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/dma-direct.h>
  32 #include <linux/iommu-helper.h>
  33 #include <linux/iommu.h>
  34 #include <linux/delay.h>
  35 #include <linux/amd-iommu.h>
  36 #include <linux/notifier.h>
  37 #include <linux/export.h>
  38 #include <linux/irq.h>
  39 #include <linux/msi.h>
  40 #include <linux/dma-contiguous.h>
  41 #include <linux/irqdomain.h>
  42 #include <linux/percpu.h>
  43 #include <linux/iova.h>
  44 #include <asm/irq_remapping.h>
  45 #include <asm/io_apic.h>
  46 #include <asm/apic.h>
  47 #include <asm/hw_irq.h>
  48 #include <asm/msidef.h>
  49 #include <asm/proto.h>
  50 #include <asm/iommu.h>
  51 #include <asm/gart.h>
  52 #include <asm/dma.h>
  53
  54 #include "amd_iommu_proto.h"
  55 #include "amd_iommu_types.h"
  56 #include "irq_remapping.h"
  57
  58 #define AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR 0
  59
  60 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  61
  62 #define LOOP_TIMEOUT    100000
  63
  64 /* IO virtual address start page frame number */
  65 #define IOVA_START_PFN          (1)
  66 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
  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_SPINLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
  85 static DEFINE_SPINLOCK(pd_bitmap_lock);
  86
  87 /* List of all available dev_data structures */
  88 static LLIST_HEAD(dev_data_list);
  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  * general struct to manage commands send to an IOMMU
 107  */
 108 struct iommu_cmd {
 109         u32 data[4];
 110 };
 111
 112 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
 113
 114 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
 115 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain);
 116 static void detach_device(struct device *dev);
 117 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad);
 118
 119 /*
 120  * Data container for a dma_ops specific protection domain
 121  */
 122 struct dma_ops_domain {
 123         /* generic protection domain information */
 124         struct protection_domain domain;
 125
 126         /* IOVA RB-Tree */
 127         struct iova_domain iovad;
 128 };
 129
 130 static struct iova_domain reserved_iova_ranges;
 131 static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
 132
 133 /****************************************************************************
 134  *
 135  * Helper functions
 136  *
 137  ****************************************************************************/
 138
 139 static inline int match_hid_uid(struct device *dev,
 140                                 struct acpihid_map_entry *entry)
 141 {
 142         const char *hid, *uid;
 143
 144         hid = acpi_device_hid(ACPI_COMPANION(dev));
 145         uid = acpi_device_uid(ACPI_COMPANION(dev));
 146
 147         if (!hid || !(*hid))
 148                 return -ENODEV;
 149
 150         if (!uid || !(*uid))
 151                 return strcmp(hid, entry->hid);
 152
 153         if (!(*entry->uid))
 154                 return strcmp(hid, entry->hid);
 155
 156         return (strcmp(hid, entry->hid) || strcmp(uid, entry->uid));
 157 }
 158
 159 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
 160 {
 161         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 162
 163         return PCI_DEVID(pdev->bus->number, pdev->devfn);
 164 }
 165
 166 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
 167                                         struct acpihid_map_entry **entry)
 168 {
 169         struct acpihid_map_entry *p;
 170
 171         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 172                 if (!match_hid_uid(dev, p)) {
 173                         if (entry)
 174                                 *entry = p;
 175                         return p->devid;
 176                 }
 177         }
 178         return -EINVAL;
 179 }
 180
 181 static inline int get_device_id(struct device *dev)
 182 {
 183         int devid;
 184
 185         if (dev_is_pci(dev))
 186                 devid = get_pci_device_id(dev);
 187         else
 188                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
 189
 190         return devid;
 191 }
 192
 193 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
 194 {
 195         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
 196 }
 197
 198 static struct dma_ops_domain* to_dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
 199 {
 200         BUG_ON(domain->flags != PD_DMA_OPS_MASK);
 201         return container_of(domain, struct dma_ops_domain, domain);
 202 }
 203
 204 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
 205 {
 206         struct iommu_dev_data *dev_data;
 207
 208         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
 209         if (!dev_data)
 210                 return NULL;
 211
 212         dev_data->devid = devid;
 213         ratelimit_default_init(&dev_data->rs);
 214
 215         llist_add(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
 216         return dev_data;
 217 }
 218
 219 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
 220 {
 221         struct iommu_dev_data *dev_data;
 222         struct llist_node *node;
 223
 224         if (llist_empty(&dev_data_list))
 225                 return NULL;
 226
 227         node = dev_data_list.first;
 228         llist_for_each_entry(dev_data, node, dev_data_list) {
 229                 if (dev_data->devid == devid)
 230                         return dev_data;
 231         }
 232
 233         return NULL;
 234 }
 235
 236 static int __last_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
 237 {
 238         *(u16 *)data = alias;
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 static u16 get_alias(struct device *dev)
 243 {
 244         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 245         u16 devid, ivrs_alias, pci_alias;
 246
 247         /* The callers make sure that get_device_id() does not fail here */
 248         devid = get_device_id(dev);
 249         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[devid];
 250         pci_for_each_dma_alias(pdev, __last_alias, &pci_alias);
 251
 252         if (ivrs_alias == pci_alias)
 253                 return ivrs_alias;
 254
 255         /*
 256          * DMA alias showdown
 257          *
 258          * The IVRS is fairly reliable in telling us about aliases, but it
 259          * can't know about every screwy device.  If we don't have an IVRS
 260          * reported alias, use the PCI reported alias.  In that case we may
 261          * still need to initialize the rlookup and dev_table entries if the
 262          * alias is to a non-existent device.
 263          */
 264         if (ivrs_alias == devid) {
 265                 if (!amd_iommu_rlookup_table[pci_alias]) {
 266                         amd_iommu_rlookup_table[pci_alias] =
 267                                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
 268                         memcpy(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data,
 269                                amd_iommu_dev_table[devid].data,
 270                                sizeof(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data));
 271                 }
 272
 273                 return pci_alias;
 274         }
 275
 276         pr_info("AMD-Vi: Using IVRS reported alias %02x:%02x.%d "
 277                 "for device %s[%04x:%04x], kernel reported alias "
 278                 "%02x:%02x.%d\n", PCI_BUS_NUM(ivrs_alias), PCI_SLOT(ivrs_alias),
 279                 PCI_FUNC(ivrs_alias), dev_name(dev), pdev->vendor, pdev->device,
 280                 PCI_BUS_NUM(pci_alias), PCI_SLOT(pci_alias),
 281                 PCI_FUNC(pci_alias));
 282
 283         /*
 284          * If we don't have a PCI DMA alias and the IVRS alias is on the same
 285          * bus, then the IVRS table may know about a quirk that we don't.
