dev_is_untrusted(dev) ||
   dma_kmalloc_needs_bounce(dev, size, dir));
}

static bool dev_use_sg_swiotlb(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
          int nents, enum dma_data_direction dir)
{
 struct scatterlist *s;
 int i;

 if (!IS_ENABLED(CONFIG_SWIOTLB))
  return false;

 if (dev_is_untrusted(dev))
  return true;

 /*
 * If kmalloc() buffers are not DMA-safe for this device and
 * direction, check the individual lengths in the sg list. If any
 * element is deemed unsafe, use the swiotlb for bouncing.
 */
 if (!dma_kmalloc_safe(dev, dir)) {
  for_each_sg(sg, s, nents, i)
   if (!dma_kmalloc_size_aligned(s->length))
    return true;
 }

 return false;
}

/**
 * iommu_dma_init_options - Initialize dma-iommu options
 * @options: The options to be initialized
 * @dev: Device the options are set for
 *
 * This allows tuning dma-iommu specific to device properties
 */
static void iommu_dma_init_options(struct iommu_dma_options *options,
       struct device *dev)
{
 /* Shadowing IOTLB flushes do better with a single large queue */
 if (dev->iommu->shadow_on_flush) {
  options->qt = IOMMU_DMA_OPTS_SINGLE_QUEUE;
  options->fq_timeout = IOVA_SINGLE_FQ_TIMEOUT;
  options->fq_size = IOVA_SINGLE_FQ_SIZE;
 } else {
  options->qt = IOMMU_DMA_OPTS_PER_CPU_QUEUE;
  options->fq_size = IOVA_DEFAULT_FQ_SIZE;
  options->fq_timeout = IOVA_DEFAULT_FQ_TIMEOUT;
 }
}

/**
 * iommu_dma_init_domain - Initialise a DMA mapping domain
 * @domain: IOMMU domain previously prepared by iommu_get_dma_cookie()
 * @dev: Device the domain is being initialised for
 *
 * If the geometry and dma_range_map include address 0, we reserve that page
 * to ensure it is an invalid IOVA. It is safe to reinitialise a domain, but
 * any change which could make prior IOVAs invalid will fail.
 */
static int iommu_dma_init_domain(struct iommu_domain *domain, struct device *dev)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 const struct bus_dma_region *map = dev->dma_range_map;
 unsigned long order, base_pfn;
 struct iova_domain *iovad;
 int ret;

 if (!cookie || domain->cookie_type != IOMMU_COOKIE_DMA_IOVA)
  return -EINVAL;

 iovad = &cookie->iovad;

 /* Use the smallest supported page size for IOVA granularity */
 order = __ffs(domain->pgsize_bitmap);
 base_pfn = 1;

 /* Check the domain allows at least some access to the device... */
 if (map) {
  if (dma_range_map_min(map) > domain->geometry.aperture_end ||
      dma_range_map_max(map) < domain->geometry.aperture_start) {
   pr_warn("specified DMA range outside IOMMU capability\n");
   return -EFAULT;
  }
 }
 /* ...then finally give it a kicking to make sure it fits */
 base_pfn = max_t(unsigned long, base_pfn,
    domain->geometry.aperture_start >> order);

 /* start_pfn is always nonzero for an already-initialised domain */
 if (iovad->start_pfn) {
  if (1UL << order != iovad->granule ||
      base_pfn != iovad->start_pfn) {
   pr_warn("Incompatible range for DMA domain\n");
   return -EFAULT;
  }

  return 0;
 }

 init_iova_domain(iovad, 1UL << order, base_pfn);
 ret = iova_domain_init_rcaches(iovad);
 if (ret)
  return ret;

 iommu_dma_init_options(&cookie->options, dev);

 /* If the FQ fails we can simply fall back to strict mode */
 if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_DMA_FQ &&
     (!device_iommu_capable(dev, IOMMU_CAP_DEFERRED_FLUSH) || iommu_dma_init_fq(domain)))
  domain->type = IOMMU_DOMAIN_DMA;

 return iova_reserve_iommu_regions(dev, domain);
}

/**
 * dma_info_to_prot - Translate DMA API directions and attributes to IOMMU API
 *                    page flags.
 * @dir: Direction of DMA transfer
 * @coherent: Is the DMA master cache-coherent?
 * @attrs: DMA attributes for the mapping
 *
 * Return: corresponding IOMMU API page protection flags
 */
static int dma_info_to_prot(enum dma_data_direction dir, bool coherent,
       unsigned long attrs)
{
 int prot = coherent ? IOMMU_CACHE : 0;

 if (attrs & DMA_ATTR_PRIVILEGED)
  prot |= IOMMU_PRIV;

 switch (dir) {
 case DMA_BIDIRECTIONAL:
  return prot | IOMMU_READ | IOMMU_WRITE;
 case DMA_TO_DEVICE:
  return prot | IOMMU_READ;
 case DMA_FROM_DEVICE:
  return prot | IOMMU_WRITE;
 default:
  return 0;
 }
}

static dma_addr_t iommu_dma_alloc_iova(struct iommu_domain *domain,
  size_t size, u64 dma_limit, struct device *dev)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 unsigned long shift, iova_len, iova;

 if (domain->cookie_type == IOMMU_COOKIE_DMA_MSI) {
  domain->msi_cookie->msi_iova += size;
  return domain->msi_cookie->msi_iova - size;
 }

 shift = iova_shift(iovad);
 iova_len = size >> shift;

 dma_limit = min_not_zero(dma_limit, dev->bus_dma_limit);

 if (domain->geometry.force_aperture)
  dma_limit = min(dma_limit, (u64)domain->geometry.aperture_end);

 /*
 * Try to use all the 32-bit PCI addresses first. The original SAC vs.
 * DAC reasoning loses relevance with PCIe, but enough hardware and
 * firmware bugs are still lurking out there that it's safest not to
 * venture into the 64-bit space until necessary.
 *
 * If your device goes wrong after seeing the notice then likely either
 * its driver is not setting DMA masks accurately, the hardware has
 * some inherent bug in handling >32-bit addresses, or not all the
 * expected address bits are wired up between the device and the IOMMU.
 */
 if (dma_limit > DMA_BIT_MASK(32) && dev->iommu->pci_32bit_workaround) {
  iova = alloc_iova_fast(iovad, iova_len,
           DMA_BIT_MASK(32) >> shift, false);
  if (iova)
   goto done;

  dev->iommu->pci_32bit_workaround = false;
  dev_notice(dev, "Using %d-bit DMA addresses\n", bits_per(dma_limit));
 }

 iova = alloc_iova_fast(iovad, iova_len, dma_limit >> shift, true);
done:
 return (dma_addr_t)iova << shift;
}

static void iommu_dma_free_iova(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t iova,
    size_t size, struct iommu_iotlb_gather *gather)
{
 struct iova_domain *iovad = &domain->iova_cookie->iovad;

