hc
2023-03-21 4b55d97acc464242bcd6a8ae77b8ff37c22dec58
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417
1418
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425
1426
1427
1428
1429
1430
1431
1432
1433
1434
1435
1436
1437
1438
1439
1440
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
1467
1468
1469
1470
1471
1472
1473
1474
1475
1476
1477
1478
1479
1480
1481
1482
1483
1484
1485
1486
1487
1488
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
1499
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513
1514
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534
1535
1536
1537
1538
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
1583
1584
1585
1586
1587
1588
1589
1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
1607
1608
1609
1610
1611
1612
1613
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
1640
1641
1642
1643
1644
1645
1646
1647
1648
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660
1661
1662
1663
1664
1665
1666
1667
1668
1669
1670
1671
1672
1673
1674
1675
1676
1677
1678
1679
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1688
1689
1690
1691
1692
1693
1694
1695
1696
/*
 * CPU-agnostic ARM page table allocator.
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 * published by the Free Software Foundation.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 *
 * Copyright (C) 2014 ARM Limited
 *
 * Author: Will Deacon <will.deacon@arm.com>
 */
 
#define pr_fmt(fmt)    "arm-lpae io-pgtable: " fmt
 
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/io-pgtable.h>
#include <linux/iommu.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/sizes.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
 
#include <asm/barrier.h>
 
#define ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS        48
#define ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES    16
#define ARM_LPAE_MAX_LEVELS        4
 
/* Struct accessors */
#define io_pgtable_to_data(x)                        \
   container_of((x), struct arm_lpae_io_pgtable, iop)
 
#define io_pgtable_ops_to_data(x)                    \
   io_pgtable_to_data(io_pgtable_ops_to_pgtable(x))
 
/*
 * For consistency with the architecture, we always consider
 * ARM_LPAE_MAX_LEVELS levels, with the walk starting at level n >=0
 */
#define ARM_LPAE_START_LVL(d)        (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (d)->levels)
 
/*
 * Calculate the right shift amount to get to the portion describing level l
 * in a virtual address mapped by the pagetable in d.
 */
#define ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)                        \
   ((((d)->levels - ((l) - ARM_LPAE_START_LVL(d) + 1))        \
     * (d)->bits_per_level) + (d)->pg_shift)
 
#define ARM_LPAE_GRANULE(d)        (1UL << (d)->pg_shift)
 
#define ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)                    \
   DIV_ROUND_UP((d)->pgd_size, ARM_LPAE_GRANULE(d))
 
/*
 * Calculate the index at level l used to map virtual address a using the
 * pagetable in d.
 */
#define ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d)                        \
   ((l) == ARM_LPAE_START_LVL(d) ? ilog2(ARM_LPAE_PAGES_PER_PGD(d)) : 0)
 
#define ARM_LPAE_LVL_MASK(l, d)                        \
   ((l) == ARM_LPAE_START_LVL(d) ?    (1 << (d)->pgd_bits) - 1 :    \
                   (1 << (d)->bits_per_level) - 1)
#define ARM_LPAE_LVL_IDX(a,l,d)                        \
   (((u64)(a) >> ARM_LPAE_LVL_SHIFT(l,d)) &            \
    ((1 << ((d)->bits_per_level + ARM_LPAE_PGD_IDX(l,d))) - 1))
 
/* Calculate the block/page mapping size at level l for pagetable in d. */
#define ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(l,d)                    \
   (1ULL << (ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)) +            \
       ((ARM_LPAE_MAX_LEVELS - (l)) * (d)->bits_per_level)))
 
/* Page table bits */
#define ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT        0
#define ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK        0x3
 
#define ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK        1
#define ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE        3
#define ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE        3
 
#define ARM_LPAE_PTE_SH_MASK        (((arm_lpae_iopte)0x3) << 8)
#define ARM_LPAE_PTE_NSTABLE        (((arm_lpae_iopte)1) << 63)
#define ARM_LPAE_PTE_XN            (((arm_lpae_iopte)3) << 53)
#define ARM_LPAE_PTE_AF            (((arm_lpae_iopte)1) << 10)
#define ARM_LPAE_PTE_SH_NS        (((arm_lpae_iopte)0) << 8)
#define ARM_LPAE_PTE_SH_OS        (((arm_lpae_iopte)2) << 8)
#define ARM_LPAE_PTE_SH_IS        (((arm_lpae_iopte)3) << 8)
#define ARM_LPAE_PTE_NS            (((arm_lpae_iopte)1) << 5)
#define ARM_LPAE_PTE_VALID        (((arm_lpae_iopte)1) << 0)
 
#define ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK    (((arm_lpae_iopte)0x3ff) << 2)
/* Ignore the contiguous bit for block splitting */
#define ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK    (((arm_lpae_iopte)6) << 52)
#define ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK        (ARM_LPAE_PTE_ATTR_LO_MASK |    \
                    ARM_LPAE_PTE_ATTR_HI_MASK)
/* Software bit for solving coherency races */
#define ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC        (((arm_lpae_iopte)1) << 55)
 
/* Stage-1 PTE */
#define ARM_LPAE_PTE_AP_PRIV_RW        (((arm_lpae_iopte)0) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV        (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_AP_PRIV_RO        (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_AP_RO        (((arm_lpae_iopte)3) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_MASK    0x7
#define ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT    2
#define ARM_LPAE_PTE_nG            (((arm_lpae_iopte)1) << 11)
 
/* Stage-2 PTE */
#define ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT        (((arm_lpae_iopte)0) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_HAP_READ        (((arm_lpae_iopte)1) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE        (((arm_lpae_iopte)2) << 6)
#define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB    (((arm_lpae_iopte)0xf) << 2)
#define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC        (((arm_lpae_iopte)0x5) << 2)
#define ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV    (((arm_lpae_iopte)0x1) << 2)
 
/* Register bits */
#define ARM_32_LPAE_TCR_EAE        (1 << 31)
#define ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1        (1 << 31)
 
#define ARM_LPAE_TCR_EPD1        (1 << 23)
 
#define ARM_LPAE_TCR_TG0_4K        (0 << 14)
#define ARM_LPAE_TCR_TG0_64K        (1 << 14)
#define ARM_LPAE_TCR_TG0_16K        (2 << 14)
 
#define ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT        12
#define ARM_LPAE_TCR_SH0_MASK        0x3
#define ARM_LPAE_TCR_SH_NS        0
#define ARM_LPAE_TCR_SH_OS        2
#define ARM_LPAE_TCR_SH_IS        3
 
#define ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT    10
#define ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT    8
#define ARM_LPAE_TCR_RGN_MASK        0x3
#define ARM_LPAE_TCR_RGN_NC        0
#define ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA        1
#define ARM_LPAE_TCR_RGN_WT        2
#define ARM_LPAE_TCR_RGN_WB        3
 
#define ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT        6
#define ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK        0x3
 
#define ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT        0
#define ARM_LPAE_TCR_SZ_MASK        0xf
 
