]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/iommu/amd_iommu.c
Merge tag 'pci-v4.14-changes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaa...
[linux.git] / drivers / iommu / amd_iommu.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
3  * Author: Joerg Roedel <[email protected]>
4  *         Leo Duran <[email protected]>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
8  * by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
18  */
19
20 #include <linux/ratelimit.h>
21 #include <linux/pci.h>
22 #include <linux/acpi.h>
23 #include <linux/amba/bus.h>
24 #include <linux/platform_device.h>
25 #include <linux/pci-ats.h>
26 #include <linux/bitmap.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/debugfs.h>
29 #include <linux/scatterlist.h>
30 #include <linux/dma-mapping.h>
31 #include <linux/iommu-helper.h>
32 #include <linux/iommu.h>
33 #include <linux/delay.h>
34 #include <linux/amd-iommu.h>
35 #include <linux/notifier.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/irq.h>
38 #include <linux/msi.h>
39 #include <linux/dma-contiguous.h>
40 #include <linux/irqdomain.h>
41 #include <linux/percpu.h>
42 #include <linux/iova.h>
43 #include <asm/irq_remapping.h>
44 #include <asm/io_apic.h>
45 #include <asm/apic.h>
46 #include <asm/hw_irq.h>
47 #include <asm/msidef.h>
48 #include <asm/proto.h>
49 #include <asm/iommu.h>
50 #include <asm/gart.h>
51 #include <asm/dma.h>
52
53 #include "amd_iommu_proto.h"
54 #include "amd_iommu_types.h"
55 #include "irq_remapping.h"
56
57 #define AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR 0
58
59 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
60
61 #define LOOP_TIMEOUT    100000
62
63 /* IO virtual address start page frame number */
64 #define IOVA_START_PFN          (1)
65 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
66 #define DMA_32BIT_PFN           IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32))
67
68 /* Reserved IOVA ranges */
69 #define MSI_RANGE_START         (0xfee00000)
70 #define MSI_RANGE_END           (0xfeefffff)
71 #define HT_RANGE_START          (0xfd00000000ULL)
72 #define HT_RANGE_END            (0xffffffffffULL)
73
74 /*
75  * This bitmap is used to advertise the page sizes our hardware support
76  * to the IOMMU core, which will then use this information to split
77  * physically contiguous memory regions it is mapping into page sizes
78  * that we support.
79  *
80  * 512GB Pages are not supported due to a hardware bug
81  */
82 #define AMD_IOMMU_PGSIZES       ((~0xFFFUL) & ~(2ULL << 38))
83
84 static DEFINE_RWLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
85
86 /* List of all available dev_data structures */
87 static LIST_HEAD(dev_data_list);
88 static DEFINE_SPINLOCK(dev_data_list_lock);
89
90 LIST_HEAD(ioapic_map);
91 LIST_HEAD(hpet_map);
92 LIST_HEAD(acpihid_map);
93
94 /*
95  * Domain for untranslated devices - only allocated
96  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
97  */
98 const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
99
100 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
101 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
102
103 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops;
104
105 /*
106  * This struct contains device specific data for the IOMMU
107  */
108 struct iommu_dev_data {
109         struct list_head list;            /* For domain->dev_list */
110         struct list_head dev_data_list;   /* For global dev_data_list */
111         struct protection_domain *domain; /* Domain the device is bound to */
112         u16 devid;                        /* PCI Device ID */
113         u16 alias;                        /* Alias Device ID */
114         bool iommu_v2;                    /* Device can make use of IOMMUv2 */
115         bool passthrough;                 /* Device is identity mapped */
116         struct {
117                 bool enabled;
118                 int qdep;
119         } ats;                            /* ATS state */
120         bool pri_tlp;                     /* PASID TLB required for
121                                              PPR completions */
122         u32 errata;                       /* Bitmap for errata to apply */
123         bool use_vapic;                   /* Enable device to use vapic mode */
124
125         struct ratelimit_state rs;        /* Ratelimit IOPF messages */
126 };
127
128 /*
129  * general struct to manage commands send to an IOMMU
130  */
131 struct iommu_cmd {
132         u32 data[4];
133 };
134
135 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
136
137 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
138 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain);
139 static void detach_device(struct device *dev);
140
141 #define FLUSH_QUEUE_SIZE 256
142
143 struct flush_queue_entry {
144         unsigned long iova_pfn;
145         unsigned long pages;
146         u64 counter; /* Flush counter when this entry was added to the queue */
147 };
148
149 struct flush_queue {
150         struct flush_queue_entry *entries;
151         unsigned head, tail;
152         spinlock_t lock;
153 };
154
155 /*
156  * Data container for a dma_ops specific protection domain
157  */
158 struct dma_ops_domain {
159         /* generic protection domain information */
160         struct protection_domain domain;
161
162         /* IOVA RB-Tree */
163         struct iova_domain iovad;
164
165         struct flush_queue __percpu *flush_queue;
166
167         /*
168          * We need two counter here to be race-free wrt. IOTLB flushing and
169          * adding entries to the flush queue.
170          *
171          * The flush_start_cnt is incremented _before_ the IOTLB flush starts.
172          * New entries added to the flush ring-buffer get their 'counter' value
173          * from here. This way we can make sure that entries added to the queue
174          * (or other per-cpu queues of the same domain) while the TLB is about
175          * to be flushed are not considered to be flushed already.
176          */
177         atomic64_t flush_start_cnt;
178
179         /*
180          * The flush_finish_cnt is incremented when an IOTLB flush is complete.
181          * This value is always smaller than flush_start_cnt. The queue_add
182          * function frees all IOVAs that have a counter value smaller than
183          * flush_finish_cnt. This makes sure that we only free IOVAs that are
184          * flushed out of the IOTLB of the domain.
185          */
186         atomic64_t flush_finish_cnt;
187
188         /*
189          * Timer to make sure we don't keep IOVAs around unflushed
190          * for too long
191          */
192         struct timer_list flush_timer;
193         atomic_t flush_timer_on;
194 };
195
196 static struct iova_domain reserved_iova_ranges;
197 static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
198
199 /****************************************************************************
200  *
201  * Helper functions
202  *
203  ****************************************************************************/
204
205 static inline int match_hid_uid(struct device *dev,
206                                 struct acpihid_map_entry *entry)
207 {
208         const char *hid, *uid;
209
210         hid = acpi_device_hid(ACPI_COMPANION(dev));
211         uid = acpi_device_uid(ACPI_COMPANION(dev));
212
213         if (!hid || !(*hid))
214                 return -ENODEV;
215
216         if (!uid || !(*uid))
217                 return strcmp(hid, entry->hid);
218
219         if (!(*entry->uid))
220                 return strcmp(hid, entry->hid);
221
222         return (strcmp(hid, entry->hid) || strcmp(uid, entry->uid));
223 }
224
225 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
226 {
227         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
228
229         return PCI_DEVID(pdev->bus->number, pdev->devfn);
230 }
231
232 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
233                                         struct acpihid_map_entry **entry)
234 {
235         struct acpihid_map_entry *p;
236
237         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
238                 if (!match_hid_uid(dev, p)) {
239                         if (entry)
240                                 *entry = p;
241                         return p->devid;
242                 }
243         }
244         return -EINVAL;
245 }
246
247 static inline int get_device_id(struct device *dev)
248 {
249         int devid;
250
251         if (dev_is_pci(dev))
252                 devid = get_pci_device_id(dev);
253         else
254                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
255
256         return devid;
257 }
258
259 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
260 {
261         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
262 }
263
264 static struct dma_ops_domain* to_dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
265 {
266         BUG_ON(domain->flags != PD_DMA_OPS_MASK);
267         return container_of(domain, struct dma_ops_domain, domain);
268 }
269
270 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
271 {
272         struct iommu_dev_data *dev_data;
273         unsigned long flags;
274
275         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
276         if (!dev_data)
277                 return NULL;
278
279         dev_data->devid = devid;
280
281         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
282         list_add_tail(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
283         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
284
285         ratelimit_default_init(&dev_data->rs);
286
287         return dev_data;
288 }
289
290 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
291 {
292         struct iommu_dev_data *dev_data;
293         unsigned long flags;
294
295         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
296         list_for_each_entry(dev_data, &dev_data_list, dev_data_list) {
297                 if (dev_data->devid == devid)
298                         goto out_unlock;
299         }
300
301         dev_data = NULL;
302
303 out_unlock:
304         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
305
306         return dev_data;
307 }
308
309 static int __last_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
310 {
311         *(u16 *)data = alias;
312         return 0;
313 }
314
315 static u16 get_alias(struct device *dev)
316 {
317         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
318         u16 devid, ivrs_alias, pci_alias;
319
320         /* The callers make sure that get_device_id() does not fail here */
321         devid = get_device_id(dev);
322         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[devid];
323         pci_for_each_dma_alias(pdev, __last_alias, &pci_alias);
324
325         if (ivrs_alias == pci_alias)
326                 return ivrs_alias;
327
328         /*
329          * DMA alias showdown
330          *
331          * The IVRS is fairly reliable in telling us about aliases, but it
332          * can't know about every screwy device.  If we don't have an IVRS
333          * reported alias, use the PCI reported alias.  In that case we may
334          * still need to initialize the rlookup and dev_table entries if the
335          * alias is to a non-existent device.
336          */
337         if (ivrs_alias == devid) {
338                 if (!amd_iommu_rlookup_table[pci_alias]) {
339                         amd_iommu_rlookup_table[pci_alias] =
340                                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
341                         memcpy(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data,
342                                amd_iommu_dev_table[devid].data,
343                                sizeof(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data));
344                 }
345
346                 return pci_alias;
347         }
348
349         pr_info("AMD-Vi: Using IVRS reported alias %02x:%02x.%d "
350                 "for device %s[%04x:%04x], kernel reported alias "
351                 "%02x:%02x.%d\n", PCI_BUS_NUM(ivrs_alias), PCI_SLOT(ivrs_alias),
352                 PCI_FUNC(ivrs_alias), dev_name(dev), pdev->vendor, pdev->device,
353                 PCI_BUS_NUM(pci_alias), PCI_SLOT(pci_alias),
354                 PCI_FUNC(pci_alias));
355
356         /*
357          * If we don't have a PCI DMA alias and the IVRS alias is on the same
358          * bus, then the IVRS table may know about a quirk that we don't.
359          */
360         if (pci_alias == devid &&
361             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number) {
362                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff);
363                 pr_info("AMD-Vi: Added PCI DMA alias %02x.%d for %s\n",
364                         PCI_SLOT(ivrs_alias), PCI_FUNC(ivrs_alias),
365                         dev_name(dev));
366         }
367
368         return ivrs_alias;
369 }
370
371 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
372 {
373         struct iommu_dev_data *dev_data;
374
375         dev_data = search_dev_data(devid);
376
377         if (dev_data == NULL)
378                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
379
380         return dev_data;
381 }
382
383 static struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
384 {
385         return dev->archdata.iommu;
386 }
387
388 /*
389 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
390 */
391 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
392 {
393         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
394         int devid;
395
396         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
397         if (devid < 0)
398                 return ERR_PTR(devid);
399
400         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
401                 if ((devid == p->devid) && p->group)
402                         entry->group = p->group;
403         }
404
405         if (!entry->group)
406                 entry->group = generic_device_group(dev);
407         else
408                 iommu_group_ref_get(entry->group);
409
410         return entry->group;
411 }
412
413 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
414 {
415         static const int caps[] = {
416                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
417                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
418                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
419         };
420         int i, pos;
421
422         for (i = 0; i < 3; ++i) {
423                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
424                 if (pos == 0)
425                         return false;
426         }
427
428         return true;
429 }
430
431 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
432 {
433         struct iommu_dev_data *dev_data;
434
435         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
436
437         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
438 }
439
440 /*
441  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
442  * avoid dereferencing invalid pointers.