 /* The MSI case is only ever cleaning up its most recent allocation */
 if (domain->cookie_type == IOMMU_COOKIE_DMA_MSI)
  domain->msi_cookie->msi_iova -= size;
 else if (gather && gather->queued)
  queue_iova(domain->iova_cookie, iova_pfn(iovad, iova),
    size >> iova_shift(iovad),
    &gather->freelist);
 else
  free_iova_fast(iovad, iova_pfn(iovad, iova),
    size >> iova_shift(iovad));
}

static void __iommu_dma_unmap(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
  size_t size)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_off = iova_offset(iovad, dma_addr);
 struct iommu_iotlb_gather iotlb_gather;
 size_t unmapped;

 dma_addr -= iova_off;
 size = iova_align(iovad, size + iova_off);
 iommu_iotlb_gather_init(&iotlb_gather);
 iotlb_gather.queued = READ_ONCE(cookie->fq_domain);

 unmapped = iommu_unmap_fast(domain, dma_addr, size, &iotlb_gather);
 WARN_ON(unmapped != size);

 if (!iotlb_gather.queued)
  iommu_iotlb_sync(domain, &iotlb_gather);
 iommu_dma_free_iova(domain, dma_addr, size, &iotlb_gather);
}

static dma_addr_t __iommu_dma_map(struct device *dev, phys_addr_t phys,
  size_t size, int prot, u64 dma_mask)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_off = iova_offset(iovad, phys);
 dma_addr_t iova;

 if (static_branch_unlikely(&iommu_deferred_attach_enabled) &&
     iommu_deferred_attach(dev, domain))
  return DMA_MAPPING_ERROR;

 /* If anyone ever wants this we'd need support in the IOVA allocator */
 if (dev_WARN_ONCE(dev, dma_get_min_align_mask(dev) > iova_mask(iovad),
     "Unsupported alignment constraint\n"))
  return DMA_MAPPING_ERROR;

 size = iova_align(iovad, size + iova_off);

 iova = iommu_dma_alloc_iova(domain, size, dma_mask, dev);
 if (!iova)
  return DMA_MAPPING_ERROR;

 if (iommu_map(domain, iova, phys - iova_off, size, prot, GFP_ATOMIC)) {
  iommu_dma_free_iova(domain, iova, size, NULL);
  return DMA_MAPPING_ERROR;
 }
 return iova + iova_off;
}

static void __iommu_dma_free_pages(struct page **pages, int count)
{
 while (count--)
  __free_page(pages[count]);
 kvfree(pages);
}

static struct page **__iommu_dma_alloc_pages(struct device *dev,
  unsigned int count, unsigned long order_mask, gfp_t gfp)
{
 struct page **pages;
 unsigned int i = 0, nid = dev_to_node(dev);

 order_mask &= GENMASK(MAX_PAGE_ORDER, 0);
 if (!order_mask)
  return NULL;

 pages = kvcalloc(count, sizeof(*pages), GFP_KERNEL);
 if (!pages)
  return NULL;

 /* IOMMU can map any pages, so himem can also be used here */
 gfp |= __GFP_NOWARN | __GFP_HIGHMEM;

 while (count) {
  struct page *page = NULL;
  unsigned int order_size;

  /*
 * Higher-order allocations are a convenience rather
 * than a necessity, hence using __GFP_NORETRY until
 * falling back to minimum-order allocations.
 */
  for (order_mask &= GENMASK(__fls(count), 0);
       order_mask; order_mask &= ~order_size) {
   unsigned int order = __fls(order_mask);
   gfp_t alloc_flags = gfp;

   order_size = 1U << order;
   if (order_mask > order_size)
    alloc_flags |= __GFP_NORETRY;
   page = alloc_pages_node(nid, alloc_flags, order);
   if (!page)
    continue;
   if (order)
    split_page(page, order);
   break;
  }
  if (!page) {
   __iommu_dma_free_pages(pages, i);
   return NULL;
  }
  count -= order_size;
  while (order_size--)
   pages[i++] = page++;
 }
 return pages;
}

/*
 * If size is less than PAGE_SIZE, then a full CPU page will be allocated,
 * but an IOMMU which supports smaller pages might not map the whole thing.
 */
static struct page **__iommu_dma_alloc_noncontiguous(struct device *dev,
  size_t size, struct sg_table *sgt, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 bool coherent = dev_is_dma_coherent(dev);
 int ioprot = dma_info_to_prot(DMA_BIDIRECTIONAL, coherent, attrs);
 unsigned int count, min_size, alloc_sizes = domain->pgsize_bitmap;
 struct page **pages;
 dma_addr_t iova;
 ssize_t ret;

 if (static_branch_unlikely(&iommu_deferred_attach_enabled) &&
     iommu_deferred_attach(dev, domain))
  return NULL;

 min_size = alloc_sizes & -alloc_sizes;
 if (min_size < PAGE_SIZE) {
  min_size = PAGE_SIZE;
  alloc_sizes |= PAGE_SIZE;
 } else {
  size = ALIGN(size, min_size);
 }
 if (attrs & DMA_ATTR_ALLOC_SINGLE_PAGES)
  alloc_sizes = min_size;

 count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 pages = __iommu_dma_alloc_pages(dev, count, alloc_sizes >> PAGE_SHIFT,
     gfp);
 if (!pages)
  return NULL;

 size = iova_align(iovad, size);
 iova = iommu_dma_alloc_iova(domain, size, dev->coherent_dma_mask, dev);
 if (!iova)
  goto out_free_pages;