#define ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT        16
#define ARM_LPAE_TCR_PS_MASK        0x7
 
#define ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT        32
#define ARM_LPAE_TCR_IPS_MASK        0x7
 
#define ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT        0x0ULL
#define ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT        0x1ULL
#define ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT        0x2ULL
#define ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT        0x3ULL
#define ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT        0x4ULL
#define ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT        0x5ULL
 
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(n)    ((n) << 3)
#define ARM_LPAE_MAIR1_ATTR_SHIFT(n)    ((n-4) << 3)
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_MASK        0xff
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE    0x04
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC        0x44
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA    0xff
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_UPSTREAM    0xf4
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_LLC_NWA    0xe4
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC    0
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE    1
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV    2
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_UPSTREAM    3
#define ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_LLC_NWA    0x4ULL
 
/* IOPTE accessors */
#define iopte_deref(pte, d)                        \
   (__va(iopte_val(pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)    \
   & ~(ARM_LPAE_GRANULE(d) - 1ULL)))
 
#define iopte_type(pte,l)                    \
   (((pte) >> ARM_LPAE_PTE_TYPE_SHIFT) & ARM_LPAE_PTE_TYPE_MASK)
 
#define iopte_prot(pte)    ((pte) & ARM_LPAE_PTE_ATTR_MASK)
 
#define iopte_leaf(pte,l)                    \
   (l == (ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1) ?            \
       (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE) :    \
       (iopte_type(pte,l) == ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK))
 
#define iopte_to_pfn(pte, d)                    \
   (((pte) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1)) >> (d)->pg_shift)
 
#define pfn_to_iopte(pfn, d)                    \
   (((pfn) << (d)->pg_shift) & ((1ULL << ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS) - 1))
 
struct arm_lpae_io_pgtable {
   struct io_pgtable    iop;
 
   int            levels;
   unsigned int        pgd_bits;
   size_t            pgd_size;
   unsigned long        pg_shift;
   unsigned long        bits_per_level;
 
   void            *pgd;
   void            *pgd_ttbr1;
};
 
typedef u64 arm_lpae_iopte;
 
/*
 * We'll use some ignored bits in table entries to keep track of the number
 * of page mappings beneath the table.  The maximum number of entries
 * beneath any table mapping in armv8 is 8192 (which is possible at the
 * 2nd- and 3rd-level when using a 64K granule size).  The bits at our
 * disposal are:
 *
 *     4k granule: [54..52], [11..2]
 *    64k granule: [54..52], [15..2]
 *
 * [54..52], [11..2] is enough bits for tracking table mappings at any
 * level for any granule, so we'll use those.
 */
#define BOTTOM_IGNORED_MASK 0x3ff
#define BOTTOM_IGNORED_SHIFT 2
#define BOTTOM_IGNORED_NUM_BITS 10
#define TOP_IGNORED_MASK 0x7ULL
#define TOP_IGNORED_SHIFT 52
#define IOPTE_RESERVED_MASK ((BOTTOM_IGNORED_MASK << BOTTOM_IGNORED_SHIFT) | \
                (TOP_IGNORED_MASK << TOP_IGNORED_SHIFT))
 
static arm_lpae_iopte iopte_val(arm_lpae_iopte table_pte)
{
   return table_pte & ~IOPTE_RESERVED_MASK;
}
 
static arm_lpae_iopte _iopte_bottom_ignored_val(arm_lpae_iopte table_pte)
{
   return (table_pte & (BOTTOM_IGNORED_MASK << BOTTOM_IGNORED_SHIFT))
       >> BOTTOM_IGNORED_SHIFT;
}
 
static arm_lpae_iopte _iopte_top_ignored_val(arm_lpae_iopte table_pte)
{
   return (table_pte & (TOP_IGNORED_MASK << TOP_IGNORED_SHIFT))
       >> TOP_IGNORED_SHIFT;
}
 
static int iopte_tblcnt(arm_lpae_iopte table_pte)
{
   return (_iopte_bottom_ignored_val(table_pte) |
       (_iopte_top_ignored_val(table_pte) << BOTTOM_IGNORED_NUM_BITS));
}
 
static void iopte_tblcnt_set(arm_lpae_iopte *table_pte, int val)
{
   arm_lpae_iopte pte = iopte_val(*table_pte);
 
   pte |= ((val & BOTTOM_IGNORED_MASK) << BOTTOM_IGNORED_SHIFT) |
        (((val & (TOP_IGNORED_MASK << BOTTOM_IGNORED_NUM_BITS))
          >> BOTTOM_IGNORED_NUM_BITS) << TOP_IGNORED_SHIFT);
   *table_pte = pte;
}
 
static void iopte_tblcnt_sub(arm_lpae_iopte *table_ptep, int cnt)
{
   arm_lpae_iopte current_cnt = iopte_tblcnt(*table_ptep);
 
   current_cnt -= cnt;
   iopte_tblcnt_set(table_ptep, current_cnt);
}
 
static void iopte_tblcnt_add(arm_lpae_iopte *table_ptep, int cnt)
{
   arm_lpae_iopte current_cnt = iopte_tblcnt(*table_ptep);
 
   current_cnt += cnt;
   iopte_tblcnt_set(table_ptep, current_cnt);
}
 
static bool selftest_running = false;
 
static dma_addr_t __arm_lpae_dma_addr(void *pages)
{
   return (dma_addr_t)virt_to_phys(pages);
}
 
static inline void pgtable_dma_sync_single_for_device(
               struct io_pgtable_cfg *cfg,
               dma_addr_t addr, size_t size,
               enum dma_data_direction dir)
{
   if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
       dma_sync_single_for_device(cfg->iommu_dev, addr, size,
                               dir);
}
 
static void *__arm_lpae_alloc_pages(size_t size, gfp_t gfp,
                   struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   struct device *dev = cfg->iommu_dev;
   dma_addr_t dma;
   void *pages = io_pgtable_alloc_pages_exact(cfg, cookie, size,
                          gfp | __GFP_ZERO);
 
   if (!pages)
       return NULL;
 
   if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)) {
       dma = dma_map_single(dev, pages, size, DMA_TO_DEVICE);
       if (dma_mapping_error(dev, dma))
           goto out_free;
       /*
        * We depend on the IOMMU being able to work with any physical
        * address directly, so if the DMA layer suggests otherwise by
        * translating or truncating them, that bodes very badly...
        */
       if (dma != virt_to_phys(pages))
           goto out_unmap;
   }
 
   return pages;
 
out_unmap:
   dev_err(dev, "Cannot accommodate DMA translation for IOMMU page tables\n");
   dma_unmap_single(dev, dma, size, DMA_TO_DEVICE);
out_free:
   io_pgtable_free_pages_exact(cfg, cookie, pages, size);
   return NULL;
}
 