 286          */
 287         if (pci_alias == devid &&
 288             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number) {
 289                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff);
 290                 pr_info("AMD-Vi: Added PCI DMA alias %02x.%d for %s\n",
 291                         PCI_SLOT(ivrs_alias), PCI_FUNC(ivrs_alias),
 292                         dev_name(dev));
 293         }
 294
 295         return ivrs_alias;
 296 }
 297
 298 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
 299 {
 300         struct iommu_dev_data *dev_data;
 301         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 302
 303         dev_data = search_dev_data(devid);
 304
 305         if (dev_data == NULL) {
 306                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
 307                 if (!dev_data)
 308                         return NULL;
 309
 310                 if (translation_pre_enabled(iommu))
 311                         dev_data->defer_attach = true;
 312         }
 313
 314         return dev_data;
 315 }
 316
 317 struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
 318 {
 319         return dev->archdata.iommu;
 320 }
 321 EXPORT_SYMBOL(get_dev_data);
 322
 323 /*
 324 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
 325 */
 326 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
 327 {
 328         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
 329         int devid;
 330
 331         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
 332         if (devid < 0)
 333                 return ERR_PTR(devid);
 334
 335         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 336                 if ((devid == p->devid) && p->group)
 337                         entry->group = p->group;
 338         }
 339
 340         if (!entry->group)
 341                 entry->group = generic_device_group(dev);
 342         else
 343                 iommu_group_ref_get(entry->group);
 344
 345         return entry->group;
 346 }
 347
 348 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
 349 {
 350         static const int caps[] = {
 351                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
 352                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
 353                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
 354         };
 355         int i, pos;
 356
 357         if (pci_ats_disabled())
 358                 return false;
 359
 360         for (i = 0; i < 3; ++i) {
 361                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
 362                 if (pos == 0)
 363                         return false;
 364         }
 365
 366         return true;
 367 }
 368
 369 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
 370 {
 371         struct iommu_dev_data *dev_data;
 372
 373         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 374
 375         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
 376 }
 377
 378 /*
 379  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
 380  * avoid dereferencing invalid pointers.
 381  */
 382 static bool check_device(struct device *dev)
 383 {
 384         int devid;
 385
 386         if (!dev || !dev->dma_mask)
 387                 return false;
 388
 389         devid = get_device_id(dev);
 390         if (devid < 0)
 391                 return false;
 392
 393         /* Out of our scope? */
 394         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 395                 return false;
 396
 397         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
 398                 return false;
 399
 400         return true;
 401 }
 402
 403 static void init_iommu_group(struct device *dev)
 404 {
 405         struct iommu_group *group;
 406
 407         group = iommu_group_get_for_dev(dev);
 408         if (IS_ERR(group))
 409                 return;
 410
 411         iommu_group_put(group);
 412 }
 413
 414 static int iommu_init_device(struct device *dev)
 415 {
 416         struct iommu_dev_data *dev_data;
 417         struct amd_iommu *iommu;
 418         int devid;
 419
 420         if (dev->archdata.iommu)
 421                 return 0;
 422
 423         devid = get_device_id(dev);
 424         if (devid < 0)
 425                 return devid;
 426
 427         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 428
 429         dev_data = find_dev_data(devid);
 430         if (!dev_data)
 431                 return -ENOMEM;
 432
 433         dev_data->alias = get_alias(dev);
 434
 435         if (dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
 436                 struct amd_iommu *iommu;
 437
 438                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
 439                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
 440         }
 441
 442         dev->archdata.iommu = dev_data;
 443
 444         iommu_device_link(&iommu->iommu, dev);
 445
 446         return 0;
 447 }
 448
 449 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
 450 {
 451         u16 alias;
 452         int devid;
 453
 454         devid = get_device_id(dev);
 455         if (devid < 0)
 456                 return;
 457
 458         alias = get_alias(dev);
 459
 460         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 461         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 462
 463         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
 464         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
 465 }
 466
 467 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
 468 {
 469         struct iommu_dev_data *dev_data;
 470         struct amd_iommu *iommu;
 471         int devid;
 472
 473         devid = get_device_id(dev);
 474         if (devid < 0)
 475                 return;
 476
 477         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 478
 479         dev_data = search_dev_data(devid);
 480         if (!dev_data)
 481                 return;
 482
 483         if (dev_data->domain)
 484                 detach_device(dev);
 485
 486         iommu_device_unlink(&iommu->iommu, dev);
 487
 488         iommu_group_remove_device(dev);
 489
 490         /* Remove dma-ops */
 491         dev->dma_ops = NULL;
 492
 493         /*
 494          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
 495          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
 496          */
 497 }
 498
 499 /****************************************************************************
 500  *
 501  * Interrupt handling functions
 502  *
 503  ****************************************************************************/
 504
 505 static void dump_dte_entry(u16 devid)
 506 {
 507         int i;
 508
 509         for (i = 0; i < 4; ++i)
 510                 pr_err("AMD-Vi: DTE[%d]: %016llx\n", i,
 511                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
 512 }
 513
 514 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
 515 {
 516         struct iommu_cmd *cmd = iommu_phys_to_virt(phys_addr);
 517         int i;
 518
 519         for (i = 0; i < 4; ++i)
 520                 pr_err("AMD-Vi: CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
 521 }
 522
 523 static void amd_iommu_report_page_fault(u16 devid, u16 domain_id,
 524                                         u64 address, int flags)
 525 {
 526         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
 527         struct pci_dev *pdev;
 528
 529         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
 530                                            devid & 0xff);
 531         if (pdev)
 532                 dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 533
 534         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
 535                 dev_err(&pdev->dev, "AMD-Vi: Event logged [IO_PAGE_FAULT domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 536                         domain_id, address, flags);
 537         } else if (printk_ratelimit()) {
 538                 pr_err("AMD-Vi: Event logged [IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 539                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 540                         domain_id, address, flags);
 541         }
 542
 543         if (pdev)
 544                 pci_dev_put(pdev);
 545 }
 546
 547 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
 548 {
 549         struct device *dev = iommu->iommu.dev;
 550         int type, devid, pasid, flags, tag;
 551         volatile u32 *event = __evt;
 552         int count = 0;
 553         u64 address;
 554
 555 retry:
 556         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 557         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 558         pasid   = PPR_PASID(*(u64 *)&event[0]);
 559         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 560         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 561
 562         if (type == 0) {
 563                 /* Did we hit the erratum? */
 564                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
 565                         pr_err("AMD-Vi: No event written to event log\n");
 566                         return;
 567                 }
 568                 udelay(1);
 569                 goto retry;
 570         }
 571
 572         if (type == EVENT_TYPE_IO_FAULT) {
 573                 amd_iommu_report_page_fault(devid, pasid, address, flags);
 574                 return;
 575         } else {
 576                 dev_err(dev, "AMD-Vi: Event logged [");
 577         }
 578
 579         switch (type) {
 580         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 581                 dev_err(dev, "ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 582                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 583                         pasid, address, flags);