 /*
 * Remove the zone/policy flags from the GFP - these are applied to the
 * __iommu_dma_alloc_pages() but are not used for the supporting
 * internal allocations that follow.
 */
 gfp &= ~(__GFP_DMA | __GFP_DMA32 | __GFP_HIGHMEM | __GFP_COMP);

 if (sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages, count, 0, size, gfp))
  goto out_free_iova;

 if (!(ioprot & IOMMU_CACHE)) {
  struct scatterlist *sg;
  int i;

  for_each_sg(sgt->sgl, sg, sgt->orig_nents, i)
   arch_dma_prep_coherent(sg_page(sg), sg->length);
 }

 ret = iommu_map_sg(domain, iova, sgt->sgl, sgt->orig_nents, ioprot,
      gfp);
 if (ret < 0 || ret < size)
  goto out_free_sg;

 sgt->sgl->dma_address = iova;
 sgt->sgl->dma_length = size;
 return pages;

out_free_sg:
 sg_free_table(sgt);
out_free_iova:
 iommu_dma_free_iova(domain, iova, size, NULL);
out_free_pages:
 __iommu_dma_free_pages(pages, count);
 return NULL;
}

static void *iommu_dma_alloc_remap(struct device *dev, size_t size,
  dma_addr_t *dma_handle, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
{
 struct page **pages;
 struct sg_table sgt;
 void *vaddr;
 pgprot_t prot = dma_pgprot(dev, PAGE_KERNEL, attrs);

 pages = __iommu_dma_alloc_noncontiguous(dev, size, &sgt, gfp, attrs);
 if (!pages)
  return NULL;
 *dma_handle = sgt.sgl->dma_address;
 sg_free_table(&sgt);
 vaddr = dma_common_pages_remap(pages, size, prot,
   __builtin_return_address(0));
 if (!vaddr)
  goto out_unmap;
 return vaddr;

out_unmap:
 __iommu_dma_unmap(dev, *dma_handle, size);
 __iommu_dma_free_pages(pages, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT);
 return NULL;
}

/*
 * This is the actual return value from the iommu_dma_alloc_noncontiguous.
 *
 * The users of the DMA API should only care about the sg_table, but to make
 * the DMA-API internal vmaping and freeing easier we stash away the page
 * array as well (except for the fallback case).  This can go away any time,
 * e.g. when a vmap-variant that takes a scatterlist comes along.
 */
struct dma_sgt_handle {
 struct sg_table sgt;
 struct page **pages;
};
#define sgt_handle(sgt) \
 container_of((sgt), struct dma_sgt_handle, sgt)

struct sg_table *iommu_dma_alloc_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
        enum dma_data_direction dir, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
{
 struct dma_sgt_handle *sh;

 sh = kmalloc(sizeof(*sh), gfp);
 if (!sh)
  return NULL;

 sh->pages = __iommu_dma_alloc_noncontiguous(dev, size, &sh->sgt, gfp, attrs);
 if (!sh->pages) {
  kfree(sh);
  return NULL;
 }
 return &sh->sgt;
}

void iommu_dma_free_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
  struct sg_table *sgt, enum dma_data_direction dir)
{
 struct dma_sgt_handle *sh = sgt_handle(sgt);

 __iommu_dma_unmap(dev, sgt->sgl->dma_address, size);
 __iommu_dma_free_pages(sh->pages, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT);
 sg_free_table(&sh->sgt);
 kfree(sh);
}

void *iommu_dma_vmap_noncontiguous(struct device *dev, size_t size,
  struct sg_table *sgt)
{
 unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;

 return vmap(sgt_handle(sgt)->pages, count, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
}

int iommu_dma_mmap_noncontiguous(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
  size_t size, struct sg_table *sgt)
{
 unsigned long count = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;

 if (vma->vm_pgoff >= count || vma_pages(vma) > count - vma->vm_pgoff)
  return -ENXIO;
 return vm_map_pages(vma, sgt_handle(sgt)->pages, count);
}

void iommu_dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  size_t size, enum dma_data_direction dir)
{
 phys_addr_t phys;

 if (dev_is_dma_coherent(dev) && !dev_use_swiotlb(dev, size, dir))
  return;

 phys = iommu_iova_to_phys(iommu_get_dma_domain(dev), dma_handle);
 if (!dev_is_dma_coherent(dev))
  arch_sync_dma_for_cpu(phys, size, dir);

 swiotlb_sync_single_for_cpu(dev, phys, size, dir);
}

void iommu_dma_sync_single_for_device(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  size_t size, enum dma_data_direction dir)
{
 phys_addr_t phys;

 if (dev_is_dma_coherent(dev) && !dev_use_swiotlb(dev, size, dir))
  return;

 phys = iommu_iova_to_phys(iommu_get_dma_domain(dev), dma_handle);
 swiotlb_sync_single_for_device(dev, phys, size, dir);

 if (!dev_is_dma_coherent(dev))
  arch_sync_dma_for_device(phys, size, dir);
}

void iommu_dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
  int nelems, enum dma_data_direction dir)
{
 struct scatterlist *sg;
 int i;

 if (sg_dma_is_swiotlb(sgl))
  for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
   iommu_dma_sync_single_for_cpu(dev, sg_dma_address(sg),
            sg->length, dir);
 else if (!dev_is_dma_coherent(dev))
  for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
   arch_sync_dma_for_cpu(sg_phys(sg), sg->length, dir);
}

void iommu_dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sgl,
  int nelems, enum dma_data_direction dir)
{
 struct scatterlist *sg;
 int i;

 if (sg_dma_is_swiotlb(sgl))
  for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
   iommu_dma_sync_single_for_device(dev,
        sg_dma_address(sg),
        sg->length, dir);
 else if (!dev_is_dma_coherent(dev))
  for_each_sg(sgl, sg, nelems, i)
   arch_sync_dma_for_device(sg_phys(sg), sg->length, dir);
}

static phys_addr_t iommu_dma_map_swiotlb(struct device *dev, phys_addr_t phys,
  size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iova_domain *iovad = &domain->iova_cookie->iovad;

 if (!is_swiotlb_active(dev)) {
  dev_warn_once(dev, "DMA bounce buffers are inactive, unable to map unaligned transaction.\n");
  return (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR;
 }

 trace_swiotlb_bounced(dev, phys, size);

 phys = swiotlb_tbl_map_single(dev, phys, size, iova_mask(iovad), dir,
   attrs);

 /*
 * Untrusted devices should not see padding areas with random leftover
 * kernel data, so zero the pre- and post-padding.
 * swiotlb_tbl_map_single() has initialized the bounce buffer proper to
 * the contents of the original memory buffer.
 */
 if (phys != (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR && dev_is_untrusted(dev)) {
  size_t start, virt = (size_t)phys_to_virt(phys);

  /* Pre-padding */
  start = iova_align_down(iovad, virt);
  memset((void *)start, 0, virt - start);