static void __arm_lpae_free_pages(void *pages, size_t size,
                 struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
       dma_unmap_single(cfg->iommu_dev, __arm_lpae_dma_addr(pages),
                size, DMA_TO_DEVICE);
   io_pgtable_free_pages_exact(cfg, cookie, pages, size);
}
 
static void __arm_lpae_sync_pte(arm_lpae_iopte *ptep,
               struct io_pgtable_cfg *cfg)
{
   pgtable_dma_sync_single_for_device(cfg, __arm_lpae_dma_addr(ptep),
                  sizeof(*ptep), DMA_TO_DEVICE);
}
 
static void __arm_lpae_set_pte(arm_lpae_iopte *ptep, arm_lpae_iopte pte,
                  struct io_pgtable_cfg *cfg)
{
   *ptep = pte;
 
   if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA))
       __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
}
 
static size_t __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                  unsigned long iova, size_t size, int lvl,
                  arm_lpae_iopte *ptep);
 
 
static void __arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
               phys_addr_t paddr, arm_lpae_iopte prot,
               int lvl, arm_lpae_iopte *ptep,
               bool flush)
{
   arm_lpae_iopte pte = prot;
 
   if (data->iop.cfg.quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
       pte |= ARM_LPAE_PTE_NS;
 
   if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
       pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_PAGE;
   else
       pte |= ARM_LPAE_PTE_TYPE_BLOCK;
 
   pte |= ARM_LPAE_PTE_AF | ARM_LPAE_PTE_SH_OS;
   pte |= pfn_to_iopte(paddr >> data->pg_shift, data);
 
   if (flush)
       __arm_lpae_set_pte(ptep, pte, &data->iop.cfg);
   else
       *ptep = pte;
}
 
static int arm_lpae_init_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                unsigned long iova, phys_addr_t paddr,
                arm_lpae_iopte prot, int lvl,
                arm_lpae_iopte *ptep, arm_lpae_iopte *prev_ptep,
                bool flush)
{
   arm_lpae_iopte pte = *ptep;
 
   /* We require an unmap first */
   if (pte & ARM_LPAE_PTE_VALID) {
       WARN_RATELIMIT(1, "map without unmap\n");
       return -EEXIST;
   }
 
   __arm_lpae_init_pte(data, paddr, prot, lvl, ptep, flush);
 
   if (prev_ptep)
       iopte_tblcnt_add(prev_ptep, 1);
   return 0;
}
 
static arm_lpae_iopte arm_lpae_install_table(arm_lpae_iopte *table,
                        arm_lpae_iopte *ptep,
                        arm_lpae_iopte curr,
                        struct io_pgtable_cfg *cfg,
                        int ref_count)
{
   arm_lpae_iopte old, new;
 
   new = __pa(table) | ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE;
   if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS)
       new |= ARM_LPAE_PTE_NSTABLE;
   iopte_tblcnt_set(&new, ref_count);
 
   /*
    * Ensure the table itself is visible before its PTE can be.
    * Whilst we could get away with cmpxchg64_release below, this
    * doesn't have any ordering semantics when !CONFIG_SMP.
    */
   dma_wmb();
 
   old = cmpxchg64_relaxed(ptep, curr, new);
 
   if ((cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) ||
       (old & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC))
       return old;
 
   /* Even if it's not ours, there's no point waiting; just kick it */
   __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
   if (old == curr)
       WRITE_ONCE(*ptep, new | ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC);
 
   return old;
}
 
struct map_state {
   unsigned long iova_end;
   unsigned int pgsize;
   arm_lpae_iopte *pgtable;
   arm_lpae_iopte *prev_pgtable;
   arm_lpae_iopte *pte_start;
   unsigned int num_pte;
};
/* map state optimization works at level 3 (the 2nd-to-last level) */
#define MAP_STATE_LVL 3
 
static int __arm_lpae_map(struct arm_lpae_io_pgtable *data, unsigned long iova,
             phys_addr_t paddr, size_t size, arm_lpae_iopte prot,
             int lvl, arm_lpae_iopte *ptep,
             arm_lpae_iopte *prev_ptep, struct map_state *ms)
{
   arm_lpae_iopte *cptep, pte;
   size_t block_size = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
   size_t tblsz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
   struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
   void *cookie = data->iop.cookie;
   arm_lpae_iopte *pgtable = ptep;
 
   /* Find our entry at the current level */
   ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 
   /* If we can install a leaf entry at this level, then do so */
   if (size == block_size && (size & cfg->pgsize_bitmap)) {
       if (!ms)
           return arm_lpae_init_pte(data, iova, paddr, prot, lvl,
                       ptep, prev_ptep, true);
 
       if (lvl == MAP_STATE_LVL) {
           if (ms->pgtable)
               pgtable_dma_sync_single_for_device(cfg,
                   __arm_lpae_dma_addr(ms->pte_start),
                   ms->num_pte * sizeof(*ptep),
                   DMA_TO_DEVICE);
 
           ms->iova_end = round_down(iova, SZ_2M) + SZ_2M;
           ms->pgtable = pgtable;
           ms->prev_pgtable = prev_ptep;
           ms->pgsize = size;
           ms->pte_start = ptep;
           ms->num_pte = 1;
       } else {
           /*
            * We have some map state from previous page
            * mappings, but we're about to set up a block
            * mapping.  Flush out the previous page mappings.
            */
           if (ms->pgtable)
               pgtable_dma_sync_single_for_device(cfg,
                   __arm_lpae_dma_addr(ms->pte_start),
                   ms->num_pte * sizeof(*ptep),
                   DMA_TO_DEVICE);
           memset(ms, 0, sizeof(*ms));
           ms = NULL;
       }
 
       return arm_lpae_init_pte(data, iova, paddr, prot, lvl,
                   ptep, prev_ptep, ms == NULL);
   }
 
   /* We can't allocate tables at the final level */
   if (WARN_ON(lvl >= ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1))
       return -EINVAL;
 
   /* Grab a pointer to the next level */
   pte = READ_ONCE(*ptep);
   if (!pte) {
       cptep = __arm_lpae_alloc_pages(tblsz, GFP_ATOMIC, cfg, cookie);
       if (!cptep)
           return -ENOMEM;
 
       pte = arm_lpae_install_table(cptep, ptep, 0, cfg, 0);
       if (pte)
           __arm_lpae_free_pages(cptep, tblsz, cfg, cookie);
 
   } else if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA) &&
          !(pte & ARM_LPAE_PTE_SW_SYNC)) {
       __arm_lpae_sync_pte(ptep, cfg);
   }
 
   if (pte && !iopte_leaf(pte, lvl)) {
       cptep = iopte_deref(pte, data);
   } else if (pte) {
       /* We require an unmap first */
       WARN_ON(!selftest_running);
       return -EEXIST;
   }
 