443  */
444 static bool check_device(struct device *dev)
445 {
446         int devid;
447
448         if (!dev || !dev->dma_mask)
449                 return false;
450
451         devid = get_device_id(dev);
452         if (devid < 0)
453                 return false;
454
455         /* Out of our scope? */
456         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
457                 return false;
458
459         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
460                 return false;
461
462         return true;
463 }
464
465 static void init_iommu_group(struct device *dev)
466 {
467         struct iommu_group *group;
468
469         group = iommu_group_get_for_dev(dev);
470         if (IS_ERR(group))
471                 return;
472
473         iommu_group_put(group);
474 }
475
476 static int iommu_init_device(struct device *dev)
477 {
478         struct iommu_dev_data *dev_data;
479         struct amd_iommu *iommu;
480         int devid;
481
482         if (dev->archdata.iommu)
483                 return 0;
484
485         devid = get_device_id(dev);
486         if (devid < 0)
487                 return devid;
488
489         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
490
491         dev_data = find_dev_data(devid);
492         if (!dev_data)
493                 return -ENOMEM;
494
495         dev_data->alias = get_alias(dev);
496
497         if (dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
498                 struct amd_iommu *iommu;
499
500                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
501                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
502         }
503
504         dev->archdata.iommu = dev_data;
505
506         iommu_device_link(&iommu->iommu, dev);
507
508         return 0;
509 }
510
511 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
512 {
513         u16 alias;
514         int devid;
515
516         devid = get_device_id(dev);
517         if (devid < 0)
518                 return;
519
520         alias = get_alias(dev);
521
522         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
523         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
524
525         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
526         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
527 }
528
529 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
530 {
531         struct iommu_dev_data *dev_data;
532         struct amd_iommu *iommu;
533         int devid;
534
535         devid = get_device_id(dev);
536         if (devid < 0)
537                 return;
538
539         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
540
541         dev_data = search_dev_data(devid);
542         if (!dev_data)
543                 return;
544
545         if (dev_data->domain)
546                 detach_device(dev);
547
548         iommu_device_unlink(&iommu->iommu, dev);
549
550         iommu_group_remove_device(dev);
551
552         /* Remove dma-ops */
553         dev->dma_ops = NULL;
554
555         /*
556          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
557          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
558          */
559 }
560
561 /****************************************************************************
562  *
563  * Interrupt handling functions
564  *
565  ****************************************************************************/
566
567 static void dump_dte_entry(u16 devid)
568 {
569         int i;
570
571         for (i = 0; i < 4; ++i)
572                 pr_err("AMD-Vi: DTE[%d]: %016llx\n", i,
573                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
574 }
575
576 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
577 {
578         struct iommu_cmd *cmd = iommu_phys_to_virt(phys_addr);
579         int i;
580
581         for (i = 0; i < 4; ++i)
582                 pr_err("AMD-Vi: CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
583 }
584
585 static void amd_iommu_report_page_fault(u16 devid, u16 domain_id,
586                                         u64 address, int flags)
587 {
588         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
589         struct pci_dev *pdev;
590
591         pdev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS_NUM(devid), devid & 0xff);
592         if (pdev)
593                 dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
594
595         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
596                 dev_err(&pdev->dev, "AMD-Vi: Event logged [IO_PAGE_FAULT domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
597                         domain_id, address, flags);
598         } else if (printk_ratelimit()) {
599                 pr_err("AMD-Vi: Event logged [IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
600                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
601                         domain_id, address, flags);
602         }
603
604         if (pdev)
605                 pci_dev_put(pdev);
606 }
607
608 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
609 {
610         int type, devid, domid, flags;
611         volatile u32 *event = __evt;
612         int count = 0;
613         u64 address;
614
615 retry:
616         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
617         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
618         domid   = (event[1] >> EVENT_DOMID_SHIFT) & EVENT_DOMID_MASK;
619         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
620         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
621
622         if (type == 0) {
623                 /* Did we hit the erratum? */
624                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
625                         pr_err("AMD-Vi: No event written to event log\n");
626                         return;
627                 }
628                 udelay(1);
629                 goto retry;
630         }
631
632         if (type == EVENT_TYPE_IO_FAULT) {
633                 amd_iommu_report_page_fault(devid, domid, address, flags);
634                 return;
635         } else {
636                 printk(KERN_ERR "AMD-Vi: Event logged [");
637         }
638
639         switch (type) {
640         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
641                 printk("ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x "
642                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
643                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
644                        address, flags);
645                 dump_dte_entry(devid);
646                 break;
647         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
648                 printk("DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
649                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
650                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
651                        address, flags);
652                 break;
653         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
654                 printk("PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
655                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
656                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
657                        domid, address, flags);
658                 break;
659         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
660                 printk("ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
661                 dump_command(address);
662                 break;
663         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
664                 printk("COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx "
665                        "flags=0x%04x]\n", address, flags);
666                 break;
667         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
668                 printk("IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x "
669                        "address=0x%016llx]\n",
670                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
671                        address);
672                 break;
673         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
674                 printk("INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x "
675                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
676                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
677                        address, flags);
678                 break;
679         default:
680                 printk(KERN_ERR "UNKNOWN type=0x%02x]\n", type);
681         }
682
683         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
684 }
685
686 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
687 {
688         u32 head, tail;
689
690         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
691         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
692
693         while (head != tail) {
694                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
695                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
696         }
697
698         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
699 }
700
701 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
702 {
703         struct amd_iommu_fault fault;
704
705         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
706                 pr_err_ratelimited("AMD-Vi: Unknown PPR request received\n");
707                 return;
708         }
709
710         fault.address   = raw[1];
711         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
712         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
713         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
714         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
715
716         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
717 }
718
719 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
720 {
721         u32 head, tail;
722
723         if (iommu->ppr_log == NULL)
724                 return;
725
726         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
727         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
728
729         while (head != tail) {
730                 volatile u64 *raw;
731                 u64 entry[2];
732                 int i;
733
734                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
735
736                 /*
737                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
738                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
739                  * entry to arrive.
740                  */
741                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
742                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
743                                 break;
744                         udelay(1);
745                 }
746
747                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
748                 entry[0] = raw[0];
749                 entry[1] = raw[1];
750
751                 /*
752                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
753                  * back to zero.
754                  */
755                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
756
757                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
758                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
759                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
760
761                 /* Handle PPR entry */
762                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
763
764                 /* Refresh ring-buffer information */
765                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
766                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
767         }
768 }
769
770 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
771 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
772
773 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
774 {
775         iommu_ga_log_notifier = notifier;
776
777         return 0;
778 }
779 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
780
781 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
782 {
783         u32 head, tail, cnt = 0;
784
785         if (iommu->ga_log == NULL)
786                 return;
787
788         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
789         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
790
791         while (head != tail) {
792                 volatile u64 *raw;
793                 u64 log_entry;
794
795                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
796                 cnt++;
797
798                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
799                 log_entry = *raw;
800
801                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
802                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
803                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
804
805                 /* Handle GA entry */
806                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
807                 case GA_GUEST_NR:
808                         if (!iommu_ga_log_notifier)
809                                 break;
810
811                         pr_debug("AMD-Vi: %s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
812                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
813                                  GA_TAG(log_entry));
814
815                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
816                                 pr_err("AMD-Vi: GA log notifier failed.\n");
817                         break;
818                 default:
819                         break;
820                 }
821         }
822 }
823 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
824
825 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
826         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
827          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
828          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
829
830 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
831 {
832         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
833         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
834
835         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
836                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
837                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
838                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
839
840                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
841                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU Event Log\n");
842                         iommu_poll_events(iommu);
843                 }
844
845                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
846                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU PPR Log\n");
847                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
848                 }
849
850 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
851                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
852                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU GA Log\n");
853                         iommu_poll_ga_log(iommu);
854                 }
855 #endif
856
857                 /*
858                  * Hardware bug: ERBT1312
859                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
860                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
861                  * the interrupt bit in the event status register.
862                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
863                  * subsequent interrupts.
864                  *
865                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
866                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
867                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
868                  * again and re-clear the bits
869                  */
870                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
871         }
872         return IRQ_HANDLED;
873 }
874
875 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
876 {
877         return IRQ_WAKE_THREAD;
878 }
879
880 /****************************************************************************
881  *
882  * IOMMU command queuing functions
883  *
884  ****************************************************************************/
885
886 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
887 {
888         int i = 0;
889
890         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
891                 udelay(1);
892                 i += 1;
893         }
894
895         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
896                 pr_alert("AMD-Vi: Completion-Wait loop timed out\n");
897                 return -EIO;
898         }
899
900         return 0;
901 }
902
903 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
904                                struct iommu_cmd *cmd)
905 {
906         u8 *target;
907
908         target = iommu->cmd_buf + iommu->cmd_buf_tail;
909
910         iommu->cmd_buf_tail += sizeof(*cmd);
911         iommu->cmd_buf_tail %= CMD_BUFFER_SIZE;
912
913         /* Copy command to buffer */
914         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
915
916         /* Tell the IOMMU about it */
917         writel(iommu->cmd_buf_tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
918 }
919
920 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
921 {
922         u64 paddr = iommu_virt_to_phys((void *)address);
923
924         WARN_ON(address & 0x7ULL);
925
926         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
927         cmd->data[0] = lower_32_bits(paddr) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
928         cmd->data[1] = upper_32_bits(paddr);
929         cmd->data[2] = 1;
930         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
931 }
932
933 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
934 {
935         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
936         cmd->data[0] = devid;
937         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
938 }
939
940 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
941                                   size_t size, u16 domid, int pde)
942 {
943         u64 pages;
944         bool s;
945
946         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
947         s     = false;
948
949         if (pages > 1) {
950                 /*
951                  * If we have to flush more than one page, flush all
952                  * TLB entries for this domain
953                  */
954                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
955                 s = true;
956         }
957
958         address &= PAGE_MASK;
959
960         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
961         cmd->data[1] |= domid;
962         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
963         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
964         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
965         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
966                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
967         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
968                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
969 }
970
971 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
972                                   u64 address, size_t size)
973 {
974         u64 pages;
975         bool s;
976
977         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
978         s     = false;
979
980         if (pages > 1) {
981                 /*
982                  * If we have to flush more than one page, flush all
983                  * TLB entries for this domain
984                  */
985                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
986                 s = true;
987         }
988
989         address &= PAGE_MASK;
990
991         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
992         cmd->data[0]  = devid;
993         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
994         cmd->data[1]  = devid;
995         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
996         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
997         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
998         if (s)
999                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
1000 }
1001
1002 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
1003                                   u64 address, bool size)
1004 {
1005         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1006
1007         address &= ~(0xfffULL);
1008
1009         cmd->data[0]  = pasid;
1010         cmd->data[1]  = domid;
1011         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
1012         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
1013         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
1014         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
1015         if (size)
1016                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
1017         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
1018 }
1019
1020 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
1021                                   int qdep, u64 address, bool size)
1022 {
1023         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1024
1025         address &= ~(0xfffULL);
1026
1027         cmd->data[0]  = devid;
1028         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
1029         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
1030         cmd->data[1]  = devid;
1031         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
1032         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
1033         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
1034         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
1035         if (size)
1036                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
1037         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
1038 }
1039
1040 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
1041                                int status, int tag, bool gn)
1042 {
1043         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1044
1045         cmd->data[0]  = devid;
1046         if (gn) {
1047                 cmd->data[1]  = pasid;
1048                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
1049         }
1050         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
1051         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
1052
1053         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
1054 }
1055
1056 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
1057 {
1058         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1059         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1060 }
1061
1062 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1063 {
1064         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1065         cmd->data[0] = devid;
1066         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1071  * hardware about the new command.
1072  */
1073 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1074                                       struct iommu_cmd *cmd,
1075                                       bool sync)
1076 {
1077         unsigned int count = 0;
1078         u32 left, next_tail;
1079
1080         next_tail = (iommu->cmd_buf_tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1081 again:
1082         left      = (iommu->cmd_buf_head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1083
1084         if (left <= 0x20) {
1085                 /* Skip udelay() the first time around */
1086                 if (count++) {
1087                         if (count == LOOP_TIMEOUT) {
1088                                 pr_err("AMD-Vi: Command buffer timeout\n");
1089                                 return -EIO;
1090                         }
1091
1092                         udelay(1);
1093                 }
1094
1095                 /* Update head and recheck remaining space */
1096                 iommu->cmd_buf_head = readl(iommu->mmio_base +
1097                                             MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1098
1099                 goto again;
1100         }
1101
1102         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd);
1103
1104         /* Do we need to make sure all commands are processed? */
1105         iommu->need_sync = sync;
1106
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1111                                     struct iommu_cmd *cmd,
1112                                     bool sync)
1113 {
1114         unsigned long flags;
1115         int ret;
1116
1117         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1118         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1119         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1120
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1125 {
1126         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * This function queues a completion wait command into the command
1131  * buffer of an IOMMU
1132  */
1133 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1134 {
1135         struct iommu_cmd cmd;
1136         unsigned long flags;
1137         int ret;
1138
1139         if (!iommu->need_sync)
1140                 return 0;
1141
1142
1143         build_completion_wait(&cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1144
1145         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1146
1147         iommu->cmd_sem = 0;
1148
1149         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1150         if (ret)
1151                 goto out_unlock;
1152
1153         ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem);
1154
1155 out_unlock:
1156         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1157
1158         return ret;
1159 }
1160
1161 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1162 {
1163         struct iommu_cmd cmd;
1164
1165         build_inv_dte(&cmd, devid);
1166
1167         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1168 }
1169
1170 static void iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1171 {
1172         u32 devid;
1173
1174         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1175                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1176
1177         iommu_completion_wait(iommu);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1182  * this is no issue because it is only called during resume.