 584                 dump_dte_entry(devid);
 585                 break;
 586         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 587                 dev_err(dev, "DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 588                         "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 589                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 590                         address, flags);
 591                 break;
 592         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 593                 dev_err(dev, "PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 594                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 595                         pasid, address, flags);
 596                 break;
 597         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 598                 dev_err(dev, "ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
 599                 dump_command(address);
 600                 break;
 601         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 602                 dev_err(dev, "COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 603                         address, flags);
 604                 break;
 605         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 606                 dev_err(dev, "IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x address=0x%016llx]\n",
 607                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 608                         address);
 609                 break;
 610         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 611                 dev_err(dev, "INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 612                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 613                         pasid, address, flags);
 614                 break;
 615         case EVENT_TYPE_INV_PPR_REQ:
 616                 pasid = ((event[0] >> 16) & 0xFFFF)
 617                         | ((event[1] << 6) & 0xF0000);
 618                 tag = event[1] & 0x03FF;
 619                 dev_err(dev, "INVALID_PPR_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 620                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 621                         pasid, address, flags);
 622                 break;
 623         default:
 624                 dev_err(dev, "UNKNOWN event[0]=0x%08x event[1]=0x%08x event[2]=0x%08x event[3]=0x%08x\n",
 625                         event[0], event[1], event[2], event[3]);
 626         }
 627
 628         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
 629 }
 630
 631 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 632 {
 633         u32 head, tail;
 634
 635         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 636         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 637
 638         while (head != tail) {
 639                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
 640                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
 641         }
 642
 643         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 644 }
 645
 646 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
 647 {
 648         struct amd_iommu_fault fault;
 649
 650         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
 651                 pr_err_ratelimited("AMD-Vi: Unknown PPR request received\n");
 652                 return;
 653         }
 654
 655         fault.address   = raw[1];
 656         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
 657         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
 658         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
 659         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
 660
 661         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
 662 }
 663
 664 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 665 {
 666         u32 head, tail;
 667
 668         if (iommu->ppr_log == NULL)
 669                 return;
 670
 671         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 672         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 673
 674         while (head != tail) {
 675                 volatile u64 *raw;
 676                 u64 entry[2];
 677                 int i;
 678
 679                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
 680
 681                 /*
 682                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
 683                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
 684                  * entry to arrive.
 685                  */
 686                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
 687                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
 688                                 break;
 689                         udelay(1);
 690                 }
 691
 692                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 693                 entry[0] = raw[0];
 694                 entry[1] = raw[1];
 695
 696                 /*
 697                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
 698                  * back to zero.
 699                  */
 700                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
 701
 702                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 703                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
 704                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 705
 706                 /* Handle PPR entry */
 707                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
 708
 709                 /* Refresh ring-buffer information */
 710                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 711                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 712         }
 713 }
 714
 715 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 716 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
 717
 718 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
 719 {
 720         iommu_ga_log_notifier = notifier;
 721
 722         return 0;
 723 }
 724 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
 725
 726 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
 727 {
 728         u32 head, tail, cnt = 0;
 729
 730         if (iommu->ga_log == NULL)
 731                 return;
 732
 733         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 734         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
 735
 736         while (head != tail) {
 737                 volatile u64 *raw;
 738                 u64 log_entry;
 739
 740                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
 741                 cnt++;
 742
 743                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 744                 log_entry = *raw;
 745
 746                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 747                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
 748                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 749
 750                 /* Handle GA entry */
 751                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
 752                 case GA_GUEST_NR:
 753                         if (!iommu_ga_log_notifier)
 754                                 break;
 755
 756                         pr_debug("AMD-Vi: %s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
 757                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
 758                                  GA_TAG(log_entry));
 759
 760                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
 761                                 pr_err("AMD-Vi: GA log notifier failed.\n");
 762                         break;
 763                 default:
 764                         break;
 765                 }
 766         }
 767 }
 768 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
 769
 770 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
 771         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
 772          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
 773          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
 774
 775 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
 776 {
 777         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
 778         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 779
 780         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
 781                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
 782                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
 783                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 784
 785                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
 786                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU Event Log\n");
 787                         iommu_poll_events(iommu);
 788                 }
 789
 790                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
 791                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU PPR Log\n");
 792                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
 793                 }
 794
 795 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 796                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
 797                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU GA Log\n");
 798                         iommu_poll_ga_log(iommu);
 799                 }
 800 #endif
 801
 802                 /*
 803                  * Hardware bug: ERBT1312
 804                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
 805                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
 806                  * the interrupt bit in the event status register.
 807                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
 808                  * subsequent interrupts.