   /* Rinse, repeat */
   return __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl + 1, cptep,
               ptep, ms);
}
 
static arm_lpae_iopte arm_lpae_prot_to_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                      int prot)
{
   arm_lpae_iopte pte;
 
   if (data->iop.fmt == ARM_64_LPAE_S1 ||
       data->iop.fmt == ARM_32_LPAE_S1) {
       pte = ARM_LPAE_PTE_nG;
 
       if (prot & IOMMU_WRITE)
           pte |= (prot & IOMMU_PRIV) ? ARM_LPAE_PTE_AP_PRIV_RW
                   : ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV;
       else
           pte |= (prot & IOMMU_PRIV) ? ARM_LPAE_PTE_AP_PRIV_RO
                   : ARM_LPAE_PTE_AP_RO;
 
       if (!(prot & IOMMU_PRIV))
           pte |= ARM_LPAE_PTE_AP_UNPRIV;
 
       if (prot & IOMMU_MMIO)
           pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV
               << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
       else if (prot & IOMMU_CACHE)
           pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE
               << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
       else if (prot & IOMMU_USE_UPSTREAM_HINT)
           pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_UPSTREAM
               << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
       else if (prot & IOMMU_USE_LLC_NWA)
           pte |= (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_LLC_NWA
               << ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT);
   } else {
       pte = ARM_LPAE_PTE_HAP_FAULT;
       if (prot & IOMMU_READ)
           pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_READ;
       if (prot & IOMMU_WRITE)
           pte |= ARM_LPAE_PTE_HAP_WRITE;
       if (prot & IOMMU_MMIO)
           pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_DEV;
       else if (prot & IOMMU_CACHE)
           pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB;
       else
           pte |= ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_NC;
   }
 
   if (prot & IOMMU_NOEXEC)
       pte |= ARM_LPAE_PTE_XN;
 
   return pte;
}
 
static int arm_lpae_map(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
           phys_addr_t paddr, size_t size, int iommu_prot)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
   int ret, lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
   arm_lpae_iopte prot;
 
   /* If no access, then nothing to do */
   if (!(iommu_prot & (IOMMU_READ | IOMMU_WRITE)))
       return 0;
 
   if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias) ||
           paddr >= (1ULL << data->iop.cfg.oas)))
       return -ERANGE;
 
   prot = arm_lpae_prot_to_pte(data, iommu_prot);
   ret = __arm_lpae_map(data, iova, paddr, size, prot, lvl, ptep, NULL,
               NULL);
   /*
    * Synchronise all PTE updates for the new mapping before there's
    * a chance for anything to kick off a table walk for the new iova.
    */
   wmb();
 
   return ret;
}
 
static int arm_lpae_map_sg(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
              struct scatterlist *sg, unsigned int nents,
              int iommu_prot, size_t *size)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
   int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
   arm_lpae_iopte prot;
   struct scatterlist *s;
   size_t mapped = 0;
   int i;
   int ret = -EINVAL;
   unsigned int min_pagesz;
   struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
   struct map_state ms;
 
   /* If no access, then nothing to do */
   if (!(iommu_prot & (IOMMU_READ | IOMMU_WRITE)))
       goto out_err;
 
   prot = arm_lpae_prot_to_pte(data, iommu_prot);
 
   min_pagesz = 1 << __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
 
   memset(&ms, 0, sizeof(ms));
 
   for_each_sg(sg, s, nents, i) {
       phys_addr_t phys = page_to_phys(sg_page(s)) + s->offset;
       size_t size = s->length;
 
       /*
        * We are mapping on IOMMU page boundaries, so offset within
        * the page must be 0. However, the IOMMU may support pages
        * smaller than PAGE_SIZE, so s->offset may still represent
        * an offset of that boundary within the CPU page.
        */
       if (!IS_ALIGNED(s->offset, min_pagesz))
           goto out_err;
 
       while (size) {
           size_t pgsize = iommu_pgsize(
               cfg->pgsize_bitmap, iova | phys, size);
 
           if (ms.pgtable && (iova < ms.iova_end)) {
               arm_lpae_iopte *ptep = ms.pgtable +
                   ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, MAP_STATE_LVL,
                            data);
               arm_lpae_init_pte(
                   data, iova, phys, prot, MAP_STATE_LVL,
                   ptep, ms.prev_pgtable, false);
               ms.num_pte++;
           } else {
               ret = __arm_lpae_map(data, iova, phys, pgsize,
                       prot, lvl, ptep, NULL, &ms);
               if (ret)
                   goto out_err;
           }
 
           iova += pgsize;
           mapped += pgsize;
           phys += pgsize;
           size -= pgsize;
       }
   }
 
   if (ms.pgtable)
       pgtable_dma_sync_single_for_device(cfg,
           __arm_lpae_dma_addr(ms.pte_start),
           ms.num_pte * sizeof(*ms.pte_start),
           DMA_TO_DEVICE);
 
   /*
    * Synchronise all PTE updates for the new mapping before there's
    * a chance for anything to kick off a table walk for the new iova.
    */
   wmb();
 
   return mapped;
 
out_err:
   /* Return the size of the partial mapping so that they can be undone */
   *size = mapped;
   return ret;
}
 
static void __arm_lpae_free_pgtable(struct arm_lpae_io_pgtable *data, int lvl,
                   arm_lpae_iopte *ptep)
{
   arm_lpae_iopte *start, *end;
   unsigned long table_size;
   void *cookie = data->iop.cookie;
 
   if (lvl == ARM_LPAE_START_LVL(data))
       table_size = data->pgd_size;
   else
       table_size = ARM_LPAE_GRANULE(data);
 
   start = ptep;
 
   /* Only leaf entries at the last level */
   if (lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 1)
       end = ptep;
   else
       end = (void *)ptep + table_size;
 
   while (ptep != end) {
       arm_lpae_iopte pte = *ptep++;
 
       if (!pte || iopte_leaf(pte, lvl))
           continue;
 
       __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, iopte_deref(pte, data));
   }
 
   __arm_lpae_free_pages(start, table_size, &data->iop.cfg, cookie);
}
 
static void arm_lpae_free_pgtable(struct io_pgtable *iop)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_to_data(iop);
 
   __arm_lpae_free_pgtable(data, ARM_LPAE_START_LVL(data), data->pgd);
   __arm_lpae_free_pgtable(data, ARM_LPAE_START_LVL(data),
               data->pgd_ttbr1);
   kfree(data);
}
 
static size_t arm_lpae_split_blk_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                      unsigned long iova, size_t size,
                      arm_lpae_iopte blk_pte, int lvl,
                      arm_lpae_iopte *ptep)
{
   struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
   arm_lpae_iopte pte, *tablep;
   phys_addr_t blk_paddr;
   size_t tablesz = ARM_LPAE_GRANULE(data);
   size_t split_sz = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data);
   int i, unmap_idx = -1;
   void *cookie = data->iop.cookie;
   int child_cnt = 0;
 
   size = iommu_pgsize(data->iop.cfg.pgsize_bitmap, iova, size);
 
   if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
       return 0;
 
   tablep = __arm_lpae_alloc_pages(tablesz, GFP_ATOMIC, cfg, cookie);
   if (!tablep)
       return 0; /* Bytes unmapped */
 
   if (size == split_sz)
       unmap_idx = ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
 
   blk_paddr = iopte_to_pfn(blk_pte, data) << data->pg_shift;
   pte = iopte_prot(blk_pte);
 
   for (i = 0; i < tablesz / sizeof(pte); i++, blk_paddr += split_sz) {
       /* Unmap! */
       if (i == unmap_idx)
           continue;
 