  /* Post-padding */
  start = virt + size;
  memset((void *)start, 0, iova_align(iovad, start) - start);
 }

 return phys;
}

/*
 * Checks if a physical buffer has unaligned boundaries with respect to
 * the IOMMU granule. Returns non-zero if either the start or end
 * address is not aligned to the granule boundary.
 */
static inline size_t iova_unaligned(struct iova_domain *iovad, phys_addr_t phys,
        size_t size)
{
 return iova_offset(iovad, phys | size);
}

dma_addr_t iommu_dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
       unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
       unsigned long attrs)
{
 phys_addr_t phys = page_to_phys(page) + offset;
 bool coherent = dev_is_dma_coherent(dev);
 int prot = dma_info_to_prot(dir, coherent, attrs);
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 dma_addr_t iova, dma_mask = dma_get_mask(dev);

 /*
 * If both the physical buffer start address and size are page aligned,
 * we don't need to use a bounce page.
 */
 if (dev_use_swiotlb(dev, size, dir) &&
     iova_unaligned(iovad, phys, size)) {
  phys = iommu_dma_map_swiotlb(dev, phys, size, dir, attrs);
  if (phys == (phys_addr_t)DMA_MAPPING_ERROR)
   return DMA_MAPPING_ERROR;
 }

 if (!coherent && !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
  arch_sync_dma_for_device(phys, size, dir);

 iova = __iommu_dma_map(dev, phys, size, prot, dma_mask);
 if (iova == DMA_MAPPING_ERROR)
  swiotlb_tbl_unmap_single(dev, phys, size, dir, attrs);
 return iova;
}

void iommu_dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
  size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 phys_addr_t phys;

 phys = iommu_iova_to_phys(domain, dma_handle);
 if (WARN_ON(!phys))
  return;

 if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC) && !dev_is_dma_coherent(dev))
  arch_sync_dma_for_cpu(phys, size, dir);

 __iommu_dma_unmap(dev, dma_handle, size);

 swiotlb_tbl_unmap_single(dev, phys, size, dir, attrs);
}

/*
 * Prepare a successfully-mapped scatterlist to give back to the caller.
 *
 * At this point the segments are already laid out by iommu_dma_map_sg() to
 * avoid individually crossing any boundaries, so we merely need to check a
 * segment's start address to avoid concatenating across one.
 */
static int __finalise_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
  dma_addr_t dma_addr)
{
 struct scatterlist *s, *cur = sg;
 unsigned long seg_mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 unsigned int cur_len = 0, max_len = dma_get_max_seg_size(dev);
 int i, count = 0;

 for_each_sg(sg, s, nents, i) {
  /* Restore this segment's original unaligned fields first */
  dma_addr_t s_dma_addr = sg_dma_address(s);
  unsigned int s_iova_off = sg_dma_address(s);
  unsigned int s_length = sg_dma_len(s);
  unsigned int s_iova_len = s->length;

  sg_dma_address(s) = DMA_MAPPING_ERROR;
  sg_dma_len(s) = 0;

  if (sg_dma_is_bus_address(s)) {
   if (i > 0)
    cur = sg_next(cur);

   sg_dma_unmark_bus_address(s);
   sg_dma_address(cur) = s_dma_addr;
   sg_dma_len(cur) = s_length;
   sg_dma_mark_bus_address(cur);
   count++;
   cur_len = 0;
   continue;
  }

  s->offset += s_iova_off;
  s->length = s_length;

  /*
 * Now fill in the real DMA data. If...
 * - there is a valid output segment to append to
 * - and this segment starts on an IOVA page boundary
 * - but doesn't fall at a segment boundary
 * - and wouldn't make the resulting output segment too long
 */
  if (cur_len && !s_iova_off && (dma_addr & seg_mask) &&
      (max_len - cur_len >= s_length)) {
   /* ...then concatenate it with the previous one */
   cur_len += s_length;
  } else {
   /* Otherwise start the next output segment */
   if (i > 0)
    cur = sg_next(cur);
   cur_len = s_length;
   count++;

   sg_dma_address(cur) = dma_addr + s_iova_off;
  }

  sg_dma_len(cur) = cur_len;
  dma_addr += s_iova_len;

  if (s_length + s_iova_off < s_iova_len)
   cur_len = 0;
 }
 return count;
}

/*
 * If mapping failed, then just restore the original list,
 * but making sure the DMA fields are invalidated.
 */
static void __invalidate_sg(struct scatterlist *sg, int nents)
{
 struct scatterlist *s;
 int i;

 for_each_sg(sg, s, nents, i) {
  if (sg_dma_is_bus_address(s)) {
   sg_dma_unmark_bus_address(s);
  } else {
   if (sg_dma_address(s) != DMA_MAPPING_ERROR)
    s->offset += sg_dma_address(s);
   if (sg_dma_len(s))
    s->length = sg_dma_len(s);
  }
  sg_dma_address(s) = DMA_MAPPING_ERROR;
  sg_dma_len(s) = 0;
 }
}

static void iommu_dma_unmap_sg_swiotlb(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
  int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct scatterlist *s;
 int i;

 for_each_sg(sg, s, nents, i)
  iommu_dma_unmap_page(dev, sg_dma_address(s),
    sg_dma_len(s), dir, attrs);
}

static int iommu_dma_map_sg_swiotlb(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
  int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct scatterlist *s;
 int i;

 sg_dma_mark_swiotlb(sg);

 for_each_sg(sg, s, nents, i) {
  sg_dma_address(s) = iommu_dma_map_page(dev, sg_page(s),
    s->offset, s->length, dir, attrs);
  if (sg_dma_address(s) == DMA_MAPPING_ERROR)
   goto out_unmap;
  sg_dma_len(s) = s->length;
 }

 return nents;

out_unmap:
 iommu_dma_unmap_sg_swiotlb(dev, sg, i, dir, attrs | DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC);
 return -EIO;
}

/*
 * The DMA API client is passing in a scatterlist which could describe
 * any old buffer layout, but the IOMMU API requires everything to be
 * aligned to IOMMU pages. Hence the need for this complicated bit of
 * impedance-matching, to be able to hand off a suitably-aligned list,
 * but still preserve the original offsets and sizes for the caller.
 */
int iommu_dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 struct scatterlist *s, *prev = NULL;
 int prot = dma_info_to_prot(dir, dev_is_dma_coherent(dev), attrs);
 struct pci_p2pdma_map_state p2pdma_state = {};
 dma_addr_t iova;
 size_t iova_len = 0;
 unsigned long mask = dma_get_seg_boundary(dev);
 ssize_t ret;
 int i;

 if (static_branch_unlikely(&iommu_deferred_attach_enabled)) {
  ret = iommu_deferred_attach(dev, domain);
  if (ret)
   goto out;
 }

 if (dev_use_sg_swiotlb(dev, sg, nents, dir))
  return iommu_dma_map_sg_swiotlb(dev, sg, nents, dir, attrs);

 if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
  iommu_dma_sync_sg_for_device(dev, sg, nents, dir);