1183  */
1184 static void iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1185 {
1186         u32 dom_id;
1187
1188         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1189                 struct iommu_cmd cmd;
1190                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1191                                       dom_id, 1);
1192                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1193         }
1194
1195         iommu_completion_wait(iommu);
1196 }
1197
1198 static void iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1199 {
1200         struct iommu_cmd cmd;
1201
1202         build_inv_all(&cmd);
1203
1204         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1205         iommu_completion_wait(iommu);
1206 }
1207
1208 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1209 {
1210         struct iommu_cmd cmd;
1211
1212         build_inv_irt(&cmd, devid);
1213
1214         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1215 }
1216
1217 static void iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1218 {
1219         u32 devid;
1220
1221         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1222                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1223
1224         iommu_completion_wait(iommu);
1225 }
1226
1227 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1228 {
1229         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1230                 iommu_flush_all(iommu);
1231         } else {
1232                 iommu_flush_dte_all(iommu);
1233                 iommu_flush_irt_all(iommu);
1234                 iommu_flush_tlb_all(iommu);
1235         }
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Command send function for flushing on-device TLB
1240  */
1241 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1242                               u64 address, size_t size)
1243 {
1244         struct amd_iommu *iommu;
1245         struct iommu_cmd cmd;
1246         int qdep;
1247
1248         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1249         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1250
1251         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1252
1253         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Command send function for invalidating a device table entry
1258  */
1259 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1260 {
1261         struct amd_iommu *iommu;
1262         u16 alias;
1263         int ret;
1264
1265         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1266         alias = dev_data->alias;
1267
1268         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1269         if (!ret && alias != dev_data->devid)
1270                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1271         if (ret)
1272                 return ret;
1273
1274         if (dev_data->ats.enabled)
1275                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1276
1277         return ret;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1282  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1283  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1284  */
1285 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1286                                  u64 address, size_t size, int pde)
1287 {
1288         struct iommu_dev_data *dev_data;
1289         struct iommu_cmd cmd;
1290         int ret = 0, i;
1291
1292         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1293
1294         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1295                 if (!domain->dev_iommu[i])
1296                         continue;
1297
1298                 /*
1299                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1300                  * We need a TLB flush
1301                  */
1302                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1303         }
1304
1305         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1306
1307                 if (!dev_data->ats.enabled)
1308                         continue;
1309
1310                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1311         }
1312
1313         WARN_ON(ret);
1314 }
1315
1316 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1317                                u64 address, size_t size)
1318 {
1319         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1320 }
1321
1322 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1323 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1324 {
1325         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1326 }
1327
1328 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1329 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1330 {
1331         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1332 }
1333
1334 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1335 {
1336         int i;
1337
1338         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1339                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1340                         continue;
1341
1342                 /*
1343                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1344                  * We need to wait for completion of all commands.
1345                  */
1346                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1347         }
1348 }
1349
1350
1351 /*
1352  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1353  */
1354 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1355 {
1356         struct iommu_dev_data *dev_data;
1357
1358         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1359                 device_flush_dte(dev_data);
1360 }
1361
1362 /****************************************************************************
1363  *
1364  * The functions below are used the create the page table mappings for
1365  * unity mapped regions.
1366  *
1367  ****************************************************************************/
1368
1369 /*
1370  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1371  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1372  * to 64 bits.
1373  */
1374 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1375                                    gfp_t gfp)
1376 {
1377         u64 *pte;
1378
1379         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1380                 /* address space already 64 bit large */
1381                 return false;
1382
1383         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1384         if (!pte)
1385                 return false;
1386
1387         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1388                                         iommu_virt_to_phys(domain->pt_root));
1389         domain->pt_root  = pte;
1390         domain->mode    += 1;
1391         domain->updated  = true;
1392
1393         return true;
1394 }
1395
1396 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1397                       unsigned long address,
1398                       unsigned long page_size,
1399                       u64 **pte_page,
1400                       gfp_t gfp)
1401 {
1402         int level, end_lvl;
1403         u64 *pte, *page;
1404
1405         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1406
1407         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1408                 increase_address_space(domain, gfp);
1409
1410         level   = domain->mode - 1;
1411         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1412         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1413         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1414
1415         while (level > end_lvl) {
1416                 u64 __pte, __npte;
1417
1418                 __pte = *pte;
1419
1420                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(__pte)) {
1421                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1422                         if (!page)
1423                                 return NULL;
1424
1425                         __npte = PM_LEVEL_PDE(level, iommu_virt_to_phys(page));
1426
1427                         /* pte could have been changed somewhere. */
1428                         if (cmpxchg64(pte, __pte, __npte) != __pte) {
1429                                 free_page((unsigned long)page);
1430                                 continue;
1431                         }
1432                 }
1433
1434                 /* No level skipping support yet */
1435                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1436                         return NULL;
1437
1438                 level -= 1;
1439
1440                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1441
1442                 if (pte_page && level == end_lvl)
1443                         *pte_page = pte;
1444
1445                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1446         }
1447
1448         return pte;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1453  * there is one, it returns the pointer to it.
1454  */
1455 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain,
1456                       unsigned long address,
1457                       unsigned long *page_size)
1458 {
1459         int level;
1460         u64 *pte;
1461
1462         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1463                 return NULL;
1464
1465         level      =  domain->mode - 1;
1466         pte        = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1467         *page_size =  PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1468
1469         while (level > 0) {
1470
1471                 /* Not Present */
1472                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1473                         return NULL;
1474
1475                 /* Large PTE */
1476                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 7 ||
1477                     PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
1478                         break;
1479
1480                 /* No level skipping support yet */
1481                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1482                         return NULL;
1483
1484                 level -= 1;
1485
1486                 /* Walk to the next level */
1487                 pte        = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1488                 pte        = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1489                 *page_size = PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1490         }
1491
1492         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1493                 unsigned long pte_mask;
1494
1495                 /*
1496                  * If we have a series of large PTEs, make
1497                  * sure to return a pointer to the first one.
1498                  */
1499                 *page_size = pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1500                 pte_mask   = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1501                 pte        = (u64 *)(((unsigned long)pte) & pte_mask);
1502         }
1503
1504         return pte;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1509  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1510  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1511  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1512  * and full 64 bit address spaces.
1513  */
1514 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1515                           unsigned long bus_addr,
1516                           unsigned long phys_addr,
1517                           unsigned long page_size,
1518                           int prot,
1519                           gfp_t gfp)
1520 {
1521         u64 __pte, *pte;
1522         int i, count;
1523
1524         BUG_ON(!IS_ALIGNED(bus_addr, page_size));
1525         BUG_ON(!IS_ALIGNED(phys_addr, page_size));
1526
1527         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1528                 return -EINVAL;
1529
1530         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1531         pte   = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, gfp);
1532
1533         if (!pte)
1534                 return -ENOMEM;
1535
1536         for (i = 0; i < count; ++i)
1537                 if (IOMMU_PTE_PRESENT(pte[i]))
1538                         return -EBUSY;
1539
1540         if (count > 1) {
1541                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(__sme_set(phys_addr), page_size);
1542                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1543         } else
1544                 __pte = __sme_set(phys_addr) | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1545
1546         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1547                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1548         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1549                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1550
1551         for (i = 0; i < count; ++i)
1552                 pte[i] = __pte;
1553
1554         update_domain(dom);
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1560                                       unsigned long bus_addr,
1561                                       unsigned long page_size)
1562 {
1563         unsigned long long unmapped;
1564         unsigned long unmap_size;
1565         u64 *pte;
1566
1567         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1568
1569         unmapped = 0;
1570
1571         while (unmapped < page_size) {
1572
1573                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr, &unmap_size);
1574
1575                 if (pte) {
1576                         int i, count;
1577
1578                         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1579                         for (i = 0; i < count; i++)
1580                                 pte[i] = 0ULL;
1581                 }
1582
1583                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1584                 unmapped += unmap_size;
1585         }
1586
1587         BUG_ON(unmapped && !is_power_of_2(unmapped));
1588
1589         return unmapped;
1590 }
1591
1592 /****************************************************************************
1593  *
1594  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1595  * interface functions.
1596  *
1597  ****************************************************************************/
1598
1599
1600 static unsigned long dma_ops_alloc_iova(struct device *dev,
1601                                         struct dma_ops_domain *dma_dom,
1602                                         unsigned int pages, u64 dma_mask)
1603 {
1604         unsigned long pfn = 0;
1605
1606         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1607
1608         if (dma_mask > DMA_BIT_MASK(32))
1609                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1610                                       IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32)));
1611
1612         if (!pfn)
1613                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages, IOVA_PFN(dma_mask));
1614
1615         return (pfn << PAGE_SHIFT);
1616 }
1617
1618 static void dma_ops_free_iova(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1619                               unsigned long address,
1620                               unsigned int pages)
1621 {
1622         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1623         address >>= PAGE_SHIFT;
1624
1625         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, pages);
1626 }
1627
1628 /****************************************************************************
1629  *
1630  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1631  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1632  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1633  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1634  * contain.
1635  *
1636  ****************************************************************************/
1637
1638 /*
1639  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1640  */
1641 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1642 {
1643         unsigned long flags;
1644
1645         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1646         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1647         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * This function removes a protection domain to the global
1652  * protection domain list
1653  */
1654 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1655 {
1656         unsigned long flags;
1657
1658         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1659         list_del(&domain->list);
1660         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1661 }
1662
1663 static u16 domain_id_alloc(void)
1664 {
1665         unsigned long flags;
1666         int id;
1667
1668         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1669         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1670         BUG_ON(id == 0);
1671         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1672                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1673         else
1674                 id = 0;
1675         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1676
1677         return id;
1678 }
1679
1680 static void domain_id_free(int id)
1681 {
1682         unsigned long flags;
1683
1684         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1685         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1686                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1687         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1688 }
1689
1690 #define DEFINE_FREE_PT_FN(LVL, FN)                              \
1691 static void free_pt_##LVL (unsigned long __pt)                  \
1692 {                                                               \
1693         unsigned long p;                                        \
1694         u64 *pt;                                                \
1695         int i;                                                  \
1696                                                                 \
1697         pt = (u64 *)__pt;                                       \
1698                                                                 \
1699         for (i = 0; i < 512; ++i) {                             \
1700                 /* PTE present? */                              \
1701                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pt[i]))                  \
1702                         continue;                               \
1703                                                                 \
1704                 /* Large PTE? */                                \
1705                 if (PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 0 ||                 \
1706                     PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 7)                   \
1707                         continue;                               \
1708                                                                 \
1709                 p = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pt[i]);       \
1710                 FN(p);                                          \
1711         }                                                       \
1712         free_page((unsigned long)pt);                           \
1713 }
1714
1715 DEFINE_FREE_PT_FN(l2, free_page)
1716 DEFINE_FREE_PT_FN(l3, free_pt_l2)
1717 DEFINE_FREE_PT_FN(l4, free_pt_l3)
1718 DEFINE_FREE_PT_FN(l5, free_pt_l4)
1719 DEFINE_FREE_PT_FN(l6, free_pt_l5)
1720
1721 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1722 {
1723         unsigned long root = (unsigned long)domain->pt_root;
1724
1725         switch (domain->mode) {
1726         case PAGE_MODE_NONE:
1727                 break;
1728         case PAGE_MODE_1_LEVEL:
1729                 free_page(root);
1730                 break;
1731         case PAGE_MODE_2_LEVEL:
1732                 free_pt_l2(root);
1733                 break;
1734         case PAGE_MODE_3_LEVEL:
1735                 free_pt_l3(root);
1736                 break;
1737         case PAGE_MODE_4_LEVEL:
1738                 free_pt_l4(root);
1739                 break;
1740         case PAGE_MODE_5_LEVEL:
1741                 free_pt_l5(root);
1742                 break;
1743         case PAGE_MODE_6_LEVEL:
1744                 free_pt_l6(root);
1745                 break;
1746         default:
1747                 BUG();
1748         }
1749 }
1750
1751 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1752 {
1753         u64 *ptr;
1754         int i;
1755
1756         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1757                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1758                         continue;
1759
1760                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1761
1762                 free_page((unsigned long)ptr);
1763         }
1764 }
1765
1766 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1767 {
1768         u64 *ptr;
1769         int i;
1770
1771         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1772                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1773                         continue;
1774
1775                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1776
1777                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1778         }
1779 }
1780
1781 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1782 {
1783         if (domain->glx == 2)
1784                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1785         else if (domain->glx == 1)
1786                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1787         else
1788                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1789
1790         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1791 }
1792
1793 static void dma_ops_domain_free_flush_queue(struct dma_ops_domain *dom)
1794 {
1795         int cpu;
1796
1797         for_each_possible_cpu(cpu) {
1798                 struct flush_queue *queue;
1799
1800                 queue = per_cpu_ptr(dom->flush_queue, cpu);
1801                 kfree(queue->entries);
1802         }
1803
1804         free_percpu(dom->flush_queue);
1805
1806         dom->flush_queue = NULL;
1807 }
1808
1809 static int dma_ops_domain_alloc_flush_queue(struct dma_ops_domain *dom)
1810 {
1811         int cpu;
1812
1813         atomic64_set(&dom->flush_start_cnt,  0);
1814         atomic64_set(&dom->flush_finish_cnt, 0);
1815
1816         dom->flush_queue = alloc_percpu(struct flush_queue);
1817         if (!dom->flush_queue)
1818                 return -ENOMEM;
1819
1820         /* First make sure everything is cleared */
1821         for_each_possible_cpu(cpu) {
1822                 struct flush_queue *queue;
1823
1824                 queue = per_cpu_ptr(dom->flush_queue, cpu);
1825                 queue->head    = 0;
1826                 queue->tail    = 0;
1827                 queue->entries = NULL;
1828         }
1829
1830         /* Now start doing the allocation */
1831         for_each_possible_cpu(cpu) {
1832                 struct flush_queue *queue;
1833
1834                 queue = per_cpu_ptr(dom->flush_queue, cpu);
1835                 queue->entries = kzalloc(FLUSH_QUEUE_SIZE * sizeof(*queue->entries),
1836                                          GFP_KERNEL);
1837                 if (!queue->entries) {
1838                         dma_ops_domain_free_flush_queue(dom);
1839                         return -ENOMEM;
1840                 }
1841
1842                 spin_lock_init(&queue->lock);
1843         }
1844
1845         return 0;
1846 }
1847
1848 static void dma_ops_domain_flush_tlb(struct dma_ops_domain *dom)
1849 {
1850         atomic64_inc(&dom->flush_start_cnt);
1851         domain_flush_tlb(&dom->domain);
1852         domain_flush_complete(&dom->domain);
1853         atomic64_inc(&dom->flush_finish_cnt);
1854 }
1855
1856 static inline bool queue_ring_full(struct flush_queue *queue)
1857 {
1858         assert_spin_locked(&queue->lock);
1859
1860         return (((queue->tail + 1) % FLUSH_QUEUE_SIZE) == queue->head);
1861 }
1862
1863 #define queue_ring_for_each(i, q) \
1864         for (i = (q)->head; i != (q)->tail; i = (i + 1) % FLUSH_QUEUE_SIZE)
1865
1866 static inline unsigned queue_ring_add(struct flush_queue *queue)
1867 {
1868         unsigned idx = queue->tail;
1869
1870         assert_spin_locked(&queue->lock);
1871         queue->tail = (idx + 1) % FLUSH_QUEUE_SIZE;
1872
1873         return idx;
1874 }
1875
1876 static inline void queue_ring_remove_head(struct flush_queue *queue)
1877 {
1878         assert_spin_locked(&queue->lock);
1879         queue->head = (queue->head + 1) % FLUSH_QUEUE_SIZE;
1880 }
1881
1882 static void queue_ring_free_flushed(struct dma_ops_domain *dom,
1883                                     struct flush_queue *queue)
1884 {
1885         u64 counter = atomic64_read(&dom->flush_finish_cnt);
1886         int idx;
1887
1888         queue_ring_for_each(idx, queue) {
1889                 /*
1890                  * This assumes that counter values in the ring-buffer are
1891                  * monotonously rising.