       __arm_lpae_init_pte(data, blk_paddr, pte, lvl, &tablep[i],
                   true);
       child_cnt++;
   }
 
   pte = arm_lpae_install_table(tablep, ptep, blk_pte, cfg, child_cnt);
   if (pte != blk_pte) {
       __arm_lpae_free_pages(tablep, tablesz, cfg, cookie);
       /*
        * We may race against someone unmapping another part of this
        * block, but anything else is invalid. We can't misinterpret
        * a page entry here since we're never at the last level.
        */
       if (iopte_type(pte, lvl - 1) != ARM_LPAE_PTE_TYPE_TABLE)
           return 0;
 
       tablep = iopte_deref(pte, data);
   } else if (unmap_idx >= 0) {
       io_pgtable_tlb_add_flush(&data->iop, iova, size, size, true);
       return size;
   }
 
   return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl, tablep);
}
 
static size_t __arm_lpae_unmap(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                  unsigned long iova, size_t size, int lvl,
                  arm_lpae_iopte *ptep)
{
   arm_lpae_iopte pte;
   struct io_pgtable *iop = &data->iop;
 
   /* Something went horribly wrong and we ran out of page table */
   if (WARN_ON(lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS))
       return 0;
 
   ptep += ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl, data);
   pte = READ_ONCE(*ptep);
   if (WARN_ON(!pte))
       return 0;
 
   /* If the size matches this level, we're in the right place */
   if (size == ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data)) {
       __arm_lpae_set_pte(ptep, 0, &iop->cfg);
 
       if (!iopte_leaf(pte, lvl)) {
           /* Also flush any partial walks */
           ptep = iopte_deref(pte, data);
           __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, ptep);
       }
 
       return size;
   } else if ((lvl == ARM_LPAE_MAX_LEVELS - 2) && !iopte_leaf(pte, lvl)) {
       arm_lpae_iopte *table = iopte_deref(pte, data);
       arm_lpae_iopte *table_base = table;
       int tl_offset = ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, lvl + 1, data);
       int entry_size = ARM_LPAE_GRANULE(data);
       int max_entries = ARM_LPAE_BLOCK_SIZE(lvl, data) >>
               data->pg_shift;
       int entries = min_t(int, size / entry_size,
           max_entries - tl_offset);
       int table_len = entries * sizeof(*table);
 
       /*
        * This isn't a block mapping so it must be a table mapping
        * and since it's the 2nd-to-last level the next level has
        * to be all page mappings.  Zero them all out in one fell
        * swoop.
        */
 
       table += tl_offset;
 
       memset(table, 0, table_len);
       pgtable_dma_sync_single_for_device(&iop->cfg,
                      __arm_lpae_dma_addr(table),
                      table_len, DMA_TO_DEVICE);
 
       iopte_tblcnt_sub(ptep, entries);
       if (!iopte_tblcnt(*ptep)) {
           /* no valid mappings left under this table. free it. */
           __arm_lpae_set_pte(ptep, 0, &iop->cfg);
           __arm_lpae_free_pgtable(data, lvl + 1, table_base);
       }
 
       return entries * entry_size;
   } else if (iopte_leaf(pte, lvl)) {
       /*
        * Insert a table at the next level to map the old region,
        * minus the part we want to unmap
        */
       return arm_lpae_split_blk_unmap(data, iova, size, pte,
                       lvl + 1, ptep);
   }
 
   /* Keep on walkin' */
   ptep = iopte_deref(pte, data);
   return __arm_lpae_unmap(data, iova, size, lvl + 1, ptep);
}
 
static size_t arm_lpae_unmap(struct io_pgtable_ops *ops, unsigned long iova,
           size_t size)
{
   size_t unmapped = 0;
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte *ptep = data->pgd;
   int lvl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 
   if (WARN_ON(iova >= (1ULL << data->iop.cfg.ias)))
       return 0;
 
   while (unmapped < size) {
       size_t ret, size_to_unmap, remaining;
 
       remaining = (size - unmapped);
       size_to_unmap = iommu_pgsize(data->iop.cfg.pgsize_bitmap, iova,
                       remaining);
       size_to_unmap = size_to_unmap >= SZ_2M ?
               size_to_unmap :
               min_t(unsigned long, remaining,
                   (ALIGN(iova + 1, SZ_2M) - iova));
       ret = __arm_lpae_unmap(data, iova, size_to_unmap, lvl, ptep);
       if (ret == 0)
           break;
       unmapped += ret;
       iova += ret;
   }
 
   if (unmapped)
       io_pgtable_tlb_flush_all(&data->iop);
 
   return unmapped;
}
 
static int arm_lpae_iova_to_pte(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
               unsigned long iova, int *plvl_ret,
               arm_lpae_iopte *ptep_ret)
{
   arm_lpae_iopte pte, *ptep = data->pgd;
   *plvl_ret = ARM_LPAE_START_LVL(data);
   *ptep_ret = 0;
 
   do {
       /* Valid IOPTE pointer? */
       if (!ptep)
           return -EINVAL;
 
       /* Grab the IOPTE we're interested in */
       pte = *(ptep + ARM_LPAE_LVL_IDX(iova, *plvl_ret, data));
 
       /* Valid entry? */
       if (!pte)
           return -EINVAL;
 
       /* Leaf entry? */
       if (iopte_leaf(pte, *plvl_ret))
           goto found_translation;
 
       /* Take it to the next level */
       ptep = iopte_deref(pte, data);
   } while (++(*plvl_ret) < ARM_LPAE_MAX_LEVELS);
 