 /*
 * Work out how much IOVA space we need, and align the segments to
 * IOVA granules for the IOMMU driver to handle. With some clever
 * trickery we can modify the list in-place, but reversibly, by
 * stashing the unaligned parts in the as-yet-unused DMA fields.
 */
 for_each_sg(sg, s, nents, i) {
  size_t s_iova_off = iova_offset(iovad, s->offset);
  size_t s_length = s->length;
  size_t pad_len = (mask - iova_len + 1) & mask;

  switch (pci_p2pdma_state(&p2pdma_state, dev, sg_page(s))) {
  case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
   /*
 * Mapping through host bridge should be mapped with
 * regular IOVAs, thus we do nothing here and continue
 * below.
 */
   break;
  case PCI_P2PDMA_MAP_NONE:
   break;
  case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
   /*
 * iommu_map_sg() will skip this segment as it is marked
 * as a bus address, __finalise_sg() will copy the dma
 * address into the output segment.
 */
   s->dma_address = pci_p2pdma_bus_addr_map(&p2pdma_state,
      sg_phys(s));
   sg_dma_len(s) = sg->length;
   sg_dma_mark_bus_address(s);
   continue;
  default:
   ret = -EREMOTEIO;
   goto out_restore_sg;
  }

  sg_dma_address(s) = s_iova_off;
  sg_dma_len(s) = s_length;
  s->offset -= s_iova_off;
  s_length = iova_align(iovad, s_length + s_iova_off);
  s->length = s_length;

  /*
 * Due to the alignment of our single IOVA allocation, we can
 * depend on these assumptions about the segment boundary mask:
 * - If mask size >= IOVA size, then the IOVA range cannot
 *   possibly fall across a boundary, so we don't care.
 * - If mask size < IOVA size, then the IOVA range must start
 *   exactly on a boundary, therefore we can lay things out
 *   based purely on segment lengths without needing to know
 *   the actual addresses beforehand.
 * - The mask must be a power of 2, so pad_len == 0 if
 *   iova_len == 0, thus we cannot dereference prev the first
 *   time through here (i.e. before it has a meaningful value).
 */
  if (pad_len && pad_len < s_length - 1) {
   prev->length += pad_len;
   iova_len += pad_len;
  }

  iova_len += s_length;
  prev = s;
 }

 if (!iova_len)
  return __finalise_sg(dev, sg, nents, 0);

 iova = iommu_dma_alloc_iova(domain, iova_len, dma_get_mask(dev), dev);
 if (!iova) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out_restore_sg;
 }

 /*
 * We'll leave any physical concatenation to the IOMMU driver's
 * implementation - it knows better than we do.
 */
 ret = iommu_map_sg(domain, iova, sg, nents, prot, GFP_ATOMIC);
 if (ret < 0 || ret < iova_len)
  goto out_free_iova;

 return __finalise_sg(dev, sg, nents, iova);

out_free_iova:
 iommu_dma_free_iova(domain, iova, iova_len, NULL);
out_restore_sg:
 __invalidate_sg(sg, nents);
out:
 if (ret != -ENOMEM && ret != -EREMOTEIO)
  return -EINVAL;
 return ret;
}

void iommu_dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 dma_addr_t end = 0, start;
 struct scatterlist *tmp;
 int i;

 if (sg_dma_is_swiotlb(sg)) {
  iommu_dma_unmap_sg_swiotlb(dev, sg, nents, dir, attrs);
  return;
 }

 if (!(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
  iommu_dma_sync_sg_for_cpu(dev, sg, nents, dir);

 /*
 * The scatterlist segments are mapped into a single
 * contiguous IOVA allocation, the start and end points
 * just have to be determined.
 */
 for_each_sg(sg, tmp, nents, i) {
  if (sg_dma_is_bus_address(tmp)) {
   sg_dma_unmark_bus_address(tmp);
   continue;
  }

  if (sg_dma_len(tmp) == 0)
   break;

  start = sg_dma_address(tmp);
  break;
 }

 nents -= i;
 for_each_sg(tmp, tmp, nents, i) {
  if (sg_dma_is_bus_address(tmp)) {
   sg_dma_unmark_bus_address(tmp);
   continue;
  }

  if (sg_dma_len(tmp) == 0)
   break;

  end = sg_dma_address(tmp) + sg_dma_len(tmp);
 }

 if (end)
  __iommu_dma_unmap(dev, start, end - start);
}

dma_addr_t iommu_dma_map_resource(struct device *dev, phys_addr_t phys,
  size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 return __iommu_dma_map(dev, phys, size,
   dma_info_to_prot(dir, false, attrs) | IOMMU_MMIO,
   dma_get_mask(dev));
}

void iommu_dma_unmap_resource(struct device *dev, dma_addr_t handle,
  size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 __iommu_dma_unmap(dev, handle, size);
}

static void __iommu_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr)
{
 size_t alloc_size = PAGE_ALIGN(size);
 int count = alloc_size >> PAGE_SHIFT;
 struct page *page = NULL, **pages = NULL;

 /* Non-coherent atomic allocation? Easy */
 if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_DIRECT_REMAP) &&
     dma_free_from_pool(dev, cpu_addr, alloc_size))
  return;

 if (is_vmalloc_addr(cpu_addr)) {
  /*
 * If it the address is remapped, then it's either non-coherent
 * or highmem CMA, or an iommu_dma_alloc_remap() construction.
 */
  pages = dma_common_find_pages(cpu_addr);
  if (!pages)
   page = vmalloc_to_page(cpu_addr);
  dma_common_free_remap(cpu_addr, alloc_size);
 } else {
  /* Lowmem means a coherent atomic or CMA allocation */
  page = virt_to_page(cpu_addr);
 }

 if (pages)
  __iommu_dma_free_pages(pages, count);
 if (page)
  dma_free_contiguous(dev, page, alloc_size);
}

void iommu_dma_free(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
  dma_addr_t handle, unsigned long attrs)
{
 __iommu_dma_unmap(dev, handle, size);
 __iommu_dma_free(dev, size, cpu_addr);
}

static void *iommu_dma_alloc_pages(struct device *dev, size_t size,
  struct page **pagep, gfp_t gfp, unsigned long attrs)
{
 bool coherent = dev_is_dma_coherent(dev);
 size_t alloc_size = PAGE_ALIGN(size);
 int node = dev_to_node(dev);
 struct page *page = NULL;
 void *cpu_addr;

 page = dma_alloc_contiguous(dev, alloc_size, gfp);
 if (!page)
  page = alloc_pages_node(node, gfp, get_order(alloc_size));
 if (!page)
  return NULL;

 if (!coherent || PageHighMem(page)) {
  pgprot_t prot = dma_pgprot(dev, PAGE_KERNEL, attrs);

  cpu_addr = dma_common_contiguous_remap(page, alloc_size,
    prot, __builtin_return_address(0));
  if (!cpu_addr)
   goto out_free_pages;

  if (!coherent)
   arch_dma_prep_coherent(page, size);
 } else {
  cpu_addr = page_address(page);
 }