1892                  */
1893                 if (queue->entries[idx].counter >= counter)
1894                         break;
1895
1896                 free_iova_fast(&dom->iovad,
1897                                queue->entries[idx].iova_pfn,
1898                                queue->entries[idx].pages);
1899
1900                 queue_ring_remove_head(queue);
1901         }
1902 }
1903
1904 static void queue_add(struct dma_ops_domain *dom,
1905                       unsigned long address, unsigned long pages)
1906 {
1907         struct flush_queue *queue;
1908         unsigned long flags;
1909         int idx;
1910
1911         pages     = __roundup_pow_of_two(pages);
1912         address >>= PAGE_SHIFT;
1913
1914         queue = get_cpu_ptr(dom->flush_queue);
1915         spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
1916
1917         /*
1918          * First remove the enries from the ring-buffer that are already
1919          * flushed to make the below queue_ring_full() check less likely
1920          */
1921         queue_ring_free_flushed(dom, queue);
1922
1923         /*
1924          * When ring-queue is full, flush the entries from the IOTLB so
1925          * that we can free all entries with queue_ring_free_flushed()
1926          * below.
1927          */
1928         if (queue_ring_full(queue)) {
1929                 dma_ops_domain_flush_tlb(dom);
1930                 queue_ring_free_flushed(dom, queue);
1931         }
1932
1933         idx = queue_ring_add(queue);
1934
1935         queue->entries[idx].iova_pfn = address;
1936         queue->entries[idx].pages    = pages;
1937         queue->entries[idx].counter  = atomic64_read(&dom->flush_start_cnt);
1938
1939         spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
1940
1941         if (atomic_cmpxchg(&dom->flush_timer_on, 0, 1) == 0)
1942                 mod_timer(&dom->flush_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(10));
1943
1944         put_cpu_ptr(dom->flush_queue);
1945 }
1946
1947 static void queue_flush_timeout(unsigned long data)
1948 {
1949         struct dma_ops_domain *dom = (struct dma_ops_domain *)data;
1950         int cpu;
1951
1952         atomic_set(&dom->flush_timer_on, 0);
1953
1954         dma_ops_domain_flush_tlb(dom);
1955
1956         for_each_possible_cpu(cpu) {
1957                 struct flush_queue *queue;
1958                 unsigned long flags;
1959
1960                 queue = per_cpu_ptr(dom->flush_queue, cpu);
1961                 spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
1962                 queue_ring_free_flushed(dom, queue);
1963                 spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
1964         }
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1969  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1970  */
1971 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1972 {
1973         if (!dom)
1974                 return;
1975
1976         del_domain_from_list(&dom->domain);
1977
1978         if (timer_pending(&dom->flush_timer))
1979                 del_timer(&dom->flush_timer);
1980
1981         dma_ops_domain_free_flush_queue(dom);
1982
1983         put_iova_domain(&dom->iovad);
1984
1985         free_pagetable(&dom->domain);
1986
1987         if (dom->domain.id)
1988                 domain_id_free(dom->domain.id);
1989
1990         kfree(dom);
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1995  * It also initializes the page table and the address allocator data
1996  * structures required for the dma_ops interface
1997  */
1998 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1999 {
2000         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2001
2002         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
2003         if (!dma_dom)
2004                 return NULL;
2005
2006         if (protection_domain_init(&dma_dom->domain))
2007                 goto free_dma_dom;
2008
2009         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
2010         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2011         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
2012         if (!dma_dom->domain.pt_root)
2013                 goto free_dma_dom;
2014
2015         init_iova_domain(&dma_dom->iovad, PAGE_SIZE,
2016                          IOVA_START_PFN, DMA_32BIT_PFN);
2017
2018         /* Initialize reserved ranges */
2019         copy_reserved_iova(&reserved_iova_ranges, &dma_dom->iovad);
2020
2021         if (dma_ops_domain_alloc_flush_queue(dma_dom))
2022                 goto free_dma_dom;
2023
2024         setup_timer(&dma_dom->flush_timer, queue_flush_timeout,
2025                     (unsigned long)dma_dom);
2026
2027         atomic_set(&dma_dom->flush_timer_on, 0);
2028
2029         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
2030
2031         return dma_dom;
2032
2033 free_dma_dom:
2034         dma_ops_domain_free(dma_dom);
2035
2036         return NULL;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * little helper function to check whether a given protection domain is a
2041  * dma_ops domain
2042  */
2043 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
2044 {
2045         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
2046 }
2047
2048 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain, bool ats)
2049 {
2050         u64 pte_root = 0;
2051         u64 flags = 0;
2052
2053         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
2054                 pte_root = iommu_virt_to_phys(domain->pt_root);
2055
2056         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
2057                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
2058         pte_root |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
2059
2060         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
2061
2062         if (ats)
2063                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
2064
2065         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2066                 u64 gcr3 = iommu_virt_to_phys(domain->gcr3_tbl);
2067                 u64 glx  = domain->glx;
2068                 u64 tmp;
2069
2070                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
2071                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
2072
2073                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
2074                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
2075                 flags    &= ~tmp;
2076
2077                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
2078                 flags    &= ~tmp;
2079
2080                 /* Encode GCR3 table into DTE */
2081                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
2082                 pte_root |= tmp;
2083
2084                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
2085                 flags    |= tmp;
2086
2087                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
2088                 flags    |= tmp;
2089         }
2090
2091
2092         flags &= ~(DTE_FLAG_SA | 0xffffULL);
2093         flags |= domain->id;
2094
2095         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
2096         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
2097 }
2098
2099 static void clear_dte_entry(u16 devid)
2100 {
2101         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
2102         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
2103         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
2104
2105         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
2106 }
2107
2108 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
2109                       struct protection_domain *domain)
2110 {
2111         struct amd_iommu *iommu;
2112         u16 alias;
2113         bool ats;
2114
2115         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2116         alias = dev_data->alias;
2117         ats   = dev_data->ats.enabled;
2118
2119         /* Update data structures */
2120         dev_data->domain = domain;
2121         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
2122
2123         /* Do reference counting */
2124         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
2125         domain->dev_cnt                 += 1;
2126
2127         /* Update device table */
2128         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats);
2129         if (alias != dev_data->devid)
2130                 set_dte_entry(alias, domain, ats);
2131
2132         device_flush_dte(dev_data);
2133 }
2134
2135 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
2136 {
2137         struct amd_iommu *iommu;
2138         u16 alias;
2139
2140         /*
2141          * First check if the device is still attached. It might already
2142          * be detached from its domain because the generic
2143          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
2144          * our alias handling.
2145          */
2146         if (!dev_data->domain)
2147                 return;
2148
2149         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2150         alias = dev_data->alias;
2151
2152         /* decrease reference counters */
2153         dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
2154         dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
2155
2156         /* Update data structures */
2157         dev_data->domain = NULL;
2158         list_del(&dev_data->list);
2159         clear_dte_entry(dev_data->devid);
2160         if (alias != dev_data->devid)
2161                 clear_dte_entry(alias);
2162
2163         /* Flush the DTE entry */
2164         device_flush_dte(dev_data);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
2169  * assigns it visible for the hardware
2170  */
2171 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
2172                            struct protection_domain *domain)
2173 {
2174         int ret;
2175
2176         /*
2177          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
2178          * when its not.
2179          */
2180         WARN_ON(!irqs_disabled());
2181
2182         /* lock domain */
2183         spin_lock(&domain->lock);
2184
2185         ret = -EBUSY;
2186         if (dev_data->domain != NULL)
2187                 goto out_unlock;
2188
2189         /* Attach alias group root */
2190         do_attach(dev_data, domain);
2191
2192         ret = 0;
2193
2194 out_unlock:
2195
2196         /* ready */
2197         spin_unlock(&domain->lock);
2198
2199         return ret;
2200 }
2201
2202
2203 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
2204 {
2205         pci_disable_ats(pdev);
2206         pci_disable_pri(pdev);
2207         pci_disable_pasid(pdev);
2208 }
2209
2210 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
2211 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
2212 {
2213         u16 control;
2214         int pos;
2215
2216         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2217         if (!pos)
2218                 return -EINVAL;
2219
2220         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
2221         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
2222         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
2223
2224         return 0;
2225 }
2226
2227 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
2228 {
2229         bool reset_enable;
2230         int reqs, ret;
2231
2232         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
2233         reqs = 32;
2234         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
2235                 reqs = 1;
2236         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
2237
2238         /* Only allow access to user-accessible pages */
2239         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
2240         if (ret)
2241                 goto out_err;
2242
2243         /* First reset the PRI state of the device */
2244         ret = pci_reset_pri(pdev);
2245         if (ret)
2246                 goto out_err;
2247
2248         /* Enable PRI */
2249         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2250         if (ret)
2251                 goto out_err;
2252
2253         if (reset_enable) {
2254                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2255                 if (ret)
2256                         goto out_err;
2257         }
2258
2259         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2260         if (ret)
2261                 goto out_err;
2262
2263         return 0;
2264
2265 out_err:
2266         pci_disable_pri(pdev);
2267         pci_disable_pasid(pdev);
2268
2269         return ret;
2270 }
2271
2272 /* FIXME: Move this to PCI code */
2273 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2274
2275 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2276 {
2277         u16 status;
2278         int pos;
2279
2280         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2281         if (!pos)
2282                 return false;
2283
2284         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2285
2286         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * If a device is not yet associated with a domain, this function
2291  * assigns it visible for the hardware
2292  */
2293 static int attach_device(struct device *dev,
2294                          struct protection_domain *domain)
2295 {
2296         struct pci_dev *pdev;
2297         struct iommu_dev_data *dev_data;
2298         unsigned long flags;
2299         int ret;
2300
2301         dev_data = get_dev_data(dev);
2302
2303         if (!dev_is_pci(dev))
2304                 goto skip_ats_check;
2305
2306         pdev = to_pci_dev(dev);
2307         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2308                 if (!dev_data->passthrough)
2309                         return -EINVAL;
2310
2311                 if (dev_data->iommu_v2) {
2312                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2313                                 return -EINVAL;
2314
2315                         dev_data->ats.enabled = true;
2316                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2317                         dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2318                 }
2319         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2320                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2321                 dev_data->ats.enabled = true;
2322                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2323         }
2324
2325 skip_ats_check:
2326         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2327         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2328         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2329
2330         /*
2331          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2332          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2333          * here to evict all dirty stuff.
2334          */
2335         domain_flush_tlb_pde(domain);
2336
2337         return ret;
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2342  */
2343 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2344 {
2345         struct protection_domain *domain;
2346
2347         /*
2348          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
2349          * when its not.