   /* Ran out of page tables to walk */
   return -EINVAL;
 
found_translation:
   *ptep_ret = pte;
   return 0;
}
 
static uint64_t arm_lpae_iova_get_pte(struct io_pgtable_ops *ops,
                    unsigned long iova)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte pte;
   int lvl;
 
   if (!arm_lpae_iova_to_pte(data, iova, &lvl, &pte))
       return pte;
 
   return 0;
}
 
static phys_addr_t arm_lpae_iova_to_phys(struct io_pgtable_ops *ops,
                    unsigned long iova)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte pte;
   int lvl;
   phys_addr_t phys = 0;
 
   if (!arm_lpae_iova_to_pte(data, iova, &lvl, &pte)) {
       iova &= ((1 << ARM_LPAE_LVL_SHIFT(lvl, data)) - 1);
       phys = ((phys_addr_t)iopte_to_pfn(pte, data)
               << data->pg_shift) | iova;
   }
 
   return phys;
}
 
static bool __arm_lpae_is_iova_coherent(struct arm_lpae_io_pgtable *data,
                   arm_lpae_iopte *ptep)
{
   if (data->iop.fmt == ARM_64_LPAE_S1 ||
       data->iop.fmt == ARM_32_LPAE_S1) {
       int attr_idx = (*ptep & (ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_MASK <<
                   ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT)) >>
                   ARM_LPAE_PTE_ATTRINDX_SHIFT;
       if ((attr_idx == ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE) &&
          (((*ptep & ARM_LPAE_PTE_SH_MASK) == ARM_LPAE_PTE_SH_IS)
            ||
            (*ptep & ARM_LPAE_PTE_SH_MASK) == ARM_LPAE_PTE_SH_OS))
           return true;
   } else {
       if (*ptep & ARM_LPAE_PTE_MEMATTR_OIWB)
           return true;
   }
 
   return false;
}
 
static bool arm_lpae_is_iova_coherent(struct io_pgtable_ops *ops,
                    unsigned long iova)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   arm_lpae_iopte pte;
   int lvl;
   bool ret = false;
 
   if (!arm_lpae_iova_to_pte(data, iova, &lvl, &pte))
       ret = __arm_lpae_is_iova_coherent(data, &pte);
 
   return ret;
}
 
static void arm_lpae_restrict_pgsizes(struct io_pgtable_cfg *cfg)
{
   unsigned long granule;
 
   /*
    * We need to restrict the supported page sizes to match the
    * translation regime for a particular granule. Aim to match
    * the CPU page size if possible, otherwise prefer smaller sizes.
    * While we're at it, restrict the block sizes to match the
    * chosen granule.
    */
   if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_SIZE)
       granule = PAGE_SIZE;
   else if (cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK)
       granule = 1UL << __fls(cfg->pgsize_bitmap & ~PAGE_MASK);
   else if (cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK)
       granule = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap & PAGE_MASK);
   else
       granule = 0;
 
   switch (granule) {
   case SZ_4K:
       cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
       break;
   case SZ_16K:
       cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_16K | SZ_32M);
       break;
   case SZ_64K:
       cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_64K | SZ_512M);
       break;
   default:
       cfg->pgsize_bitmap = 0;
   }
}
 
static struct arm_lpae_io_pgtable *
arm_lpae_alloc_pgtable(struct io_pgtable_cfg *cfg)
{
   unsigned long va_bits, pgd_bits;
   struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 
   arm_lpae_restrict_pgsizes(cfg);
 
   if (!(cfg->pgsize_bitmap & (SZ_4K | SZ_16K | SZ_64K)))
       return NULL;
 
   if (cfg->ias > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
       return NULL;
 
   if (cfg->oas > ARM_LPAE_MAX_ADDR_BITS)
       return NULL;
 
   if (!selftest_running && cfg->iommu_dev->dma_pfn_offset) {
       dev_err(cfg->iommu_dev, "Cannot accommodate DMA offset for IOMMU page tables\n");
       return NULL;
   }
 
   data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
   if (!data)
       return NULL;
 
   data->pg_shift = __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
   data->bits_per_level = data->pg_shift - ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
 
   va_bits = cfg->ias - data->pg_shift;
   data->levels = DIV_ROUND_UP(va_bits, data->bits_per_level);
 
   /* Calculate the actual size of our pgd (without concatenation) */
   pgd_bits = va_bits - (data->bits_per_level * (data->levels - 1));
   data->pgd_bits = pgd_bits;
   data->pgd_size = 1UL << (pgd_bits + ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte)));
 
   data->iop.ops = (struct io_pgtable_ops) {
       .map        = arm_lpae_map,
       .map_sg        = arm_lpae_map_sg,
       .unmap        = arm_lpae_unmap,
       .iova_to_phys    = arm_lpae_iova_to_phys,
       .is_iova_coherent = arm_lpae_is_iova_coherent,
       .iova_to_pte    = arm_lpae_iova_get_pte,
   };
 
   return data;
}
 
static struct io_pgtable *
arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   u64 reg;
   struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 
   if (cfg->quirks & ~(IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS
             | IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA
             | IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_UPSTREAM_HINT
             | IO_PGTABLE_QUIRK_QSMMUV500_NON_SHAREABLE
             | IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_LLC_NWA))
       return NULL;
 
   data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
   if (!data)
       return NULL;
 
   /* TCR */
   if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA)
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_OS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
   else if ((cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_UPSTREAM_HINT) &&
       (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QSMMUV500_NON_SHAREABLE))
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_NS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
   else if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_UPSTREAM_HINT)
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_OS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
   else if ((cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_LLC_NWA) &&
       (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QSMMUV500_NON_SHAREABLE))
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_NS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WB << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
   else if (cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_QCOM_USE_LLC_NWA)
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_OS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_WB << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
   else
       reg = (ARM_LPAE_TCR_SH_OS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
           (ARM_LPAE_TCR_RGN_NC << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 
   switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
   case SZ_4K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
       break;
   case SZ_16K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
       break;
   case SZ_64K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
       break;
   }
 
   switch (cfg->oas) {
   case 32:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   case 36:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   case 40:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   case 42:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   case 44:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   case 48:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_IPS_SHIFT);
       break;
   default:
       goto out_free_data;
   }
 
   reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
 
   /* Disable speculative walks through TTBR1 */
   reg |= ARM_LPAE_TCR_EPD1;
   cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr = reg;
 
   /* MAIRs */
   reg = (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_NC
          << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_NC)) |
         (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_WBRWA
          << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_CACHE)) |
         (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_DEVICE
          << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_DEV)) |
         (ARM_LPAE_MAIR_ATTR_UPSTREAM
          << ARM_LPAE_MAIR_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_UPSTREAM));
 
   cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[0] = reg;
 
   reg = ARM_LPAE_MAIR_ATTR_LLC_NWA
         << ARM_LPAE_MAIR1_ATTR_SHIFT(ARM_LPAE_MAIR_ATTR_IDX_LLC_NWA);
 
   cfg->arm_lpae_s1_cfg.mair[1] = reg;
 
   /* Looking good; allocate a pgd */
   data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL,
                      cfg, cookie);
   if (!data->pgd)
       goto out_free_data;
 
   data->pgd_ttbr1 = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL,
                      cfg, cookie);
   if (!data->pgd_ttbr1)
       goto out_free_pgd;
 
   /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
   wmb();
 
   /* TTBRs */
   cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[0] = virt_to_phys(data->pgd);
   cfg->arm_lpae_s1_cfg.ttbr[1] = virt_to_phys(data->pgd_ttbr1);
   return &data->iop;
 
out_free_pgd:
   __arm_lpae_free_pages(data->pgd, data->pgd_size, cfg, cookie);
 
out_free_data:
   kfree(data);
   return NULL;
}
 
static struct io_pgtable *
arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   u64 reg, sl;
   struct arm_lpae_io_pgtable *data;
 