 *pagep = page;
 memset(cpu_addr, 0, alloc_size);
 return cpu_addr;
out_free_pages:
 dma_free_contiguous(dev, page, alloc_size);
 return NULL;
}

void *iommu_dma_alloc(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle,
  gfp_t gfp, unsigned long attrs)
{
 bool coherent = dev_is_dma_coherent(dev);
 int ioprot = dma_info_to_prot(DMA_BIDIRECTIONAL, coherent, attrs);
 struct page *page = NULL;
 void *cpu_addr;

 gfp |= __GFP_ZERO;

 if (gfpflags_allow_blocking(gfp) &&
     !(attrs & DMA_ATTR_FORCE_CONTIGUOUS)) {
  return iommu_dma_alloc_remap(dev, size, handle, gfp, attrs);
 }

 if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_DIRECT_REMAP) &&
     !gfpflags_allow_blocking(gfp) && !coherent)
  page = dma_alloc_from_pool(dev, PAGE_ALIGN(size), &cpu_addr,
            gfp, NULL);
 else
  cpu_addr = iommu_dma_alloc_pages(dev, size, &page, gfp, attrs);
 if (!cpu_addr)
  return NULL;

 *handle = __iommu_dma_map(dev, page_to_phys(page), size, ioprot,
   dev->coherent_dma_mask);
 if (*handle == DMA_MAPPING_ERROR) {
  __iommu_dma_free(dev, size, cpu_addr);
  return NULL;
 }

 return cpu_addr;
}

int iommu_dma_mmap(struct device *dev, struct vm_area_struct *vma,
  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
  unsigned long attrs)
{
 unsigned long nr_pages = PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT;
 unsigned long pfn, off = vma->vm_pgoff;
 int ret;

 vma->vm_page_prot = dma_pgprot(dev, vma->vm_page_prot, attrs);

 if (dma_mmap_from_dev_coherent(dev, vma, cpu_addr, size, &ret))
  return ret;

 if (off >= nr_pages || vma_pages(vma) > nr_pages - off)
  return -ENXIO;

 if (is_vmalloc_addr(cpu_addr)) {
  struct page **pages = dma_common_find_pages(cpu_addr);

  if (pages)
   return vm_map_pages(vma, pages, nr_pages);
  pfn = vmalloc_to_pfn(cpu_addr);
 } else {
  pfn = page_to_pfn(virt_to_page(cpu_addr));
 }

 return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn + off,
          vma->vm_end - vma->vm_start,
          vma->vm_page_prot);
}

int iommu_dma_get_sgtable(struct device *dev, struct sg_table *sgt,
  void *cpu_addr, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
  unsigned long attrs)
{
 struct page *page;
 int ret;

 if (is_vmalloc_addr(cpu_addr)) {
  struct page **pages = dma_common_find_pages(cpu_addr);

  if (pages) {
   return sg_alloc_table_from_pages(sgt, pages,
     PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT,
     0, size, GFP_KERNEL);
  }

  page = vmalloc_to_page(cpu_addr);
 } else {
  page = virt_to_page(cpu_addr);
 }

 ret = sg_alloc_table(sgt, 1, GFP_KERNEL);
 if (!ret)
  sg_set_page(sgt->sgl, page, PAGE_ALIGN(size), 0);
 return ret;
}

unsigned long iommu_dma_get_merge_boundary(struct device *dev)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);

 return (1UL << __ffs(domain->pgsize_bitmap)) - 1;
}

size_t iommu_dma_opt_mapping_size(void)
{
 return iova_rcache_range();
}

size_t iommu_dma_max_mapping_size(struct device *dev)
{
 if (dev_is_untrusted(dev))
  return swiotlb_max_mapping_size(dev);

 return SIZE_MAX;
}

/**
 * dma_iova_try_alloc - Try to allocate an IOVA space
 * @dev: Device to allocate the IOVA space for
 * @state: IOVA state
 * @phys: physical address
 * @size: IOVA size
 *
 * Check if @dev supports the IOVA-based DMA API, and if yes allocate IOVA space
 * for the given base address and size.
 *
 * Note: @phys is only used to calculate the IOVA alignment. Callers that always
 * do PAGE_SIZE aligned transfers can safely pass 0 here.
 *
 * Returns %true if the IOVA-based DMA API can be used and IOVA space has been
 * allocated, or %false if the regular DMA API should be used.
 */
bool dma_iova_try_alloc(struct device *dev, struct dma_iova_state *state,
  phys_addr_t phys, size_t size)
{
 struct iommu_dma_cookie *cookie;
 struct iommu_domain *domain;
 struct iova_domain *iovad;
 size_t iova_off;
 dma_addr_t addr;

 memset(state, 0, sizeof(*state));
 if (!use_dma_iommu(dev))
  return false;

 domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 cookie = domain->iova_cookie;
 iovad = &cookie->iovad;
 iova_off = iova_offset(iovad, phys);

 if (static_branch_unlikely(&iommu_deferred_attach_enabled) &&
     iommu_deferred_attach(dev, iommu_get_domain_for_dev(dev)))
  return false;

 if (WARN_ON_ONCE(!size))
  return false;

 /*
 * DMA_IOVA_USE_SWIOTLB is flag which is set by dma-iommu
 * internals, make sure that caller didn't set it and/or
 * didn't use this interface to map SIZE_MAX.
 */
 if (WARN_ON_ONCE((u64)size & DMA_IOVA_USE_SWIOTLB))
  return false;

 addr = iommu_dma_alloc_iova(domain,
   iova_align(iovad, size + iova_off),
   dma_get_mask(dev), dev);
 if (!addr)
  return false;

 state->addr = addr + iova_off;
 state->__size = size;
 return true;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_try_alloc);