 809                  *
 810                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
 811                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
 812                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
 813                  * again and re-clear the bits
 814                  */
 815                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 816         }
 817         return IRQ_HANDLED;
 818 }
 819
 820 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 821 {
 822         return IRQ_WAKE_THREAD;
 823 }
 824
 825 /****************************************************************************
 826  *
 827  * IOMMU command queuing functions
 828  *
 829  ****************************************************************************/
 830
 831 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
 832 {
 833         int i = 0;
 834
 835         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
 836                 udelay(1);
 837                 i += 1;
 838         }
 839
 840         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
 841                 pr_alert("AMD-Vi: Completion-Wait loop timed out\n");
 842                 return -EIO;
 843         }
 844
 845         return 0;
 846 }
 847
 848 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
 849                                struct iommu_cmd *cmd)
 850 {
 851         u8 *target;
 852
 853         target = iommu->cmd_buf + iommu->cmd_buf_tail;
 854
 855         iommu->cmd_buf_tail += sizeof(*cmd);
 856         iommu->cmd_buf_tail %= CMD_BUFFER_SIZE;
 857
 858         /* Copy command to buffer */
 859         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
 860
 861         /* Tell the IOMMU about it */
 862         writel(iommu->cmd_buf_tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 863 }
 864
 865 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
 866 {
 867         u64 paddr = iommu_virt_to_phys((void *)address);
 868
 869         WARN_ON(address & 0x7ULL);
 870
 871         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 872         cmd->data[0] = lower_32_bits(paddr) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
 873         cmd->data[1] = upper_32_bits(paddr);
 874         cmd->data[2] = 1;
 875         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 876 }
 877
 878 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 879 {
 880         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 881         cmd->data[0] = devid;
 882         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 883 }
 884
 885 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 886                                   size_t size, u16 domid, int pde)
 887 {
 888         u64 pages;
 889         bool s;
 890
 891         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 892         s     = false;
 893
 894         if (pages > 1) {
 895                 /*
 896                  * If we have to flush more than one page, flush all
 897                  * TLB entries for this domain
 898                  */
 899                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 900                 s = true;
 901         }
 902
 903         address &= PAGE_MASK;
 904
 905         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 906         cmd->data[1] |= domid;
 907         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 908         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 909         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 910         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
 911                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 912         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
 913                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 914 }
 915
 916 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
 917                                   u64 address, size_t size)
 918 {
 919         u64 pages;
 920         bool s;
 921
 922         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 923         s     = false;
 924
 925         if (pages > 1) {
 926                 /*
 927                  * If we have to flush more than one page, flush all
 928                  * TLB entries for this domain
 929                  */
 930                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 931                 s = true;
 932         }
 933
 934         address &= PAGE_MASK;
 935
 936         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 937         cmd->data[0]  = devid;
 938         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
 939         cmd->data[1]  = devid;
 940         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 941         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 942         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 943         if (s)
 944                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 945 }
 946
 947 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
 948                                   u64 address, bool size)
 949 {
 950         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 951
 952         address &= ~(0xfffULL);
 953
 954         cmd->data[0]  = pasid;
 955         cmd->data[1]  = domid;
 956         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 957         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 958         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 959         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 960         if (size)
 961                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 962         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 963 }
 964
 965 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 966                                   int qdep, u64 address, bool size)
 967 {
 968         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 969
 970         address &= ~(0xfffULL);
 971
 972         cmd->data[0]  = devid;
 973         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
 974         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
 975         cmd->data[1]  = devid;
 976         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
 977         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 978         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 979         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 980         if (size)
 981                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 982         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 983 }
 984
 985 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 986                                int status, int tag, bool gn)
 987 {
 988         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 989
 990         cmd->data[0]  = devid;
 991         if (gn) {
 992                 cmd->data[1]  = pasid;
 993                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 994         }
 995         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
 996         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
 997
 998         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
 999 }
1000
1001 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
1002 {
1003         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1004         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1005 }
1006
1007 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1008 {
1009         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1010         cmd->data[0] = devid;
1011         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1016  * hardware about the new command.
1017  */
1018 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1019                                       struct iommu_cmd *cmd,
1020                                       bool sync)
1021 {
1022         unsigned int count = 0;
1023         u32 left, next_tail;
1024
1025         next_tail = (iommu->cmd_buf_tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1026 again:
1027         left      = (iommu->cmd_buf_head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1028
1029         if (left <= 0x20) {
1030                 /* Skip udelay() the first time around */
1031                 if (count++) {
1032                         if (count == LOOP_TIMEOUT) {
1033                                 pr_err("AMD-Vi: Command buffer timeout\n");
1034                                 return -EIO;
1035                         }
1036
1037                         udelay(1);
1038                 }
1039
1040                 /* Update head and recheck remaining space */
1041                 iommu->cmd_buf_head = readl(iommu->mmio_base +
1042                                             MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1043
1044                 goto again;
1045         }
1046
1047         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd);
1048
1049         /* Do we need to make sure all commands are processed? */
1050         iommu->need_sync = sync;
1051
1052         return 0;
1053 }
1054
1055 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1056                                     struct iommu_cmd *cmd,
1057                                     bool sync)
1058 {
1059         unsigned long flags;
1060         int ret;
1061
1062         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1063         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1064         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1065
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1070 {
1071         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * This function queues a completion wait command into the command
1076  * buffer of an IOMMU
1077  */
1078 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1079 {
1080         struct iommu_cmd cmd;
1081         unsigned long flags;
1082         int ret;
1083
1084         if (!iommu->need_sync)
1085                 return 0;
1086
1087
1088         build_completion_wait(&cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1089
1090         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1091
1092         iommu->cmd_sem = 0;
1093
1094         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1095         if (ret)
1096                 goto out_unlock;
1097
1098         ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem);
1099
1100 out_unlock:
1101         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1102
1103         return ret;
1104 }
1105
1106 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1107 {
1108         struct iommu_cmd cmd;
1109
1110         build_inv_dte(&cmd, devid);
1111
1112         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1113 }
1114
1115 static void amd_iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1116 {
1117         u32 devid;
1118
1119         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1120                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1121
1122         iommu_completion_wait(iommu);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1127  * this is no issue because it is only called during resume.
1128  */
1129 static void amd_iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1130 {
1131         u32 dom_id;
1132
1133         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1134                 struct iommu_cmd cmd;
1135                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1136                                       dom_id, 1);
1137                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1138         }
1139
1140         iommu_completion_wait(iommu);
1141 }
1142
1143 static void amd_iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1144 {
1145         struct iommu_cmd cmd;
1146
1147         build_inv_all(&cmd);
1148
1149         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1150         iommu_completion_wait(iommu);
1151 }
1152
1153 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1154 {
1155         struct iommu_cmd cmd;
1156
1157         build_inv_irt(&cmd, devid);
1158
1159         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1160 }
1161
1162 static void amd_iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1163 {
1164         u32 devid;
1165
1166         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1167                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1168
1169         iommu_completion_wait(iommu);
1170 }
1171
1172 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1173 {
1174         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1175                 amd_iommu_flush_all(iommu);
1176         } else {
1177                 amd_iommu_flush_dte_all(iommu);
1178                 amd_iommu_flush_irt_all(iommu);
1179                 amd_iommu_flush_tlb_all(iommu);
1180         }
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Command send function for flushing on-device TLB
1185  */
1186 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1187                               u64 address, size_t size)
1188 {
1189         struct amd_iommu *iommu;
1190         struct iommu_cmd cmd;
1191         int qdep;
1192
1193         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1194         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1195
1196         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1197
1198         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Command send function for invalidating a device table entry
1203  */
1204 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1205 {
1206         struct amd_iommu *iommu;
1207         u16 alias;
1208         int ret;
1209
1210         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1211         alias = dev_data->alias;
1212
1213         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1214         if (!ret && alias != dev_data->devid)
1215                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1216         if (ret)
1217                 return ret;
1218
1219         if (dev_data->ats.enabled)
1220                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1221
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1227  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1228  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1229  */
1230 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1231                                  u64 address, size_t size, int pde)
1232 {
1233         struct iommu_dev_data *dev_data;
1234         struct iommu_cmd cmd;
1235         int ret = 0, i;
1236
1237         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1238
1239         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1240                 if (!domain->dev_iommu[i])
1241                         continue;
1242
1243                 /*
1244                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1245                  * We need a TLB flush
1246                  */
1247                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1248         }
1249
1250         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1251
1252                 if (!dev_data->ats.enabled)
1253                         continue;
1254
1255                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1256         }
1257
1258         WARN_ON(ret);
1259 }
1260
1261 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1262                                u64 address, size_t size)
1263 {
1264         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1265 }
1266
1267 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1268 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1269 {
1270         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1271 }
1272
1273 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1274 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1275 {
1276         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1277 }
1278
1279 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1280 {
1281         int i;
1282
1283         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1284                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1285                         continue;
1286
1287                 /*
1288                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1289                  * We need to wait for completion of all commands.