2350          */
2351         WARN_ON(!irqs_disabled());
2352
2353         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
2354                 return;
2355
2356         domain = dev_data->domain;
2357
2358         spin_lock(&domain->lock);
2359
2360         do_detach(dev_data);
2361
2362         spin_unlock(&domain->lock);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2367  */
2368 static void detach_device(struct device *dev)
2369 {
2370         struct protection_domain *domain;
2371         struct iommu_dev_data *dev_data;
2372         unsigned long flags;
2373
2374         dev_data = get_dev_data(dev);
2375         domain   = dev_data->domain;
2376
2377         /* lock device table */
2378         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2379         __detach_device(dev_data);
2380         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2381
2382         if (!dev_is_pci(dev))
2383                 return;
2384
2385         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
2386                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2387         else if (dev_data->ats.enabled)
2388                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2389
2390         dev_data->ats.enabled = false;
2391 }
2392
2393 static int amd_iommu_add_device(struct device *dev)
2394 {
2395         struct iommu_dev_data *dev_data;
2396         struct iommu_domain *domain;
2397         struct amd_iommu *iommu;
2398         int ret, devid;
2399
2400         if (!check_device(dev) || get_dev_data(dev))
2401                 return 0;
2402
2403         devid = get_device_id(dev);
2404         if (devid < 0)
2405                 return devid;
2406
2407         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2408
2409         ret = iommu_init_device(dev);
2410         if (ret) {
2411                 if (ret != -ENOTSUPP)
2412                         pr_err("Failed to initialize device %s - trying to proceed anyway\n",
2413                                 dev_name(dev));
2414
2415                 iommu_ignore_device(dev);
2416                 dev->dma_ops = &nommu_dma_ops;
2417                 goto out;
2418         }
2419         init_iommu_group(dev);
2420
2421         dev_data = get_dev_data(dev);
2422
2423         BUG_ON(!dev_data);
2424
2425         if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2)
2426                 iommu_request_dm_for_dev(dev);
2427
2428         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
2429         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2430         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
2431                 dev_data->passthrough = true;
2432         else
2433                 dev->dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2434
2435 out:
2436         iommu_completion_wait(iommu);
2437
2438         return 0;
2439 }
2440
2441 static void amd_iommu_remove_device(struct device *dev)
2442 {
2443         struct amd_iommu *iommu;
2444         int devid;
2445
2446         if (!check_device(dev))
2447                 return;
2448
2449         devid = get_device_id(dev);
2450         if (devid < 0)
2451                 return;
2452
2453         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2454
2455         iommu_uninit_device(dev);
2456         iommu_completion_wait(iommu);
2457 }
2458
2459 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
2460 {
2461         if (dev_is_pci(dev))
2462                 return pci_device_group(dev);
2463
2464         return acpihid_device_group(dev);
2465 }
2466
2467 /*****************************************************************************
2468  *
2469  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2470  *
2471  *****************************************************************************/
2472
2473 /*
2474  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2475  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2476  * requestor id for a given device.
2477  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2478  * in this function.
2479  */
2480 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2481 {
2482         struct protection_domain *domain;
2483
2484         if (!check_device(dev))
2485                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2486
2487         domain = get_dev_data(dev)->domain;
2488         if (!dma_ops_domain(domain))
2489                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2490
2491         return domain;
2492 }
2493
2494 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2495 {
2496         struct iommu_dev_data *dev_data;
2497
2498         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2499                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled);
2500
2501                 if (dev_data->devid == dev_data->alias)
2502                         continue;
2503
2504                 /* There is an alias, update device table entry for it */
2505                 set_dte_entry(dev_data->alias, domain, dev_data->ats.enabled);
2506         }
2507 }
2508
2509 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2510 {
2511         if (!domain->updated)
2512                 return;
2513
2514         update_device_table(domain);
2515
2516         domain_flush_devices(domain);
2517         domain_flush_tlb_pde(domain);
2518
2519         domain->updated = false;
2520 }
2521
2522 static int dir2prot(enum dma_data_direction direction)
2523 {
2524         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2525                 return IOMMU_PROT_IR;
2526         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2527                 return IOMMU_PROT_IW;
2528         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2529                 return IOMMU_PROT_IW | IOMMU_PROT_IR;
2530         else
2531                 return 0;
2532 }
2533 /*
2534  * This function contains common code for mapping of a physically
2535  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2536  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2537  * Must be called with the domain lock held.
2538  */
2539 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2540                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2541                                phys_addr_t paddr,
2542                                size_t size,
2543                                enum dma_data_direction direction,
2544                                u64 dma_mask)
2545 {
2546         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2547         dma_addr_t address, start, ret;
2548         unsigned int pages;
2549         int prot = 0;
2550         int i;
2551
2552         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2553         paddr &= PAGE_MASK;
2554
2555         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, pages, dma_mask);
2556         if (address == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2557                 goto out;
2558
2559         prot = dir2prot(direction);
2560
2561         start = address;
2562         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2563                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, start, paddr,
2564                                      PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2565                 if (ret)
2566                         goto out_unmap;
2567
2568                 paddr += PAGE_SIZE;
2569                 start += PAGE_SIZE;
2570         }
2571         address += offset;
2572
2573         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
2574                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2575                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2576         }
2577
2578 out:
2579         return address;
2580
2581 out_unmap:
2582
2583         for (--i; i >= 0; --i) {
2584                 start -= PAGE_SIZE;
2585                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2586         }
2587
2588         domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2589         domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2590
2591         dma_ops_free_iova(dma_dom, address, pages);
2592
2593         return AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2598  * the domain lock held too
2599  */
2600 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2601                            dma_addr_t dma_addr,
2602                            size_t size,
2603                            int dir)
2604 {
2605         dma_addr_t flush_addr;
2606         dma_addr_t i, start;
2607         unsigned int pages;
2608
2609         flush_addr = dma_addr;
2610         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2611         dma_addr &= PAGE_MASK;
2612         start = dma_addr;
2613
2614         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2615                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2616                 start += PAGE_SIZE;
2617         }
2618
2619         if (amd_iommu_unmap_flush) {
2620                 dma_ops_free_iova(dma_dom, dma_addr, pages);
2621                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2622                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2623         } else {
2624                 queue_add(dma_dom, dma_addr, pages);
2625         }
2626 }
2627
2628 /*
2629  * The exported map_single function for dma_ops.
2630  */
2631 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2632                            unsigned long offset, size_t size,
2633                            enum dma_data_direction dir,
2634                            unsigned long attrs)
2635 {
2636         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2637         struct protection_domain *domain;
2638         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2639         u64 dma_mask;
2640
2641         domain = get_domain(dev);
2642         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2643                 return (dma_addr_t)paddr;
2644         else if (IS_ERR(domain))
2645                 return AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2646
2647         dma_mask = *dev->dma_mask;
2648         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2649
2650         return __map_single(dev, dma_dom, paddr, size, dir, dma_mask);
2651 }
2652
2653 /*
2654  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2655  */
2656 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2657                        enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
2658 {
2659         struct protection_domain *domain;
2660         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2661
2662         domain = get_domain(dev);
2663         if (IS_ERR(domain))
2664                 return;
2665
2666         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2667
2668         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, dir);
2669 }
2670
2671 static int sg_num_pages(struct device *dev,
2672                         struct scatterlist *sglist,
2673                         int nelems)
2674 {
2675         unsigned long mask, boundary_size;
2676         struct scatterlist *s;
2677         int i, npages = 0;
2678
2679         mask          = dma_get_seg_boundary(dev);
2680         boundary_size = mask + 1 ? ALIGN(mask + 1, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT :
2681                                    1UL << (BITS_PER_LONG - PAGE_SHIFT);
2682
2683         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2684                 int p, n;
2685
2686                 s->dma_address = npages << PAGE_SHIFT;
2687                 p = npages % boundary_size;
2688                 n = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2689                 if (p + n > boundary_size)
2690                         npages += boundary_size - p;
2691                 npages += n;
2692         }
2693
2694         return npages;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2699  * lists).
2700  */
2701 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2702                   int nelems, enum dma_data_direction direction,
2703                   unsigned long attrs)
2704 {
2705         int mapped_pages = 0, npages = 0, prot = 0, i;
2706         struct protection_domain *domain;
2707         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2708         struct scatterlist *s;
2709         unsigned long address;
2710         u64 dma_mask;
2711
2712         domain = get_domain(dev);
2713         if (IS_ERR(domain))
2714                 return 0;
2715
2716         dma_dom  = to_dma_ops_domain(domain);
2717         dma_mask = *dev->dma_mask;
2718
2719         npages = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2720
2721         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, npages, dma_mask);
2722         if (address == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2723                 goto out_err;
2724
2725         prot = dir2prot(direction);
2726
2727         /* Map all sg entries */
2728         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2729                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2730
2731                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2732                         unsigned long bus_addr, phys_addr;
2733                         int ret;
2734
2735                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2736                         phys_addr = (sg_phys(s) & PAGE_MASK) + (j << PAGE_SHIFT);
2737                         ret = iommu_map_page(domain, bus_addr, phys_addr, PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2738                         if (ret)
2739                                 goto out_unmap;
2740
2741                         mapped_pages += 1;
2742                 }
2743         }
2744
2745         /* Everything is mapped - write the right values into s->dma_address */
2746         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2747                 s->dma_address += address + s->offset;
2748                 s->dma_length   = s->length;
2749         }
2750
2751         return nelems;
2752
2753 out_unmap:
2754         pr_err("%s: IOMMU mapping error in map_sg (io-pages: %d)\n",
2755                dev_name(dev), npages);
2756
2757         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2758                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2759
2760                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2761                         unsigned long bus_addr;
2762
2763                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2764                         iommu_unmap_page(domain, bus_addr, PAGE_SIZE);
2765
2766                         if (--mapped_pages)
2767                                 goto out_free_iova;
2768                 }
2769         }
2770
2771 out_free_iova:
2772         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, npages);
2773
2774 out_err:
2775         return 0;
2776 }
2777
2778 /*
2779  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2780  * lists).
2781  */
2782 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2783                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2784                      unsigned long attrs)
2785 {
2786         struct protection_domain *domain;
2787         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2788         unsigned long startaddr;
2789         int npages = 2;
2790
2791         domain = get_domain(dev);
2792         if (IS_ERR(domain))
2793                 return;
2794
2795         startaddr = sg_dma_address(sglist) & PAGE_MASK;
2796         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2797         npages    = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2798
2799         __unmap_single(dma_dom, startaddr, npages << PAGE_SHIFT, dir);
2800 }
2801
2802 /*
2803  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2804  */
2805 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2806                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2807                             unsigned long attrs)
2808 {
2809         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2810         struct protection_domain *domain;
2811         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2812         struct page *page;
2813
2814         domain = get_domain(dev);
2815         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
2816                 page = alloc_pages(flag, get_order(size));
2817                 *dma_addr = page_to_phys(page);
2818                 return page_address(page);
2819         } else if (IS_ERR(domain))
2820                 return NULL;
2821
2822         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2823         size      = PAGE_ALIGN(size);
2824         dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
2825         flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
2826         flag     |= __GFP_ZERO;
2827
2828         page = alloc_pages(flag | __GFP_NOWARN,  get_order(size));
2829         if (!page) {
2830                 if (!gfpflags_allow_blocking(flag))
2831                         return NULL;
2832
2833                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, size >> PAGE_SHIFT,
2834                                                  get_order(size), flag);
2835                 if (!page)
2836                         return NULL;
2837         }
2838
2839         if (!dma_mask)
2840                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2841
2842         *dma_addr = __map_single(dev, dma_dom, page_to_phys(page),
2843                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, dma_mask);
2844
2845         if (*dma_addr == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2846                 goto out_free;
2847
2848         return page_address(page);
2849
2850 out_free:
2851
2852         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2853                 __free_pages(page, get_order(size));
2854
2855         return NULL;
2856 }
2857
2858 /*
2859  * The exported free_coherent function for dma_ops.
2860  */
2861 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
2862                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
2863                           unsigned long attrs)
2864 {
2865         struct protection_domain *domain;
2866         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2867         struct page *page;
2868
2869         page = virt_to_page(virt_addr);
2870         size = PAGE_ALIGN(size);
2871
2872         domain = get_domain(dev);
2873         if (IS_ERR(domain))
2874                 goto free_mem;
2875
2876         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2877
2878         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
2879
2880 free_mem:
2881         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2882                 __free_pages(page, get_order(size));
2883 }
2884
2885 /*
2886  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
2887  * particular device. It is part of the dma_ops.
2888  */
2889 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
2890 {
2891         if (!x86_dma_supported(dev, mask))
2892                 return 0;
2893         return check_device(dev);
2894 }
2895
2896 static int amd_iommu_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
2897 {
2898         return dma_addr == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2899 }
2900
2901 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
2902         .alloc          = alloc_coherent,
2903         .free           = free_coherent,
2904         .map_page       = map_page,
2905         .unmap_page     = unmap_page,
2906         .map_sg         = map_sg,
2907         .unmap_sg       = unmap_sg,
2908         .dma_supported  = amd_iommu_dma_supported,
2909         .mapping_error  = amd_iommu_mapping_error,
2910 };
2911
2912 static int init_reserved_iova_ranges(void)
2913 {
2914         struct pci_dev *pdev = NULL;
2915         struct iova *val;
2916
2917         init_iova_domain(&reserved_iova_ranges, PAGE_SIZE,
2918                          IOVA_START_PFN, DMA_32BIT_PFN);
2919
2920         lockdep_set_class(&reserved_iova_ranges.iova_rbtree_lock,
2921                           &reserved_rbtree_key);
2922
2923         /* MSI memory range */
2924         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2925                            IOVA_PFN(MSI_RANGE_START), IOVA_PFN(MSI_RANGE_END));
2926         if (!val) {
2927                 pr_err("Reserving MSI range failed\n");
2928                 return -ENOMEM;
2929         }
2930
2931         /* HT memory range */
2932         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2933                            IOVA_PFN(HT_RANGE_START), IOVA_PFN(HT_RANGE_END));
2934         if (!val) {
2935                 pr_err("Reserving HT range failed\n");
2936                 return -ENOMEM;
2937         }
2938
2939         /*
2940          * Memory used for PCI resources
2941          * FIXME: Check whether we can reserve the PCI-hole completly
2942          */
2943         for_each_pci_dev(pdev) {
2944                 int i;
2945
2946                 for (i = 0; i < PCI_NUM_RESOURCES; ++i) {
2947                         struct resource *r = &pdev->resource[i];
2948
2949                         if (!(r->flags & IORESOURCE_MEM))
2950                                 continue;
2951
2952                         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2953                                            IOVA_PFN(r->start),
2954                                            IOVA_PFN(r->end));
2955                         if (!val) {
2956                                 pr_err("Reserve pci-resource range failed\n");
2957                                 return -ENOMEM;
2958                         }
2959                 }
2960         }
2961
2962         return 0;
2963 }
2964
2965 int __init amd_iommu_init_api(void)
2966 {
2967         int ret, err = 0;
2968
2969         ret = iova_cache_get();
2970         if (ret)
2971                 return ret;
2972
2973         ret = init_reserved_iova_ranges();
2974         if (ret)
2975                 return ret;
2976
2977         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
2978         if (err)
2979                 return err;
2980 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
2981         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
2982         if (err)
2983                 return err;
2984 #endif
2985         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
2986         if (err)
2987                 return err;
2988
2989         return 0;
2990 }
2991
2992 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
2993 {
2994         swiotlb        = iommu_pass_through ? 1 : 0;
2995         iommu_detected = 1;
2996
2997         /*
2998          * In case we don't initialize SWIOTLB (actually the common case
2999          * when AMD IOMMU is enabled), make sure there are global
3000          * dma_ops set as a fall-back for devices not handled by this
3001          * driver (for example non-PCI devices).