/**
 * dma_iova_free - Free an IOVA space
 * @dev: Device to free the IOVA space for
 * @state: IOVA state
 *
 * Undoes a successful dma_try_iova_alloc().
 *
 * Note that all dma_iova_link() calls need to be undone first.  For callers
 * that never call dma_iova_unlink(), dma_iova_destroy() can be used instead
 * which unlinks all ranges and frees the IOVA space in a single efficient
 * operation.
 */
void dma_iova_free(struct device *dev, struct dma_iova_state *state)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, state->addr);
 size_t size = dma_iova_size(state);

 iommu_dma_free_iova(domain, state->addr - iova_start_pad,
   iova_align(iovad, size + iova_start_pad), NULL);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_free);

static int __dma_iova_link(struct device *dev, dma_addr_t addr,
  phys_addr_t phys, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  unsigned long attrs)
{
 bool coherent = dev_is_dma_coherent(dev);

 if (!coherent && !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
  arch_sync_dma_for_device(phys, size, dir);

 return iommu_map_nosync(iommu_get_dma_domain(dev), addr, phys, size,
   dma_info_to_prot(dir, coherent, attrs), GFP_ATOMIC);
}

static int iommu_dma_iova_bounce_and_link(struct device *dev, dma_addr_t addr,
  phys_addr_t phys, size_t bounce_len,
  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs,
  size_t iova_start_pad)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iova_domain *iovad = &domain->iova_cookie->iovad;
 phys_addr_t bounce_phys;
 int error;

 bounce_phys = iommu_dma_map_swiotlb(dev, phys, bounce_len, dir, attrs);
 if (bounce_phys == DMA_MAPPING_ERROR)
  return -ENOMEM;

 error = __dma_iova_link(dev, addr - iova_start_pad,
   bounce_phys - iova_start_pad,
   iova_align(iovad, bounce_len), dir, attrs);
 if (error)
  swiotlb_tbl_unmap_single(dev, bounce_phys, bounce_len, dir,
    attrs);
 return error;
}

static int iommu_dma_iova_link_swiotlb(struct device *dev,
  struct dma_iova_state *state, phys_addr_t phys, size_t offset,
  size_t size, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, phys);
 size_t iova_end_pad = iova_offset(iovad, phys + size);
 dma_addr_t addr = state->addr + offset;
 size_t mapped = 0;
 int error;

 if (iova_start_pad) {
  size_t bounce_len = min(size, iovad->granule - iova_start_pad);

  error = iommu_dma_iova_bounce_and_link(dev, addr, phys,
    bounce_len, dir, attrs, iova_start_pad);
  if (error)
   return error;
  state->__size |= DMA_IOVA_USE_SWIOTLB;

  mapped += bounce_len;
  size -= bounce_len;
  if (!size)
   return 0;
 }

 size -= iova_end_pad;
 error = __dma_iova_link(dev, addr + mapped, phys + mapped, size, dir,
   attrs);
 if (error)
  goto out_unmap;
 mapped += size;

 if (iova_end_pad) {
  error = iommu_dma_iova_bounce_and_link(dev, addr + mapped,
    phys + mapped, iova_end_pad, dir, attrs, 0);
  if (error)
   goto out_unmap;
  state->__size |= DMA_IOVA_USE_SWIOTLB;
 }

 return 0;

out_unmap:
 dma_iova_unlink(dev, state, 0, mapped, dir, attrs);
 return error;
}

/**
 * dma_iova_link - Link a range of IOVA space
 * @dev: DMA device
 * @state: IOVA state
 * @phys: physical address to link
 * @offset: offset into the IOVA state to map into
 * @size: size of the buffer
 * @dir: DMA direction
 * @attrs: attributes of mapping properties
 *
 * Link a range of IOVA space for the given IOVA state without IOTLB sync.
 * This function is used to link multiple physical addresses in contiguous
 * IOVA space without performing costly IOTLB sync.
 *
 * The caller is responsible to call to dma_iova_sync() to sync IOTLB at
 * the end of linkage.
 */
int dma_iova_link(struct device *dev, struct dma_iova_state *state,
  phys_addr_t phys, size_t offset, size_t size,
  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, phys);

 if (WARN_ON_ONCE(iova_start_pad && offset > 0))
  return -EIO;

 if (dev_use_swiotlb(dev, size, dir) &&
     iova_unaligned(iovad, phys, size))
  return iommu_dma_iova_link_swiotlb(dev, state, phys, offset,
    size, dir, attrs);

 return __dma_iova_link(dev, state->addr + offset - iova_start_pad,
   phys - iova_start_pad,
   iova_align(iovad, size + iova_start_pad), dir, attrs);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_link);

/**
 * dma_iova_sync - Sync IOTLB
 * @dev: DMA device
 * @state: IOVA state
 * @offset: offset into the IOVA state to sync
 * @size: size of the buffer
 *
 * Sync IOTLB for the given IOVA state. This function should be called on
 * the IOVA-contiguous range created by one ore more dma_iova_link() calls
 * to sync the IOTLB.
 */
int dma_iova_sync(struct device *dev, struct dma_iova_state *state,
  size_t offset, size_t size)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 dma_addr_t addr = state->addr + offset;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, addr);

 return iommu_sync_map(domain, addr - iova_start_pad,
        iova_align(iovad, size + iova_start_pad));
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_sync);

static void iommu_dma_iova_unlink_range_slow(struct device *dev,
  dma_addr_t addr, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  unsigned long attrs)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, addr);
 dma_addr_t end = addr + size;

 do {
  phys_addr_t phys;
  size_t len;

  phys = iommu_iova_to_phys(domain, addr);
  if (WARN_ON(!phys))
   /* Something very horrible happen here */
   return;

  len = min_t(size_t,
   end - addr, iovad->granule - iova_start_pad);

  if (!dev_is_dma_coherent(dev) &&
      !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC))
   arch_sync_dma_for_cpu(phys, len, dir);

  swiotlb_tbl_unmap_single(dev, phys, len, dir, attrs);

  addr += len;
  iova_start_pad = 0;
 } while (addr < end);
}

static void __iommu_dma_iova_unlink(struct device *dev,
  struct dma_iova_state *state, size_t offset, size_t size,
  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs,
  bool free_iova)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_dma_domain(dev);
 struct iommu_dma_cookie *cookie = domain->iova_cookie;
 struct iova_domain *iovad = &cookie->iovad;
 dma_addr_t addr = state->addr + offset;
 size_t iova_start_pad = iova_offset(iovad, addr);
 struct iommu_iotlb_gather iotlb_gather;
 size_t unmapped;