1290                  */
1291                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1292         }
1293 }
1294
1295
1296 /*
1297  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1298  */
1299 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1300 {
1301         struct iommu_dev_data *dev_data;
1302
1303         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1304                 device_flush_dte(dev_data);
1305 }
1306
1307 /****************************************************************************
1308  *
1309  * The functions below are used the create the page table mappings for
1310  * unity mapped regions.
1311  *
1312  ****************************************************************************/
1313
1314 /*
1315  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1316  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1317  * to 64 bits.
1318  */
1319 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1320                                    gfp_t gfp)
1321 {
1322         u64 *pte;
1323
1324         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1325                 /* address space already 64 bit large */
1326                 return false;
1327
1328         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1329         if (!pte)
1330                 return false;
1331
1332         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1333                                         iommu_virt_to_phys(domain->pt_root));
1334         domain->pt_root  = pte;
1335         domain->mode    += 1;
1336         domain->updated  = true;
1337
1338         return true;
1339 }
1340
1341 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1342                       unsigned long address,
1343                       unsigned long page_size,
1344                       u64 **pte_page,
1345                       gfp_t gfp)
1346 {
1347         int level, end_lvl;
1348         u64 *pte, *page;
1349
1350         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1351
1352         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1353                 increase_address_space(domain, gfp);
1354
1355         level   = domain->mode - 1;
1356         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1357         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1358         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1359
1360         while (level > end_lvl) {
1361                 u64 __pte, __npte;
1362
1363                 __pte = *pte;
1364
1365                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(__pte)) {
1366                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1367                         if (!page)
1368                                 return NULL;
1369
1370                         __npte = PM_LEVEL_PDE(level, iommu_virt_to_phys(page));
1371
1372                         /* pte could have been changed somewhere. */
1373                         if (cmpxchg64(pte, __pte, __npte) != __pte) {
1374                                 free_page((unsigned long)page);
1375                                 continue;
1376                         }
1377                 }
1378
1379                 /* No level skipping support yet */
1380                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1381                         return NULL;
1382
1383                 level -= 1;
1384
1385                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1386
1387                 if (pte_page && level == end_lvl)
1388                         *pte_page = pte;
1389
1390                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1391         }
1392
1393         return pte;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1398  * there is one, it returns the pointer to it.
1399  */
1400 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain,
1401                       unsigned long address,
1402                       unsigned long *page_size)
1403 {
1404         int level;
1405         u64 *pte;
1406
1407         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1408                 return NULL;
1409
1410         level      =  domain->mode - 1;
1411         pte        = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1412         *page_size =  PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1413
1414         while (level > 0) {
1415
1416                 /* Not Present */
1417                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1418                         return NULL;
1419
1420                 /* Large PTE */
1421                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 7 ||
1422                     PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
1423                         break;
1424
1425                 /* No level skipping support yet */
1426                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1427                         return NULL;
1428
1429                 level -= 1;
1430
1431                 /* Walk to the next level */
1432                 pte        = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1433                 pte        = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1434                 *page_size = PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1435         }
1436
1437         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1438                 unsigned long pte_mask;
1439
1440                 /*
1441                  * If we have a series of large PTEs, make
1442                  * sure to return a pointer to the first one.
1443                  */
1444                 *page_size = pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1445                 pte_mask   = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1446                 pte        = (u64 *)(((unsigned long)pte) & pte_mask);
1447         }
1448
1449         return pte;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1454  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1455  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1456  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1457  * and full 64 bit address spaces.
1458  */
1459 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1460                           unsigned long bus_addr,
1461                           unsigned long phys_addr,
1462                           unsigned long page_size,
1463                           int prot,
1464                           gfp_t gfp)
1465 {
1466         u64 __pte, *pte;
1467         int i, count;
1468
1469         BUG_ON(!IS_ALIGNED(bus_addr, page_size));
1470         BUG_ON(!IS_ALIGNED(phys_addr, page_size));
1471
1472         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1473                 return -EINVAL;
1474
1475         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1476         pte   = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, gfp);
1477
1478         if (!pte)
1479                 return -ENOMEM;
1480
1481         for (i = 0; i < count; ++i)
1482                 if (IOMMU_PTE_PRESENT(pte[i]))
1483                         return -EBUSY;
1484
1485         if (count > 1) {
1486                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(__sme_set(phys_addr), page_size);
1487                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1488         } else
1489                 __pte = __sme_set(phys_addr) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1490
1491         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1492                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1493         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1494                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1495
1496         for (i = 0; i < count; ++i)
1497                 pte[i] = __pte;
1498
1499         update_domain(dom);
1500
1501         return 0;
1502 }
1503
1504 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1505                                       unsigned long bus_addr,
1506                                       unsigned long page_size)
1507 {
1508         unsigned long long unmapped;
1509         unsigned long unmap_size;
1510         u64 *pte;
1511
1512         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1513
1514         unmapped = 0;
1515
1516         while (unmapped < page_size) {
1517
1518                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr, &unmap_size);
1519
1520                 if (pte) {
1521                         int i, count;
1522
1523                         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1524                         for (i = 0; i < count; i++)
1525                                 pte[i] = 0ULL;
1526                 }
1527
1528                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1529                 unmapped += unmap_size;
1530         }
1531
1532         BUG_ON(unmapped && !is_power_of_2(unmapped));
1533
1534         return unmapped;
1535 }
1536
1537 /****************************************************************************
1538  *
1539  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1540  * interface functions.
1541  *
1542  ****************************************************************************/
1543
1544
1545 static unsigned long dma_ops_alloc_iova(struct device *dev,
1546                                         struct dma_ops_domain *dma_dom,
1547                                         unsigned int pages, u64 dma_mask)
1548 {
1549         unsigned long pfn = 0;
1550
1551         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1552
1553         if (dma_mask > DMA_BIT_MASK(32))
1554                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1555                                       IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32)), false);
1556
1557         if (!pfn)
1558                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1559                                       IOVA_PFN(dma_mask), true);
1560
1561         return (pfn << PAGE_SHIFT);
1562 }
1563
1564 static void dma_ops_free_iova(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1565                               unsigned long address,
1566                               unsigned int pages)
1567 {
1568         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1569         address >>= PAGE_SHIFT;
1570
1571         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, pages);
1572 }
1573
1574 /****************************************************************************
1575  *
1576  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1577  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1578  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1579  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1580  * contain.