3002          */
3003         if (!swiotlb)
3004                 dma_ops = &nommu_dma_ops;
3005
3006         if (amd_iommu_unmap_flush)
3007                 pr_info("AMD-Vi: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
3008         else
3009                 pr_info("AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
3010
3011         return 0;
3012
3013 }
3014
3015 /*****************************************************************************
3016  *
3017  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
3018  *
3019  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
3020  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
3021  * which is not possible with the dma_ops interface.
3022  *
3023  *****************************************************************************/
3024
3025 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
3026 {
3027         struct iommu_dev_data *entry;
3028         unsigned long flags;
3029
3030         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3031
3032         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
3033                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
3034                                          struct iommu_dev_data, list);
3035                 __detach_device(entry);
3036         }
3037
3038         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3039 }
3040
3041 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
3042 {
3043         if (!domain)
3044                 return;
3045
3046         del_domain_from_list(domain);
3047
3048         if (domain->id)
3049                 domain_id_free(domain->id);
3050
3051         kfree(domain);
3052 }
3053
3054 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain)
3055 {
3056         spin_lock_init(&domain->lock);
3057         mutex_init(&domain->api_lock);
3058         domain->id = domain_id_alloc();
3059         if (!domain->id)
3060                 return -ENOMEM;
3061         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
3062
3063         return 0;
3064 }
3065
3066 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
3067 {
3068         struct protection_domain *domain;
3069
3070         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
3071         if (!domain)
3072                 return NULL;
3073
3074         if (protection_domain_init(domain))
3075                 goto out_err;
3076
3077         add_domain_to_list(domain);
3078
3079         return domain;
3080
3081 out_err:
3082         kfree(domain);
3083
3084         return NULL;
3085 }
3086
3087 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
3088 {
3089         struct protection_domain *pdomain;
3090         struct dma_ops_domain *dma_domain;
3091
3092         switch (type) {
3093         case IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED:
3094                 pdomain = protection_domain_alloc();
3095                 if (!pdomain)
3096                         return NULL;
3097
3098                 pdomain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
3099                 pdomain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
3100                 if (!pdomain->pt_root) {
3101                         protection_domain_free(pdomain);
3102                         return NULL;
3103                 }
3104
3105                 pdomain->domain.geometry.aperture_start = 0;
3106                 pdomain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
3107                 pdomain->domain.geometry.force_aperture = true;
3108
3109                 break;
3110         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
3111                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
3112                 if (!dma_domain) {
3113                         pr_err("AMD-Vi: Failed to allocate\n");
3114                         return NULL;
3115                 }
3116                 pdomain = &dma_domain->domain;
3117                 break;
3118         case IOMMU_DOMAIN_IDENTITY:
3119                 pdomain = protection_domain_alloc();
3120                 if (!pdomain)
3121                         return NULL;
3122
3123                 pdomain->mode = PAGE_MODE_NONE;
3124                 break;
3125         default:
3126                 return NULL;
3127         }
3128
3129         return &pdomain->domain;
3130 }
3131
3132 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
3133 {
3134         struct protection_domain *domain;
3135         struct dma_ops_domain *dma_dom;
3136
3137         domain = to_pdomain(dom);
3138
3139         if (domain->dev_cnt > 0)
3140                 cleanup_domain(domain);
3141
3142         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
3143
3144         if (!dom)
3145                 return;
3146
3147         switch (dom->type) {
3148         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
3149                 /* Now release the domain */
3150                 dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
3151                 dma_ops_domain_free(dma_dom);
3152                 break;
3153         default:
3154                 if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3155                         free_pagetable(domain);
3156
3157                 if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3158                         free_gcr3_table(domain);
3159
3160                 protection_domain_free(domain);
3161                 break;
3162         }
3163 }
3164
3165 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
3166                                     struct device *dev)
3167 {
3168         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3169         struct amd_iommu *iommu;
3170         int devid;
3171
3172         if (!check_device(dev))
3173                 return;
3174
3175         devid = get_device_id(dev);
3176         if (devid < 0)
3177                 return;
3178
3179         if (dev_data->domain != NULL)
3180                 detach_device(dev);
3181
3182         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3183         if (!iommu)
3184                 return;
3185
3186 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3187         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
3188             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
3189                 dev_data->use_vapic = 0;
3190 #endif
3191
3192         iommu_completion_wait(iommu);
3193 }
3194
3195 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
3196                                    struct device *dev)
3197 {
3198         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3199         struct iommu_dev_data *dev_data;
3200         struct amd_iommu *iommu;
3201         int ret;
3202
3203         if (!check_device(dev))
3204                 return -EINVAL;
3205
3206         dev_data = dev->archdata.iommu;
3207
3208         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3209         if (!iommu)
3210                 return -EINVAL;
3211
3212         if (dev_data->domain)
3213                 detach_device(dev);
3214
3215         ret = attach_device(dev, domain);
3216
3217 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3218         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
3219                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
3220                         dev_data->use_vapic = 1;
3221                 else
3222                         dev_data->use_vapic = 0;
3223         }
3224 #endif
3225
3226         iommu_completion_wait(iommu);
3227
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3232                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
3233 {
3234         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3235         int prot = 0;
3236         int ret;
3237
3238         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3239                 return -EINVAL;
3240
3241         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3242                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3243         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3244                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3245
3246         mutex_lock(&domain->api_lock);
3247         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, page_size, prot, GFP_KERNEL);
3248         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3249
3250         return ret;
3251 }
3252
3253 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3254                            size_t page_size)
3255 {
3256         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3257         size_t unmap_size;
3258
3259         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3260                 return -EINVAL;
3261
3262         mutex_lock(&domain->api_lock);
3263         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3264         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3265
3266         domain_flush_tlb_pde(domain);
3267
3268         return unmap_size;
3269 }
3270
3271 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3272                                           dma_addr_t iova)
3273 {
3274         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3275         unsigned long offset_mask, pte_pgsize;
3276         u64 *pte, __pte;
3277
3278         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3279                 return iova;
3280
3281         pte = fetch_pte(domain, iova, &pte_pgsize);
3282
3283         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3284                 return 0;
3285
3286         offset_mask = pte_pgsize - 1;
3287         __pte       = *pte & PM_ADDR_MASK;
3288
3289         return (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3290 }
3291
3292 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
3293 {
3294         switch (cap) {
3295         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3296                 return true;
3297         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3298                 return (irq_remapping_enabled == 1);
3299         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
3300                 return false;
3301         }
3302
3303         return false;
3304 }
3305
3306 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
3307                                        struct list_head *head)
3308 {
3309         struct iommu_resv_region *region;
3310         struct unity_map_entry *entry;
3311         int devid;
3312
3313         devid = get_device_id(dev);
3314         if (devid < 0)
3315                 return;
3316
3317         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
3318                 size_t length;
3319                 int prot = 0;
3320
3321                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
3322                         continue;
3323
3324                 length = entry->address_end - entry->address_start;
3325                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
3326                         prot |= IOMMU_READ;
3327                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
3328                         prot |= IOMMU_WRITE;
3329
3330                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
3331                                                  length, prot,
3332                                                  IOMMU_RESV_DIRECT);
3333                 if (!region) {
3334                         pr_err("Out of memory allocating dm-regions for %s\n",
3335                                 dev_name(dev));
3336                         return;
3337                 }
3338                 list_add_tail(&region->list, head);
3339         }
3340
3341         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
3342                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
3343                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
3344         if (!region)
3345                 return;
3346         list_add_tail(&region->list, head);
3347
3348         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
3349                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
3350                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
3351         if (!region)
3352                 return;
3353         list_add_tail(&region->list, head);
3354 }
3355
3356 static void amd_iommu_put_resv_regions(struct device *dev,
3357                                      struct list_head *head)
3358 {
3359         struct iommu_resv_region *entry, *next;
3360
3361         list_for_each_entry_safe(entry, next, head, list)
3362                 kfree(entry);
3363 }
3364
3365 static void amd_iommu_apply_resv_region(struct device *dev,
3366                                       struct iommu_domain *domain,
3367                                       struct iommu_resv_region *region)
3368 {
3369         struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(to_pdomain(domain));
3370         unsigned long start, end;
3371
3372         start = IOVA_PFN(region->start);
3373         end   = IOVA_PFN(region->start + region->length);
3374
3375         WARN_ON_ONCE(reserve_iova(&dma_dom->iovad, start, end) == NULL);
3376 }
3377
3378 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3379         .capable = amd_iommu_capable,
3380         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
3381         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
3382         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3383         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3384         .map = amd_iommu_map,
3385         .unmap = amd_iommu_unmap,
3386         .map_sg = default_iommu_map_sg,
3387         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3388         .add_device = amd_iommu_add_device,
3389         .remove_device = amd_iommu_remove_device,
3390         .device_group = amd_iommu_device_group,
3391         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
3392         .put_resv_regions = amd_iommu_put_resv_regions,
3393         .apply_resv_region = amd_iommu_apply_resv_region,
3394         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3395 };
3396
3397 /*****************************************************************************
3398  *
3399  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
3400  * mode
3401  *
3402  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
3403  * DMA-API translation.
3404  *
3405  *****************************************************************************/
3406
3407 /* IOMMUv2 specific functions */
3408 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3409 {
3410         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
3413
3414 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3415 {
3416         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
3417 }
3418 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
3419
3420 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
3421 {
3422         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3423         unsigned long flags;
3424
3425         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3426
3427         /* Update data structure */
3428         domain->mode    = PAGE_MODE_NONE;
3429         domain->updated = true;
3430
3431         /* Make changes visible to IOMMUs */
3432         update_domain(domain);
3433
3434         /* Page-table is not visible to IOMMU anymore, so free it */
3435         free_pagetable(domain);
3436
3437         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
3440
3441 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
3442 {
3443         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3444         unsigned long flags;
3445         int levels, ret;
3446
3447         if (pasids <= 0 || pasids > (PASID_MASK + 1))
3448                 return -EINVAL;
3449
3450         /* Number of GCR3 table levels required */
3451         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
3452                 levels += 1;
3453
3454         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
3455                 return -EINVAL;
3456
3457         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3458
3459         /*
3460          * Save us all sanity checks whether devices already in the
3461          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
3462          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
3463          */
3464         ret = -EBUSY;
3465         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3466                 goto out;
3467
3468         ret = -ENOMEM;
3469         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3470         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
3471                 goto out;
3472
3473         domain->glx      = levels;
3474         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
3475         domain->updated  = true;
3476
3477         update_domain(domain);
3478
3479         ret = 0;
3480
3481 out:
3482         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3483
3484         return ret;
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
3487
3488 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, int pasid,
3489                          u64 address, bool size)
3490 {
3491         struct iommu_dev_data *dev_data;
3492         struct iommu_cmd cmd;
3493         int i, ret;
3494
3495         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3496                 return -EINVAL;
3497
3498         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
3499
3500         /*
3501          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
3502          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
3503          */
3504         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
3505                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
3506                         continue;
3507
3508                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
3509                 if (ret != 0)
3510                         goto out;
3511         }
3512
3513         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
3514         domain_flush_complete(domain);
3515
3516         /* Now flush device TLBs */
3517         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
3518                 struct amd_iommu *iommu;
3519                 int qdep;
3520
3521                 /*
3522                    There might be non-IOMMUv2 capable devices in an IOMMUv2
3523                  * domain.