   /* The NS quirk doesn't apply at stage 2 */
   if (!(cfg->quirks & IO_PGTABLE_QUIRK_ARM_NS))
       return NULL;
 
   data = arm_lpae_alloc_pgtable(cfg);
   if (!data)
       return NULL;
 
   /*
    * Concatenate PGDs at level 1 if possible in order to reduce
    * the depth of the stage-2 walk.
    */
   if (data->levels == ARM_LPAE_MAX_LEVELS) {
       unsigned long pgd_pages;
 
       pgd_pages = data->pgd_size >> ilog2(sizeof(arm_lpae_iopte));
       if (pgd_pages <= ARM_LPAE_S2_MAX_CONCAT_PAGES) {
           data->pgd_size = pgd_pages << data->pg_shift;
           data->levels--;
       }
   }
 
   /* VTCR */
   reg = ARM_64_LPAE_S2_TCR_RES1 |
        (ARM_LPAE_TCR_SH_IS << ARM_LPAE_TCR_SH0_SHIFT) |
        (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_IRGN0_SHIFT) |
        (ARM_LPAE_TCR_RGN_WBWA << ARM_LPAE_TCR_ORGN0_SHIFT);
 
   sl = ARM_LPAE_START_LVL(data);
 
   switch (ARM_LPAE_GRANULE(data)) {
   case SZ_4K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_4K;
       sl++; /* SL0 format is different for 4K granule size */
       break;
   case SZ_16K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_16K;
       break;
   case SZ_64K:
       reg |= ARM_LPAE_TCR_TG0_64K;
       break;
   }
 
   switch (cfg->oas) {
   case 32:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_32_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   case 36:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_36_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   case 40:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_40_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   case 42:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_42_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   case 44:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_44_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   case 48:
       reg |= (ARM_LPAE_TCR_PS_48_BIT << ARM_LPAE_TCR_PS_SHIFT);
       break;
   default:
       goto out_free_data;
   }
 
   reg |= (64ULL - cfg->ias) << ARM_LPAE_TCR_T0SZ_SHIFT;
   reg |= (~sl & ARM_LPAE_TCR_SL0_MASK) << ARM_LPAE_TCR_SL0_SHIFT;
   cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr = reg;
 
   /* Allocate pgd pages */
   data->pgd = __arm_lpae_alloc_pages(data->pgd_size, GFP_KERNEL,
                      cfg, cookie);
   if (!data->pgd)
       goto out_free_data;
 
   /* Ensure the empty pgd is visible before any actual TTBR write */
   wmb();
 
   /* VTTBR */
   cfg->arm_lpae_s2_cfg.vttbr = virt_to_phys(data->pgd);
   return &data->iop;
 
out_free_data:
   kfree(data);
   return NULL;
}
 
static struct io_pgtable *
arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   struct io_pgtable *iop;
 
   if (cfg->ias > 32 || cfg->oas > 40)
       return NULL;
 
   cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
   iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1(cfg, cookie);
   if (iop) {
       cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr |= ARM_32_LPAE_TCR_EAE;
       cfg->arm_lpae_s1_cfg.tcr &= 0xffffffff;
   }
 
   return iop;
}
 
static struct io_pgtable *
arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2(struct io_pgtable_cfg *cfg, void *cookie)
{
   struct io_pgtable *iop;
 
   if (cfg->ias > 40 || cfg->oas > 40)
       return NULL;
 
   cfg->pgsize_bitmap &= (SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G);
   iop = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2(cfg, cookie);
   if (iop)
       cfg->arm_lpae_s2_cfg.vtcr &= 0xffffffff;
 
   return iop;
}
 
struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s1_init_fns = {
   .alloc    = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s1,
   .free    = arm_lpae_free_pgtable,
};
 
struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_64_lpae_s2_init_fns = {
   .alloc    = arm_64_lpae_alloc_pgtable_s2,
   .free    = arm_lpae_free_pgtable,
};
 
struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s1_init_fns = {
   .alloc    = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s1,
   .free    = arm_lpae_free_pgtable,
};
 
struct io_pgtable_init_fns io_pgtable_arm_32_lpae_s2_init_fns = {
   .alloc    = arm_32_lpae_alloc_pgtable_s2,
   .free    = arm_lpae_free_pgtable,
};
 
#ifdef CONFIG_IOMMU_IO_PGTABLE_LPAE_SELFTEST
 
static struct io_pgtable_cfg *cfg_cookie;
 
static void dummy_tlb_flush_all(void *cookie)
{
   WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
}
 
static void dummy_tlb_add_flush(unsigned long iova, size_t size,
               size_t granule, bool leaf, void *cookie)
{
   WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
}
 
static void dummy_tlb_sync(void *cookie)
{
   WARN_ON(cookie != cfg_cookie);
}
 
static const struct iommu_gather_ops dummy_tlb_ops __initconst = {
   .tlb_flush_all    = dummy_tlb_flush_all,
   .tlb_add_flush    = dummy_tlb_add_flush,
   .tlb_sync    = dummy_tlb_sync,
};
 
static void __init arm_lpae_dump_ops(struct io_pgtable_ops *ops)
{
   struct arm_lpae_io_pgtable *data = io_pgtable_ops_to_data(ops);
   struct io_pgtable_cfg *cfg = &data->iop.cfg;
 
   pr_err("cfg: pgsize_bitmap 0x%lx, ias %u-bit\n",
       cfg->pgsize_bitmap, cfg->ias);
   pr_err("data: %d levels, 0x%zx pgd_size, %lu pg_shift, %lu bits_per_level, pgd @ %p\n",
       data->levels, data->pgd_size, data->pg_shift,
       data->bits_per_level, data->pgd);
}
 
#define __FAIL(ops, i)    ({                        \
       WARN(1, "selftest: test failed for fmt idx %d\n", (i));    \
       arm_lpae_dump_ops(ops);                    \
       selftest_running = false;                \
       -EFAULT;                        \
})
 
/*
 * Returns true if there's any mapping in the given iova range in ops.
 */
static bool arm_lpae_range_has_mapping(struct io_pgtable_ops *ops,
                      unsigned long iova_start, size_t size)
{
   unsigned long iova = iova_start;
 
   while (iova < (iova_start + size)) {
       if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42))
           return true;
       iova += SZ_4K;
   }
   return false;
}
 
/*
 * Returns true if the iova range is successfully mapped to the contiguous
 * phys range in ops.
 */
static bool arm_lpae_range_has_specific_mapping(struct io_pgtable_ops *ops,
                       const unsigned long iova_start,
                       const phys_addr_t phys_start,
                       const size_t size)
{
   unsigned long iova = iova_start;
   phys_addr_t phys = phys_start;
 
   while (iova < (iova_start + size)) {
       if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (phys + 42))
           return false;
       iova += SZ_4K;
       phys += SZ_4K;
   }
   return true;
}
 
static int __init arm_lpae_run_tests(struct io_pgtable_cfg *cfg)
{
   static const enum io_pgtable_fmt fmts[] = {
       ARM_64_LPAE_S1,
       ARM_64_LPAE_S2,
   };
 
   int i, j, k;
   unsigned long iova;
   size_t size;
   struct io_pgtable_ops *ops;
   selftest_running = true;
 