1581  *
1582  ****************************************************************************/
1583
1584 /*
1585  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1586  */
1587 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1588 {
1589         unsigned long flags;
1590
1591         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1592         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1593         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * This function removes a protection domain to the global
1598  * protection domain list
1599  */
1600 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1601 {
1602         unsigned long flags;
1603
1604         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1605         list_del(&domain->list);
1606         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1607 }
1608
1609 static u16 domain_id_alloc(void)
1610 {
1611         int id;
1612
1613         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1614         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1615         BUG_ON(id == 0);
1616         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1617                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1618         else
1619                 id = 0;
1620         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1621
1622         return id;
1623 }
1624
1625 static void domain_id_free(int id)
1626 {
1627         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1628         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1629                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1630         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1631 }
1632
1633 #define DEFINE_FREE_PT_FN(LVL, FN)                              \
1634 static void free_pt_##LVL (unsigned long __pt)                  \
1635 {                                                               \
1636         unsigned long p;                                        \
1637         u64 *pt;                                                \
1638         int i;                                                  \
1639                                                                 \
1640         pt = (u64 *)__pt;                                       \
1641                                                                 \
1642         for (i = 0; i < 512; ++i) {                             \
1643                 /* PTE present? */                              \
1644                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pt[i]))                  \
1645                         continue;                               \
1646                                                                 \
1647                 /* Large PTE? */                                \
1648                 if (PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 0 ||                 \
1649                     PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 7)                   \
1650                         continue;                               \
1651                                                                 \
1652                 p = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pt[i]);       \
1653                 FN(p);                                          \
1654         }                                                       \
1655         free_page((unsigned long)pt);                           \
1656 }
1657
1658 DEFINE_FREE_PT_FN(l2, free_page)
1659 DEFINE_FREE_PT_FN(l3, free_pt_l2)
1660 DEFINE_FREE_PT_FN(l4, free_pt_l3)
1661 DEFINE_FREE_PT_FN(l5, free_pt_l4)
1662 DEFINE_FREE_PT_FN(l6, free_pt_l5)
1663
1664 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1665 {
1666         unsigned long root = (unsigned long)domain->pt_root;
1667
1668         switch (domain->mode) {
1669         case PAGE_MODE_NONE:
1670                 break;
1671         case PAGE_MODE_1_LEVEL:
1672                 free_page(root);
1673                 break;
1674         case PAGE_MODE_2_LEVEL:
1675                 free_pt_l2(root);
1676                 break;
1677         case PAGE_MODE_3_LEVEL:
1678                 free_pt_l3(root);
1679                 break;
1680         case PAGE_MODE_4_LEVEL:
1681                 free_pt_l4(root);
1682                 break;
1683         case PAGE_MODE_5_LEVEL:
1684                 free_pt_l5(root);
1685                 break;
1686         case PAGE_MODE_6_LEVEL:
1687                 free_pt_l6(root);
1688                 break;
1689         default:
1690                 BUG();
1691         }
1692 }
1693
1694 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1695 {
1696         u64 *ptr;
1697         int i;
1698
1699         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1700                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1701                         continue;
1702
1703                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1704
1705                 free_page((unsigned long)ptr);
1706         }
1707 }
1708
1709 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1710 {
1711         u64 *ptr;
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1715                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1716                         continue;
1717
1718                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1719
1720                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1721         }
1722 }
1723
1724 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1725 {
1726         if (domain->glx == 2)
1727                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1728         else if (domain->glx == 1)
1729                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1730         else
1731                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1732
1733         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1734 }
1735
1736 static void dma_ops_domain_flush_tlb(struct dma_ops_domain *dom)
1737 {
1738         domain_flush_tlb(&dom->domain);
1739         domain_flush_complete(&dom->domain);
1740 }
1741
1742 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad)
1743 {
1744         struct dma_ops_domain *dom;
1745
1746         dom = container_of(iovad, struct dma_ops_domain, iovad);
1747
1748         dma_ops_domain_flush_tlb(dom);
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1753  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1754  */
1755 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1756 {
1757         if (!dom)
1758                 return;
1759
1760         del_domain_from_list(&dom->domain);
1761
1762         put_iova_domain(&dom->iovad);
1763
1764         free_pagetable(&dom->domain);
1765
1766         if (dom->domain.id)
1767                 domain_id_free(dom->domain.id);
1768
1769         kfree(dom);
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1774  * It also initializes the page table and the address allocator data
1775  * structures required for the dma_ops interface
1776  */
1777 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1778 {
1779         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1780
1781         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
1782         if (!dma_dom)
1783                 return NULL;
1784
1785         if (protection_domain_init(&dma_dom->domain))
1786                 goto free_dma_dom;
1787
1788         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1789         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1790         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
1791         if (!dma_dom->domain.pt_root)
1792                 goto free_dma_dom;
1793
1794         init_iova_domain(&dma_dom->iovad, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
1795
1796         if (init_iova_flush_queue(&dma_dom->iovad, iova_domain_flush_tlb, NULL))
1797                 goto free_dma_dom;
1798
1799         /* Initialize reserved ranges */
1800         copy_reserved_iova(&reserved_iova_ranges, &dma_dom->iovad);
1801
1802         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
1803
1804         return dma_dom;
1805
1806 free_dma_dom:
1807         dma_ops_domain_free(dma_dom);
1808
1809         return NULL;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * little helper function to check whether a given protection domain is a
1814  * dma_ops domain
1815  */
1816 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
1817 {
1818         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
1819 }
1820
1821 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain,
1822                           bool ats, bool ppr)
1823 {
1824         u64 pte_root = 0;
1825         u64 flags = 0;
1826
1827         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
1828                 pte_root = iommu_virt_to_phys(domain->pt_root);
1829
1830         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1831                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1832         pte_root |= DTE_FLAG_IR | DTE_FLAG_IW | DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1833
1834         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
1835
1836         if (ats)
1837                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
1838
1839         if (ppr) {
1840                 struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1841
1842                 if (iommu_feature(iommu, FEATURE_EPHSUP))
1843                         pte_root |= 1ULL << DEV_ENTRY_PPR;
1844         }
1845
1846         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1847                 u64 gcr3 = iommu_virt_to_phys(domain->gcr3_tbl);
1848                 u64 glx  = domain->glx;
1849                 u64 tmp;
1850
1851                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
1852                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
1853
1854                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
1855                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1856                 flags    &= ~tmp;
1857
1858                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1859                 flags    &= ~tmp;
1860
1861                 /* Encode GCR3 table into DTE */
1862                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
1863                 pte_root |= tmp;
1864
1865                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1866                 flags    |= tmp;
1867
1868                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1869                 flags    |= tmp;
1870         }
1871
1872         flags &= ~DEV_DOMID_MASK;
1873         flags |= domain->id;
1874
1875         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
1876         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
1877 }
1878
1879 static void clear_dte_entry(u16 devid)
1880 {
1881         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1882         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1883         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
1884
1885         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1886 }
1887
1888 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
1889                       struct protection_domain *domain)
1890 {
1891         struct amd_iommu *iommu;
1892         u16 alias;
1893         bool ats;
1894
1895         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1896         alias = dev_data->alias;
1897         ats   = dev_data->ats.enabled;
1898
1899         /* Update data structures */
1900         dev_data->domain = domain;
1901         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
1902
1903         /* Do reference counting */
1904         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
1905         domain->dev_cnt                 += 1;
1906
1907         /* Update device table */
1908         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1909         if (alias != dev_data->devid)
1910                 set_dte_entry(alias, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1911
1912         device_flush_dte(dev_data);
1913 }
1914
1915 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
1916 {
1917         struct amd_iommu *iommu;
1918         u16 alias;
1919
1920         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1921         alias = dev_data->alias;
1922
1923         /* decrease reference counters */
1924         dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
1925         dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
1926
1927         /* Update data structures */
1928         dev_data->domain = NULL;
1929         list_del(&dev_data->list);
1930         clear_dte_entry(dev_data->devid);
1931         if (alias != dev_data->devid)
1932                 clear_dte_entry(alias);
1933
1934         /* Flush the DTE entry */
1935         device_flush_dte(dev_data);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
1940  * device visible in the domain
1941  */
1942 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
1943                            struct protection_domain *domain)
1944 {
1945         int ret;
1946
1947         /*
1948          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
1949          * when its not.