3524                  */
3525                 if (!dev_data->ats.enabled)
3526                         continue;
3527
3528                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
3529                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3530
3531                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
3532                                       qdep, address, size);
3533
3534                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3535                 if (ret != 0)
3536                         goto out;
3537         }
3538
3539         /* Wait until all device TLBs are flushed */
3540         domain_flush_complete(domain);
3541
3542         ret = 0;
3543
3544 out:
3545
3546         return ret;
3547 }
3548
3549 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, int pasid,
3550                                   u64 address)
3551 {
3552         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
3553 }
3554
3555 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3556                          u64 address)
3557 {
3558         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3559         unsigned long flags;
3560         int ret;
3561
3562         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3563         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
3564         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3565
3566         return ret;
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
3569
3570 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, int pasid)
3571 {
3572         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
3573                              true);
3574 }
3575
3576 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3577 {
3578         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3579         unsigned long flags;
3580         int ret;
3581
3582         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3583         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3584         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3585
3586         return ret;
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
3589
3590 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, int pasid, bool alloc)
3591 {
3592         int index;
3593         u64 *pte;
3594
3595         while (true) {
3596
3597                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
3598                 pte   = &root[index];
3599
3600                 if (level == 0)
3601                         break;
3602
3603                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
3604                         if (!alloc)
3605                                 return NULL;
3606
3607                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3608                         if (root == NULL)
3609                                 return NULL;
3610
3611                         *pte = iommu_virt_to_phys(root) | GCR3_VALID;
3612                 }
3613
3614                 root = iommu_phys_to_virt(*pte & PAGE_MASK);
3615
3616                 level -= 1;
3617         }
3618
3619         return pte;
3620 }
3621
3622 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid,
3623                       unsigned long cr3)
3624 {
3625         u64 *pte;
3626
3627         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3628                 return -EINVAL;
3629
3630         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
3631         if (pte == NULL)
3632                 return -ENOMEM;
3633
3634         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
3635
3636         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3637 }
3638
3639 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid)
3640 {
3641         u64 *pte;
3642
3643         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3644                 return -EINVAL;
3645
3646         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
3647         if (pte == NULL)
3648                 return 0;
3649
3650         *pte = 0;
3651
3652         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3653 }
3654
3655 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3656                               unsigned long cr3)
3657 {
3658         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3659         unsigned long flags;
3660         int ret;
3661
3662         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3663         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
3664         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3665
3666         return ret;
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
3669
3670 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3671 {
3672         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3673         unsigned long flags;
3674         int ret;
3675
3676         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3677         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
3678         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3679
3680         return ret;
3681 }
3682 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
3683
3684 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, int pasid,
3685                            int status, int tag)
3686 {
3687         struct iommu_dev_data *dev_data;
3688         struct amd_iommu *iommu;
3689         struct iommu_cmd cmd;
3690
3691         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3692         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3693
3694         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
3695                            tag, dev_data->pri_tlp);
3696
3697         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
3700
3701 struct iommu_domain *amd_iommu_get_v2_domain(struct pci_dev *pdev)
3702 {
3703         struct protection_domain *pdomain;
3704
3705         pdomain = get_domain(&pdev->dev);
3706         if (IS_ERR(pdomain))
3707                 return NULL;
3708
3709         /* Only return IOMMUv2 domains */
3710         if (!(pdomain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3711                 return NULL;
3712
3713         return &pdomain->domain;
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_get_v2_domain);
3716
3717 void amd_iommu_enable_device_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
3718 {
3719         struct iommu_dev_data *dev_data;
3720
3721         if (!amd_iommu_v2_supported())
3722                 return;
3723
3724         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3725         dev_data->errata |= (1 << erratum);
3726 }
3727 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_enable_device_erratum);
3728
3729 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
3730                           struct amd_iommu_device_info *info)
3731 {
3732         int max_pasids;
3733         int pos;
3734
3735         if (pdev == NULL || info == NULL)
3736                 return -EINVAL;
3737
3738         if (!amd_iommu_v2_supported())
3739                 return -EINVAL;
3740
3741         memset(info, 0, sizeof(*info));
3742
3743         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
3744         if (pos)
3745                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
3746
3747         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
3748         if (pos)
3749                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
3750
3751         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
3752         if (pos) {
3753                 int features;
3754
3755                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
3756                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
3757
3758                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
3759                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
3760
3761                 features = pci_pasid_features(pdev);
3762                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
3763                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
3764                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
3765                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
3766         }
3767
3768         return 0;
3769 }
3770 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
3771
3772 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3773
3774 /*****************************************************************************
3775  *
3776  * Interrupt Remapping Implementation
3777  *
3778  *****************************************************************************/
3779
3780 static struct irq_chip amd_ir_chip;
3781
3782 #define DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK  (((1ULL << 45)-1) << 6)
3783 #define DTE_IRQ_REMAP_INTCTL    (2ULL << 60)
3784 #define DTE_IRQ_TABLE_LEN       (8ULL << 1)
3785 #define DTE_IRQ_REMAP_ENABLE    1ULL
3786
3787 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
3788 {
3789         u64 dte;
3790
3791         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
3792         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
3793         dte     |= iommu_virt_to_phys(table->table);
3794         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
3795         dte     |= DTE_IRQ_TABLE_LEN;
3796         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
3797
3798         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
3799 }
3800
3801 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid, bool ioapic)
3802 {
3803         struct irq_remap_table *table = NULL;
3804         struct amd_iommu *iommu;
3805         unsigned long flags;
3806         u16 alias;
3807
3808         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3809
3810         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3811         if (!iommu)
3812                 goto out_unlock;
3813
3814         table = irq_lookup_table[devid];
3815         if (table)
3816                 goto out_unlock;
3817
3818         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
3819         table = irq_lookup_table[alias];
3820         if (table) {
3821                 irq_lookup_table[devid] = table;
3822                 set_dte_irq_entry(devid, table);
3823                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
3824                 goto out;
3825         }
3826
3827         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
3828         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_ATOMIC);
3829         if (!table)
3830                 goto out_unlock;
3831
3832         /* Initialize table spin-lock */
3833         spin_lock_init(&table->lock);
3834
3835         if (ioapic)
3836                 /* Keep the first 32 indexes free for IOAPIC interrupts */
3837                 table->min_index = 32;
3838
3839         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_ATOMIC);
3840         if (!table->table) {
3841                 kfree(table);
3842                 table = NULL;
3843                 goto out_unlock;
3844         }
3845
3846         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
3847                 memset(table->table, 0,
3848                        MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
3849         else
3850                 memset(table->table, 0,
3851                        (MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2)));
3852
3853         if (ioapic) {
3854                 int i;
3855
3856                 for (i = 0; i < 32; ++i)
3857                         iommu->irte_ops->set_allocated(table, i);
3858         }
3859
3860         irq_lookup_table[devid] = table;
3861         set_dte_irq_entry(devid, table);
3862         iommu_flush_dte(iommu, devid);
3863         if (devid != alias) {
3864                 irq_lookup_table[alias] = table;
3865                 set_dte_irq_entry(alias, table);
3866                 iommu_flush_dte(iommu, alias);
3867         }
3868
3869 out:
3870         iommu_completion_wait(iommu);
3871
3872 out_unlock:
3873         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3874
3875         return table;
3876 }
3877
3878 static int alloc_irq_index(u16 devid, int count)
3879 {
3880         struct irq_remap_table *table;
3881         unsigned long flags;
3882         int index, c;
3883         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3884
3885         if (!iommu)
3886                 return -ENODEV;
3887
3888         table = get_irq_table(devid, false);
3889         if (!table)
3890                 return -ENODEV;
3891
3892         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3893
3894         /* Scan table for free entries */
3895         for (c = 0, index = table->min_index;
3896              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;
3897              ++index) {
3898                 if (!iommu->irte_ops->is_allocated(table, index))
3899                         c += 1;
3900                 else
3901                         c = 0;
3902
3903                 if (c == count) {
3904                         for (; c != 0; --c)
3905                                 iommu->irte_ops->set_allocated(table, index - c + 1);
3906
3907                         index -= count - 1;
3908                         goto out;
3909                 }
3910         }
3911
3912         index = -ENOSPC;
3913
3914 out:
3915         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3916
3917         return index;
3918 }
3919
3920 static int modify_irte_ga(u16 devid, int index, struct irte_ga *irte,
3921                           struct amd_ir_data *data)
3922 {
3923         struct irq_remap_table *table;
3924         struct amd_iommu *iommu;
3925         unsigned long flags;
3926         struct irte_ga *entry;
3927
3928         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3929         if (iommu == NULL)
3930                 return -EINVAL;
3931
3932         table = get_irq_table(devid, false);
3933         if (!table)
3934                 return -ENOMEM;
3935
3936         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3937
3938         entry = (struct irte_ga *)table->table;
3939         entry = &entry[index];
3940         entry->lo.fields_remap.valid = 0;
3941         entry->hi.val = irte->hi.val;
3942         entry->lo.val = irte->lo.val;
3943         entry->lo.fields_remap.valid = 1;
3944         if (data)
3945                 data->ref = entry;
3946
3947         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3948
3949         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3950         iommu_completion_wait(iommu);
3951
3952         return 0;
3953 }
3954
3955 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
3956 {
3957         struct irq_remap_table *table;
3958         struct amd_iommu *iommu;
3959         unsigned long flags;
3960
3961         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3962         if (iommu == NULL)
3963                 return -EINVAL;
3964
3965         table = get_irq_table(devid, false);
3966         if (!table)
3967                 return -ENOMEM;
3968
3969         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3970         table->table[index] = irte->val;
3971         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3972
3973         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3974         iommu_completion_wait(iommu);
3975
3976         return 0;
3977 }
3978
3979 static void free_irte(u16 devid, int index)
3980 {
3981         struct irq_remap_table *table;
3982         struct amd_iommu *iommu;
3983         unsigned long flags;
3984
3985         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3986         if (iommu == NULL)
3987                 return;
3988
3989         table = get_irq_table(devid, false);
3990         if (!table)
3991                 return;
3992
3993         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3994         iommu->irte_ops->clear_allocated(table, index);
3995         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3996
3997         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3998         iommu_completion_wait(iommu);
3999 }
4000
4001 static void irte_prepare(void *entry,
4002                          u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
4003                          u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
4004 {
4005         union irte *irte = (union irte *) entry;
4006
4007         irte->val                = 0;
4008         irte->fields.vector      = vector;
4009         irte->fields.int_type    = delivery_mode;
4010         irte->fields.destination = dest_apicid;
4011         irte->fields.dm          = dest_mode;
4012         irte->fields.valid       = 1;
4013 }
4014
4015 static void irte_ga_prepare(void *entry,
4016                             u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
4017                             u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
4018 {
4019         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
4020
4021         irte->lo.val                      = 0;
4022         irte->hi.val                      = 0;
4023         irte->lo.fields_remap.int_type    = delivery_mode;
4024         irte->lo.fields_remap.dm          = dest_mode;
4025         irte->hi.fields.vector            = vector;
4026         irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
4027         irte->lo.fields_remap.valid       = 1;
4028 }
4029
4030 static void irte_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
4031 {
4032         union irte *irte = (union irte *) entry;
4033
4034         irte->fields.valid = 1;
4035         modify_irte(devid, index, irte);
4036 }
4037
4038 static void irte_ga_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
4039 {
4040         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
4041
4042         irte->lo.fields_remap.valid = 1;
4043         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
4044 }
4045
4046 static void irte_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
4047 {
4048         union irte *irte = (union irte *) entry;
4049
4050         irte->fields.valid = 0;
4051         modify_irte(devid, index, irte);
4052 }
4053
4054 static void irte_ga_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
4055 {
4056         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
4057
4058         irte->lo.fields_remap.valid = 0;
4059         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
4060 }
4061
4062 static void irte_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
4063                               u8 vector, u32 dest_apicid)
4064 {
4065         union irte *irte = (union irte *) entry;
4066
4067         irte->fields.vector = vector;
4068         irte->fields.destination = dest_apicid;
4069         modify_irte(devid, index, irte);
4070 }
4071
4072 static void irte_ga_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
4073                                  u8 vector, u32 dest_apicid)
4074 {
4075         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
4076         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(devid);
4077
4078         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic ||
4079             !irte->lo.fields_remap.guest_mode) {
4080                 irte->hi.fields.vector = vector;
4081                 irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
4082                 modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
4083         }
4084 }
4085
4086 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
4087 static void irte_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4088 {
4089         table->table[index] = IRTE_ALLOCATED;
4090 }
4091
4092 static void irte_ga_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4093 {
4094         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4095         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4096
4097         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
4098         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
4099         irte->hi.fields.vector = 0xff;
4100 }
4101
4102 static bool irte_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4103 {
4104         union irte *ptr = (union irte *)table->table;
4105         union irte *irte = &ptr[index];
4106
4107         return irte->val != 0;
4108 }
4109
4110 static bool irte_ga_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4111 {
4112         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4113         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4114
4115         return irte->hi.fields.vector != 0;
4116 }
4117
4118 static void irte_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4119 {
4120         table->table[index] = 0;
4121 }
4122
4123 static void irte_ga_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4124 {
4125         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4126         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4127
4128         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
4129         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
4130 }
4131
4132 static int get_devid(struct irq_alloc_info *info)
4133 {
4134         int devid = -1;
4135
4136         switch (info->type) {
4137         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4138                 devid     = get_ioapic_devid(info->ioapic_id);
4139                 break;
4140         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4141                 devid     = get_hpet_devid(info->hpet_id);
4142                 break;
4143         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4144         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4145                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4146                 break;
4147         default:
4148                 BUG_ON(1);
4149                 break;
4150         }
4151
4152         return devid;
4153 }
4154
4155 static struct irq_domain *get_ir_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4156 {
4157         struct amd_iommu *iommu;
4158         int devid;
4159
4160         if (!info)
4161                 return NULL;
4162
4163         devid = get_devid(info);
4164         if (devid >= 0) {
4165                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4166                 if (iommu)
4167                         return iommu->ir_domain;
4168         }
4169
4170         return NULL;
4171 }
4172
4173 static struct irq_domain *get_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4174 {
4175         struct amd_iommu *iommu;
4176         int devid;
4177
4178         if (!info)
4179                 return NULL;
4180
4181         switch (info->type) {
4182         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4183         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4184                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4185                 if (devid < 0)
4186                         return NULL;
4187
4188                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4189                 if (iommu)
4190                         return iommu->msi_domain;
4191                 break;
4192         default:
4193                 break;
4194         }
4195
4196         return NULL;
4197 }
4198
4199 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
4200         .prepare                = amd_iommu_prepare,
4201         .enable                 = amd_iommu_enable,
4202         .disable                = amd_iommu_disable,
4203         .reenable               = amd_iommu_reenable,
4204         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
4205         .get_ir_irq_domain      = get_ir_irq_domain,
4206         .get_irq_domain         = get_irq_domain,
4207 };
4208
4209 static void irq_remapping_prepare_irte(struct amd_ir_data *data,
4210                                        struct irq_cfg *irq_cfg,
4211                                        struct irq_alloc_info *info,
4212                                        int devid, int index, int sub_handle)
4213 {
4214         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4215         struct msi_msg *msg = &data->msi_entry;
4216         struct IO_APIC_route_entry *entry;
4217         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4218
4219         if (!iommu)
4220                 return;
4221
4222         data->irq_2_irte.devid = devid;
4223         data->irq_2_irte.index = index + sub_handle;
4224         iommu->irte_ops->prepare(data->entry, apic->irq_delivery_mode,
4225                                  apic->irq_dest_mode, irq_cfg->vector,
4226                                  irq_cfg->dest_apicid, devid);
4227
4228         switch (info->type) {
4229         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4230                 /* Setup IOAPIC entry */
4231                 entry = info->ioapic_entry;
4232                 info->ioapic_entry = NULL;
4233                 memset(entry, 0, sizeof(*entry));
4234                 entry->vector        = index;
4235                 entry->mask          = 0;
4236                 entry->trigger       = info->ioapic_trigger;
4237                 entry->polarity      = info->ioapic_polarity;
4238                 /* Mask level triggered irqs. */
4239                 if (info->ioapic_trigger)
4240                         entry->mask = 1;
4241                 break;
4242
4243         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4244         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4245         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4246                 msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
4247                 msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO;
4248                 msg->data = irte_info->index;
4249                 break;
4250
4251         default:
4252                 BUG_ON(1);
4253                 break;
4254         }
4255 }
4256
4257 struct amd_irte_ops irte_32_ops = {
4258         .prepare = irte_prepare,
4259         .activate = irte_activate,
4260         .deactivate = irte_deactivate,
4261         .set_affinity = irte_set_affinity,
4262         .set_allocated = irte_set_allocated,
4263         .is_allocated = irte_is_allocated,
4264         .clear_allocated = irte_clear_allocated,
4265 };
4266
4267 struct amd_irte_ops irte_128_ops = {
4268         .prepare = irte_ga_prepare,
4269         .activate = irte_ga_activate,
4270         .deactivate = irte_ga_deactivate,
4271         .set_affinity = irte_ga_set_affinity,
4272         .set_allocated = irte_ga_set_allocated,
4273         .is_allocated = irte_ga_is_allocated,
4274         .clear_allocated = irte_ga_clear_allocated,
4275 };
4276
4277 static int irq_remapping_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4278                                unsigned int nr_irqs, void *arg)
4279 {
4280         struct irq_alloc_info *info = arg;
4281         struct irq_data *irq_data;
4282         struct amd_ir_data *data = NULL;
4283         struct irq_cfg *cfg;
4284         int i, ret, devid;
4285         int index = -1;
4286
4287         if (!info)
4288                 return -EINVAL;
4289         if (nr_irqs > 1 && info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI &&
4290             info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX)
4291                 return -EINVAL;
4292
4293         /*
4294          * With IRQ remapping enabled, don't need contiguous CPU vectors
4295          * to support multiple MSI interrupts.