 if ((state->__size & DMA_IOVA_USE_SWIOTLB) ||
     (!dev_is_dma_coherent(dev) && !(attrs & DMA_ATTR_SKIP_CPU_SYNC)))
  iommu_dma_iova_unlink_range_slow(dev, addr, size, dir, attrs);

 iommu_iotlb_gather_init(&iotlb_gather);
 iotlb_gather.queued = free_iova && READ_ONCE(cookie->fq_domain);

 size = iova_align(iovad, size + iova_start_pad);
 addr -= iova_start_pad;
 unmapped = iommu_unmap_fast(domain, addr, size, &iotlb_gather);
 WARN_ON(unmapped != size);

 if (!iotlb_gather.queued)
  iommu_iotlb_sync(domain, &iotlb_gather);
 if (free_iova)
  iommu_dma_free_iova(domain, addr, size, &iotlb_gather);
}

/**
 * dma_iova_unlink - Unlink a range of IOVA space
 * @dev: DMA device
 * @state: IOVA state
 * @offset: offset into the IOVA state to unlink
 * @size: size of the buffer
 * @dir: DMA direction
 * @attrs: attributes of mapping properties
 *
 * Unlink a range of IOVA space for the given IOVA state.
 */
void dma_iova_unlink(struct device *dev, struct dma_iova_state *state,
  size_t offset, size_t size, enum dma_data_direction dir,
  unsigned long attrs)
{
  __iommu_dma_iova_unlink(dev, state, offset, size, dir, attrs, false);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_unlink);

/**
 * dma_iova_destroy - Finish a DMA mapping transaction
 * @dev: DMA device
 * @state: IOVA state
 * @mapped_len: number of bytes to unmap
 * @dir: DMA direction
 * @attrs: attributes of mapping properties
 *
 * Unlink the IOVA range up to @mapped_len and free the entire IOVA space. The
 * range of IOVA from dma_addr to @mapped_len must all be linked, and be the
 * only linked IOVA in state.
 */
void dma_iova_destroy(struct device *dev, struct dma_iova_state *state,
  size_t mapped_len, enum dma_data_direction dir,
  unsigned long attrs)
{
 if (mapped_len)
  __iommu_dma_iova_unlink(dev, state, 0, mapped_len, dir, attrs,
    true);
 else
  /*
 * We can be here if first call to dma_iova_link() failed and
 * there is nothing to unlink, so let's be more clear.
 */
  dma_iova_free(dev, state);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_iova_destroy);

void iommu_setup_dma_ops(struct device *dev)
{
 struct iommu_domain *domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);

 if (dev_is_pci(dev))
  dev->iommu->pci_32bit_workaround = !iommu_dma_forcedac;

 dev->dma_iommu = iommu_is_dma_domain(domain);
 if (dev->dma_iommu && iommu_dma_init_domain(domain, dev))
  goto out_err;

 return;
out_err:
 pr_warn("Failed to set up IOMMU for device %s; retaining platform DMA ops\n",
  dev_name(dev));
 dev->dma_iommu = false;
}

static bool has_msi_cookie(const struct iommu_domain *domain)
{
 return domain && (domain->cookie_type == IOMMU_COOKIE_DMA_IOVA ||
     domain->cookie_type == IOMMU_COOKIE_DMA_MSI);
}

static size_t cookie_msi_granule(const struct iommu_domain *domain)
{
 switch (domain->cookie_type) {
 case IOMMU_COOKIE_DMA_IOVA:
  return domain->iova_cookie->iovad.granule;
 case IOMMU_COOKIE_DMA_MSI:
  return PAGE_SIZE;
 default:
  BUG();
 }
}

static struct list_head *cookie_msi_pages(const struct iommu_domain *domain)
{
 switch (domain->cookie_type) {
 case IOMMU_COOKIE_DMA_IOVA:
  return &domain->iova_cookie->msi_page_list;
 case IOMMU_COOKIE_DMA_MSI:
  return &domain->msi_cookie->msi_page_list;
 default:
  BUG();
 }
}

static struct iommu_dma_msi_page *iommu_dma_get_msi_page(struct device *dev,
  phys_addr_t msi_addr, struct iommu_domain *domain)
{
 struct list_head *msi_page_list = cookie_msi_pages(domain);
 struct iommu_dma_msi_page *msi_page;
 dma_addr_t iova;
 int prot = IOMMU_WRITE | IOMMU_NOEXEC | IOMMU_MMIO;
 size_t size = cookie_msi_granule(domain);

 msi_addr &= ~(phys_addr_t)(size - 1);
 list_for_each_entry(msi_page, msi_page_list, list)
  if (msi_page->phys == msi_addr)
   return msi_page;

 msi_page = kzalloc(sizeof(*msi_page), GFP_KERNEL);
 if (!msi_page)
  return NULL;

 iova = iommu_dma_alloc_iova(domain, size, dma_get_mask(dev), dev);
 if (!iova)
  goto out_free_page;

 if (iommu_map(domain, iova, msi_addr, size, prot, GFP_KERNEL))
  goto out_free_iova;

 INIT_LIST_HEAD(&msi_page->list);
 msi_page->phys = msi_addr;
 msi_page->iova = iova;
 list_add(&msi_page->list, msi_page_list);
 return msi_page;

out_free_iova:
 iommu_dma_free_iova(domain, iova, size, NULL);
out_free_page:
 kfree(msi_page);
 return NULL;
}

int iommu_dma_sw_msi(struct iommu_domain *domain, struct msi_desc *desc,
       phys_addr_t msi_addr)
{
 struct device *dev = msi_desc_to_dev(desc);
 const struct iommu_dma_msi_page *msi_page;

 if (!has_msi_cookie(domain)) {
  msi_desc_set_iommu_msi_iova(desc, 0, 0);
  return 0;
 }

 iommu_group_mutex_assert(dev);
 msi_page = iommu_dma_get_msi_page(dev, msi_addr, domain);
 if (!msi_page)
  return -ENOMEM;

 msi_desc_set_iommu_msi_iova(desc, msi_page->iova,
        ilog2(cookie_msi_granule(domain)));
 return 0;
}

static int iommu_dma_init(void)
{
 if (is_kdump_kernel())
  static_branch_enable(&iommu_deferred_attach_enabled);

 return iova_cache_get();
}
arch_initcall(iommu_dma_init);