1950          */
1951         WARN_ON(!irqs_disabled());
1952
1953         /* lock domain */
1954         spin_lock(&domain->lock);
1955
1956         ret = -EBUSY;
1957         if (dev_data->domain != NULL)
1958                 goto out_unlock;
1959
1960         /* Attach alias group root */
1961         do_attach(dev_data, domain);
1962
1963         ret = 0;
1964
1965 out_unlock:
1966
1967         /* ready */
1968         spin_unlock(&domain->lock);
1969
1970         return ret;
1971 }
1972
1973
1974 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
1975 {
1976         pci_disable_ats(pdev);
1977         pci_disable_pri(pdev);
1978         pci_disable_pasid(pdev);
1979 }
1980
1981 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
1982 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
1983 {
1984         u16 control;
1985         int pos;
1986
1987         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
1988         if (!pos)
1989                 return -EINVAL;
1990
1991         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
1992         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
1993         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
1994
1995         return 0;
1996 }
1997
1998 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
1999 {
2000         bool reset_enable;
2001         int reqs, ret;
2002
2003         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
2004         reqs = 32;
2005         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
2006                 reqs = 1;
2007         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
2008
2009         /* Only allow access to user-accessible pages */
2010         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
2011         if (ret)
2012                 goto out_err;
2013
2014         /* First reset the PRI state of the device */
2015         ret = pci_reset_pri(pdev);
2016         if (ret)
2017                 goto out_err;
2018
2019         /* Enable PRI */
2020         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2021         if (ret)
2022                 goto out_err;
2023
2024         if (reset_enable) {
2025                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2026                 if (ret)
2027                         goto out_err;
2028         }
2029
2030         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2031         if (ret)
2032                 goto out_err;
2033
2034         return 0;
2035
2036 out_err:
2037         pci_disable_pri(pdev);
2038         pci_disable_pasid(pdev);
2039
2040         return ret;
2041 }
2042
2043 /* FIXME: Move this to PCI code */
2044 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2045
2046 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2047 {
2048         u16 status;
2049         int pos;
2050
2051         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2052         if (!pos)
2053                 return false;
2054
2055         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2056
2057         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
2062  * device visible in the domain
2063  */
2064 static int attach_device(struct device *dev,
2065                          struct protection_domain *domain)
2066 {
2067         struct pci_dev *pdev;
2068         struct iommu_dev_data *dev_data;
2069         unsigned long flags;
2070         int ret;
2071
2072         dev_data = get_dev_data(dev);
2073
2074         if (!dev_is_pci(dev))
2075                 goto skip_ats_check;
2076
2077         pdev = to_pci_dev(dev);
2078         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2079                 if (!dev_data->passthrough)
2080                         return -EINVAL;
2081
2082                 if (dev_data->iommu_v2) {
2083                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2084                                 return -EINVAL;
2085
2086                         dev_data->ats.enabled = true;
2087                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2088                         dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2089                 }
2090         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2091                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2092                 dev_data->ats.enabled = true;
2093                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2094         }
2095
2096 skip_ats_check:
2097         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2098         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2099         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2100
2101         /*
2102          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2103          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2104          * here to evict all dirty stuff.
2105          */
2106         domain_flush_tlb_pde(domain);
2107
2108         return ret;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2113  */
2114 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2115 {
2116         struct protection_domain *domain;
2117
2118         /*
2119          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
2120          * when its not.
2121          */
2122         WARN_ON(!irqs_disabled());
2123
2124         domain = dev_data->domain;
2125
2126         spin_lock(&domain->lock);
2127
2128         do_detach(dev_data);
2129
2130         spin_unlock(&domain->lock);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2135  */
2136 static void detach_device(struct device *dev)
2137 {
2138         struct protection_domain *domain;
2139         struct iommu_dev_data *dev_data;
2140         unsigned long flags;
2141
2142         dev_data = get_dev_data(dev);
2143         domain   = dev_data->domain;
2144
2145         /*
2146          * First check if the device is still attached. It might already
2147          * be detached from its domain because the generic
2148          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
2149          * our alias handling.