4296          */
4297         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI)
4298                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
4299
4300         devid = get_devid(info);
4301         if (devid < 0)
4302                 return -EINVAL;
4303
4304         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
4305         if (ret < 0)
4306                 return ret;
4307
4308         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC) {
4309                 if (get_irq_table(devid, true))
4310                         index = info->ioapic_pin;
4311                 else
4312                         ret = -ENOMEM;
4313         } else {
4314                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs);
4315         }
4316         if (index < 0) {
4317                 pr_warn("Failed to allocate IRTE\n");
4318                 ret = index;
4319                 goto out_free_parent;
4320         }
4321
4322         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4323                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4324                 cfg = irqd_cfg(irq_data);
4325                 if (!irq_data || !cfg) {
4326                         ret = -EINVAL;
4327                         goto out_free_data;
4328                 }
4329
4330                 ret = -ENOMEM;
4331                 data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
4332                 if (!data)
4333                         goto out_free_data;
4334
4335                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
4336                         data->entry = kzalloc(sizeof(union irte), GFP_KERNEL);
4337                 else
4338                         data->entry = kzalloc(sizeof(struct irte_ga),
4339                                                      GFP_KERNEL);
4340                 if (!data->entry) {
4341                         kfree(data);
4342                         goto out_free_data;
4343                 }
4344
4345                 irq_data->hwirq = (devid << 16) + i;
4346                 irq_data->chip_data = data;
4347                 irq_data->chip = &amd_ir_chip;
4348                 irq_remapping_prepare_irte(data, cfg, info, devid, index, i);
4349                 irq_set_status_flags(virq + i, IRQ_MOVE_PCNTXT);
4350         }
4351
4352         return 0;
4353
4354 out_free_data:
4355         for (i--; i >= 0; i--) {
4356                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4357                 if (irq_data)
4358                         kfree(irq_data->chip_data);
4359         }
4360         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
4361                 free_irte(devid, index + i);
4362 out_free_parent:
4363         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4364         return ret;
4365 }
4366
4367 static void irq_remapping_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4368                                unsigned int nr_irqs)
4369 {
4370         struct irq_2_irte *irte_info;
4371         struct irq_data *irq_data;
4372         struct amd_ir_data *data;
4373         int i;
4374
4375         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4376                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq  + i);
4377                 if (irq_data && irq_data->chip_data) {
4378                         data = irq_data->chip_data;
4379                         irte_info = &data->irq_2_irte;
4380                         free_irte(irte_info->devid, irte_info->index);
4381                         kfree(data->entry);
4382                         kfree(data);
4383                 }
4384         }
4385         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4386 }
4387
4388 static void irq_remapping_activate(struct irq_domain *domain,
4389                                    struct irq_data *irq_data)
4390 {
4391         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4392         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4393         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4394
4395         if (iommu)
4396                 iommu->irte_ops->activate(data->entry, irte_info->devid,
4397                                           irte_info->index);
4398 }
4399
4400 static void irq_remapping_deactivate(struct irq_domain *domain,
4401                                      struct irq_data *irq_data)
4402 {
4403         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4404         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4405         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4406
4407         if (iommu)
4408                 iommu->irte_ops->deactivate(data->entry, irte_info->devid,
4409                                             irte_info->index);
4410 }
4411
4412 static const struct irq_domain_ops amd_ir_domain_ops = {
4413         .alloc = irq_remapping_alloc,
4414         .free = irq_remapping_free,
4415         .activate = irq_remapping_activate,
4416         .deactivate = irq_remapping_deactivate,
4417 };
4418
4419 static int amd_ir_set_vcpu_affinity(struct irq_data *data, void *vcpu_info)
4420 {
4421         struct amd_iommu *iommu;
4422         struct amd_iommu_pi_data *pi_data = vcpu_info;
4423         struct vcpu_data *vcpu_pi_info = pi_data->vcpu_data;
4424         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4425         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4426         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4427         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(irte_info->devid);
4428
4429         /* Note:
4430          * This device has never been set up for guest mode.
4431          * we should not modify the IRTE
4432          */
4433         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic)
4434                 return 0;
4435
4436         pi_data->ir_data = ir_data;
4437
4438         /* Note:
4439          * SVM tries to set up for VAPIC mode, but we are in
4440          * legacy mode. So, we force legacy mode instead.
4441          */
4442         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
4443                 pr_debug("AMD-Vi: %s: Fall back to using intr legacy remap\n",
4444                          __func__);
4445                 pi_data->is_guest_mode = false;
4446         }
4447
4448         iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4449         if (iommu == NULL)
4450                 return -EINVAL;
4451
4452         pi_data->prev_ga_tag = ir_data->cached_ga_tag;
4453         if (pi_data->is_guest_mode) {
4454                 /* Setting */
4455                 irte->hi.fields.ga_root_ptr = (pi_data->base >> 12);
4456                 irte->hi.fields.vector = vcpu_pi_info->vector;
4457                 irte->lo.fields_vapic.ga_log_intr = 1;
4458                 irte->lo.fields_vapic.guest_mode = 1;
4459                 irte->lo.fields_vapic.ga_tag = pi_data->ga_tag;
4460
4461                 ir_data->cached_ga_tag = pi_data->ga_tag;
4462         } else {
4463                 /* Un-Setting */
4464                 struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4465
4466                 irte->hi.val = 0;
4467                 irte->lo.val = 0;
4468                 irte->hi.fields.vector = cfg->vector;
4469                 irte->lo.fields_remap.guest_mode = 0;
4470                 irte->lo.fields_remap.destination = cfg->dest_apicid;
4471                 irte->lo.fields_remap.int_type = apic->irq_delivery_mode;
4472                 irte->lo.fields_remap.dm = apic->irq_dest_mode;
4473
4474                 /*
4475                  * This communicates the ga_tag back to the caller
4476                  * so that it can do all the necessary clean up.
4477                  */
4478                 ir_data->cached_ga_tag = 0;
4479         }
4480
4481         return modify_irte_ga(irte_info->devid, irte_info->index, irte, ir_data);
4482 }
4483
4484 static int amd_ir_set_affinity(struct irq_data *data,
4485                                const struct cpumask *mask, bool force)
4486 {
4487         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4488         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4489         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4490         struct irq_data *parent = data->parent_data;
4491         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4492         int ret;
4493
4494         if (!iommu)
4495                 return -ENODEV;
4496
4497         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
4498         if (ret < 0 || ret == IRQ_SET_MASK_OK_DONE)
4499                 return ret;
4500
4501         /*
4502          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
4503          * and flushes the interrupt entry cache.
4504          */
4505         iommu->irte_ops->set_affinity(ir_data->entry, irte_info->devid,
4506                             irte_info->index, cfg->vector, cfg->dest_apicid);
4507
4508         /*
4509          * After this point, all the interrupts will start arriving
4510          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
4511          * vector allocation.
4512          */
4513         send_cleanup_vector(cfg);
4514
4515         return IRQ_SET_MASK_OK_DONE;
4516 }
4517
4518 static void ir_compose_msi_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
4519 {
4520         struct amd_ir_data *ir_data = irq_data->chip_data;
4521
4522         *msg = ir_data->msi_entry;
4523 }
4524
4525 static struct irq_chip amd_ir_chip = {
4526         .name                   = "AMD-IR",
4527         .irq_ack                = ir_ack_apic_edge,
4528         .irq_set_affinity       = amd_ir_set_affinity,
4529         .irq_set_vcpu_affinity  = amd_ir_set_vcpu_affinity,
4530         .irq_compose_msi_msg    = ir_compose_msi_msg,
4531 };
4532
4533 int amd_iommu_create_irq_domain(struct amd_iommu *iommu)
4534 {
4535         struct fwnode_handle *fn;
4536
4537         fn = irq_domain_alloc_named_id_fwnode("AMD-IR", iommu->index);
4538         if (!fn)
4539                 return -ENOMEM;
4540         iommu->ir_domain = irq_domain_create_tree(fn, &amd_ir_domain_ops, iommu);
4541         irq_domain_free_fwnode(fn);
4542         if (!iommu->ir_domain)
4543                 return -ENOMEM;
4544
4545         iommu->ir_domain->parent = arch_get_ir_parent_domain();
4546         iommu->msi_domain = arch_create_remap_msi_irq_domain(iommu->ir_domain,
4547                                                              "AMD-IR-MSI",
4548                                                              iommu->index);
4549         return 0;
4550 }
4551
4552 int amd_iommu_update_ga(int cpu, bool is_run, void *data)
4553 {
4554         unsigned long flags;
4555         struct amd_iommu *iommu;
4556         struct irq_remap_table *irt;
4557         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
4558         int devid = ir_data->irq_2_irte.devid;
4559         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4560         struct irte_ga *ref = (struct irte_ga *) ir_data->ref;
4561
4562         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
4563             !ref || !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
4564                 return 0;
4565
4566         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4567         if (!iommu)
4568                 return -ENODEV;
4569
4570         irt = get_irq_table(devid, false);
4571         if (!irt)
4572                 return -ENODEV;
4573
4574         spin_lock_irqsave(&irt->lock, flags);
4575
4576         if (ref->lo.fields_vapic.guest_mode) {
4577                 if (cpu >= 0)
4578                         ref->lo.fields_vapic.destination = cpu;
4579                 ref->lo.fields_vapic.is_run = is_run;
4580                 barrier();
4581         }
4582
4583         spin_unlock_irqrestore(&irt->lock, flags);
4584
4585         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4586         iommu_completion_wait(iommu);
4587         return 0;
4588 }
4589 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_update_ga);
4590 #endif
This page took 0.306291 seconds and 4 git commands to generate.