   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fmts); ++i) {
       unsigned long test_sg_sizes[] = { SZ_4K, SZ_64K, SZ_2M,
                         SZ_1M * 12, SZ_1M * 20 };
 
       cfg_cookie = cfg;
       ops = alloc_io_pgtable_ops(fmts[i], cfg, cfg);
       if (!ops) {
           pr_err("selftest: failed to allocate io pgtable ops\n");
           return -ENOMEM;
       }
 
       /*
        * Initial sanity checks.  Empty page tables shouldn't
        * provide any translations.  TODO: check entire supported
        * range for these ops rather than first 2G
        */
       if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, 0, SZ_2G))
           return __FAIL(ops, i);
 
       /*
        * Distinct mappings of different granule sizes.
        */
       iova = 0;
       for_each_set_bit(j, &cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG) {
           size = 1UL << j;
 
           if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_READ |
                               IOMMU_WRITE |
                               IOMMU_NOEXEC |
                               IOMMU_CACHE))
               return __FAIL(ops, i);
 
           /* Overlapping mappings */
           if (!ops->map(ops, iova, iova + size, size,
                     IOMMU_READ | IOMMU_NOEXEC))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (!arm_lpae_range_has_specific_mapping(ops, iova,
                                iova, size))
               return __FAIL(ops, i);
 
           iova += SZ_1G;
       }
 
       /* Partial unmap */
       size = 1UL << __ffs(cfg->pgsize_bitmap);
       if (ops->unmap(ops, SZ_1G + size, size) != size)
           return __FAIL(ops, i);
 
       if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, SZ_1G + size, size))
           return __FAIL(ops, i);
 
       /* Remap of partial unmap */
       if (ops->map(ops, SZ_1G + size, size, size, IOMMU_READ))
           return __FAIL(ops, i);
 
       if (!arm_lpae_range_has_specific_mapping(ops, SZ_1G + size,
                            size, size))
           return __FAIL(ops, i);
 
       /* Full unmap */
       iova = 0;
       for_each_set_bit(j, &cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG) {
           size = 1UL << j;
 
           if (ops->unmap(ops, iova, size) != size)
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42))
               return __FAIL(ops, i);
 
           /* Remap full block */
           if (ops->map(ops, iova, iova, size, IOMMU_WRITE))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->unmap(ops, iova, size) != size)
               return __FAIL(ops, i);
 
           iova += SZ_1G;
       }
 
       if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, 0, SZ_2G))
           return __FAIL(ops, i);
 
       if ((cfg->pgsize_bitmap & SZ_2M) &&
           (cfg->pgsize_bitmap & SZ_4K)) {
           /* mixed block + page mappings */
           iova = 0;
           if (ops->map(ops, iova, iova, SZ_2M, IOMMU_READ))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->map(ops, iova + SZ_2M, iova + SZ_2M, SZ_4K,
                    IOMMU_READ))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->iova_to_phys(ops, iova + 42) != (iova + 42))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (ops->iova_to_phys(ops, iova + SZ_2M + 42) !=
               (iova + SZ_2M + 42))
               return __FAIL(ops, i);
 
           /* unmap both mappings at once */
           if (ops->unmap(ops, iova, SZ_2M + SZ_4K) !=
               (SZ_2M + SZ_4K))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, 0, SZ_2G))
               return __FAIL(ops, i);
       }
 
       /* map_sg */
       for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(test_sg_sizes); ++j) {
           size_t mapped;
           size_t unused;
           struct page *page;
           phys_addr_t page_phys;
           struct sg_table table;
           struct scatterlist *sg;
           unsigned long total_size = test_sg_sizes[j];
           int chunk_size = 1UL << find_first_bit(
               &cfg->pgsize_bitmap, BITS_PER_LONG);
           int nents = total_size / chunk_size;
           int ret;
 
           if (total_size < chunk_size)
               continue;
 
           page = alloc_pages(GFP_KERNEL, get_order(chunk_size));
           if (!page)
               return -ENOMEM;
           page_phys = page_to_phys(page);
 
           iova = 0;
           ret = sg_alloc_table(&table, nents, GFP_KERNEL);
           if (ret)
               return ret;
           for_each_sg(table.sgl, sg, table.nents, k)
               sg_set_page(sg, page, chunk_size, 0);
 
           mapped = ops->map_sg(ops, iova, table.sgl, table.nents,
                        IOMMU_READ | IOMMU_WRITE, &unused);
 
           if (mapped != total_size)
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (!arm_lpae_range_has_mapping(ops, iova, total_size))
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, iova + total_size,
                         SZ_2G - (iova + total_size)))
               return __FAIL(ops, i);
 
           for_each_sg(table.sgl, sg, table.nents, k) {
               dma_addr_t newphys =
                   ops->iova_to_phys(ops, iova + 42);
               if (newphys != (page_phys + 42))
                   return __FAIL(ops, i);
               iova += chunk_size;
           }
 
           if (ops->unmap(ops, 0, total_size) != total_size)
               return __FAIL(ops, i);
 
           if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, 0, SZ_2G))
               return __FAIL(ops, i);
 
           sg_free_table(&table);
           __free_pages(page, get_order(chunk_size));
       }
 
       if (arm_lpae_range_has_mapping(ops, 0, SZ_2G))
           return __FAIL(ops, i);
 
       free_io_pgtable_ops(ops);
   }
 
   selftest_running = false;
   return 0;
}
 
static int __init arm_lpae_do_selftests(void)
{
   static const unsigned long pgsize[] = {
       SZ_4K | SZ_2M | SZ_1G,
   };
 
   static const unsigned int ias[] = {
       32, 36, 40, 42, 44, 48,
   };
 
   int i, j, pass = 0, fail = 0;
   struct io_pgtable_cfg cfg = {
       .tlb = &dummy_tlb_ops,
       .oas = 48,
       .quirks = IO_PGTABLE_QUIRK_NO_DMA,
   };
 
   for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pgsize); ++i) {
       for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(ias); ++j) {
           cfg.pgsize_bitmap = pgsize[i];
           cfg.ias = ias[j];
           pr_info("selftest: pgsize_bitmap 0x%08lx, IAS %u\n",
               pgsize[i], ias[j]);
           if (arm_lpae_run_tests(&cfg))
               fail++;
           else
               pass++;
       }
   }
 
   pr_info("selftest: completed with %d PASS %d FAIL\n", pass, fail);
   return fail ? -EFAULT : 0;
}
subsys_initcall(arm_lpae_do_selftests);
#endif