2150          */
2151         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
2152                 return;
2153
2154         /* lock device table */
2155         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2156         __detach_device(dev_data);
2157         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2158
2159         if (!dev_is_pci(dev))
2160                 return;
2161
2162         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
2163                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2164         else if (dev_data->ats.enabled)
2165                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2166
2167         dev_data->ats.enabled = false;
2168 }
2169
2170 static int amd_iommu_add_device(struct device *dev)
2171 {
2172         struct iommu_dev_data *dev_data;
2173         struct iommu_domain *domain;
2174         struct amd_iommu *iommu;
2175         int ret, devid;
2176
2177         if (!check_device(dev) || get_dev_data(dev))
2178                 return 0;
2179
2180         devid = get_device_id(dev);
2181         if (devid < 0)
2182                 return devid;
2183
2184         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2185
2186         ret = iommu_init_device(dev);
2187         if (ret) {
2188                 if (ret != -ENOTSUPP)
2189                         pr_err("Failed to initialize device %s - trying to proceed anyway\n",
2190                                 dev_name(dev));
2191
2192                 iommu_ignore_device(dev);
2193                 dev->dma_ops = &dma_direct_ops;
2194                 goto out;
2195         }
2196         init_iommu_group(dev);
2197
2198         dev_data = get_dev_data(dev);
2199
2200         BUG_ON(!dev_data);
2201
2202         if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2)
2203                 iommu_request_dm_for_dev(dev);
2204
2205         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
2206         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2207         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
2208                 dev_data->passthrough = true;
2209         else
2210                 dev->dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2211
2212 out:
2213         iommu_completion_wait(iommu);
2214
2215         return 0;
2216 }
2217
2218 static void amd_iommu_remove_device(struct device *dev)
2219 {
2220         struct amd_iommu *iommu;
2221         int devid;
2222
2223         if (!check_device(dev))
2224                 return;
2225
2226         devid = get_device_id(dev);
2227         if (devid < 0)
2228                 return;
2229
2230         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2231
2232         iommu_uninit_device(dev);
2233         iommu_completion_wait(iommu);
2234 }
2235
2236 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
2237 {
2238         if (dev_is_pci(dev))
2239                 return pci_device_group(dev);
2240
2241         return acpihid_device_group(dev);
2242 }
2243
2244 /*****************************************************************************
2245  *
2246  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2247  *
2248  *****************************************************************************/
2249
2250 /*
2251  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2252  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2253  * requestor id for a given device.
2254  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2255  * in this function.
2256  */
2257 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2258 {
2259         struct protection_domain *domain;
2260         struct iommu_domain *io_domain;
2261
2262         if (!check_device(dev))
2263                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2264
2265         domain = get_dev_data(dev)->domain;
2266         if (domain == NULL && get_dev_data(dev)->defer_attach) {
2267                 get_dev_data(dev)->defer_attach = false;
2268                 io_domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2269                 domain = to_pdomain(io_domain);
2270                 attach_device(dev, domain);
2271         }
2272         if (domain == NULL)
2273                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2274
2275         if (!dma_ops_domain(domain))
2276                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2277
2278         return domain;
2279 }
2280
2281 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2282 {
2283         struct iommu_dev_data *dev_data;
2284
2285         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2286                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled,
2287                               dev_data->iommu_v2);
2288
2289                 if (dev_data->devid == dev_data->alias)
2290                         continue;
2291
2292                 /* There is an alias, update device table entry for it */
2293                 set_dte_entry(dev_data->alias, domain, dev_data->ats.enabled,
2294                               dev_data->iommu_v2);
2295         }
2296 }
2297
2298 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2299 {
2300         if (!domain->updated)
2301                 return;
2302
2303         update_device_table(domain);
2304
2305         domain_flush_devices(domain);
2306         domain_flush_tlb_pde(domain);
2307
2308         domain->updated = false;
2309 }
2310
2311 static int dir2prot(enum dma_data_direction direction)
2312 {
2313         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2314                 return IOMMU_PROT_IR;
2315         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2316                 return IOMMU_PROT_IW;
2317         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2318                 return IOMMU_PROT_IW | IOMMU_PROT_IR;
2319         else
2320                 return 0;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * This function contains common code for mapping of a physically
2325  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2326  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2327  * Must be called with the domain lock held.
2328  */
2329 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2330                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2331                                phys_addr_t paddr,
2332                                size_t size,
2333                                enum dma_data_direction direction,
2334                                u64 dma_mask)
2335 {
2336         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2337         dma_addr_t address, start, ret;
2338         unsigned int pages;
2339         int prot = 0;
2340         int i;
2341
2342         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2343         paddr &= PAGE_MASK;
2344
2345         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, pages, dma_mask);
2346         if (address == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2347                 goto out;
2348
2349         prot = dir2prot(direction);
2350
2351         start = address;
2352         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2353                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, start, paddr,
2354                                      PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2355                 if (ret)
2356                         goto out_unmap;
2357
2358                 paddr += PAGE_SIZE;
2359                 start += PAGE_SIZE;
2360         }
2361         address += offset;
2362
2363         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
2364                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2365                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2366         }
2367
2368 out:
2369         return address;
2370
2371 out_unmap:
2372
2373         for (--i; i >= 0; --i) {
2374                 start -= PAGE_SIZE;
2375                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2376         }
2377
2378         domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2379         domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2380
2381         dma_ops_free_iova(dma_dom, address, pages);
2382
2383         return AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2388  * the domain lock held too
2389  */
2390 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2391                            dma_addr_t dma_addr,
2392                            size_t size,
2393                            int dir)
2394 {
2395         dma_addr_t i, start;
2396         unsigned int pages;
2397
2398         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2399         dma_addr &= PAGE_MASK;
2400         start = dma_addr;
2401
2402         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2403                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2404                 start += PAGE_SIZE;
2405         }
2406
2407         if (amd_iommu_unmap_flush) {
2408                 dma_ops_free_iova(dma_dom, dma_addr, pages);
2409                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2410                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2411         } else {
2412                 pages = __roundup_pow_of_two(pages);
2413                 queue_iova(&dma_dom->iovad, dma_addr >> PAGE_SHIFT, pages, 0);
2414         }
2415 }
2416
2417 /*
2418  * The exported map_single function for dma_ops.
2419  */
2420 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2421                            unsigned long offset, size_t size,
2422                            enum dma_data_direction dir,
2423                            unsigned long attrs)
2424 {
2425         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2426         struct protection_domain *domain;
2427         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2428         u64 dma_mask;
2429
2430         domain = get_domain(dev);
2431         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2432                 return (dma_addr_t)paddr;
2433         else if (IS_ERR(domain))
2434                 return AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2435
2436         dma_mask = *dev->dma_mask;
2437         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2438
2439         return __map_single(dev, dma_dom, paddr, size, dir, dma_mask);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2444  */
2445 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2446                        enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
2447 {
2448         struct protection_domain *domain;
2449         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2450
2451         domain = get_domain(dev);
2452         if (IS_ERR(domain))
2453                 return;
2454
2455         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2456
2457         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, dir);
2458 }
2459
2460 static int sg_num_pages(struct device *dev,
2461                         struct scatterlist *sglist,
2462                         int nelems)
2463 {
2464         unsigned long mask, boundary_size;
2465         struct scatterlist *s;
2466         int i, npages = 0;
2467
2468         mask          = dma_get_seg_boundary(dev);
2469         boundary_size = mask + 1 ? ALIGN(mask + 1, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT :
2470                                    1UL << (BITS_PER_LONG - PAGE_SHIFT);
2471
2472         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2473                 int p, n;
2474
2475                 s->dma_address = npages << PAGE_SHIFT;
2476                 p = npages % boundary_size;
2477                 n = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2478                 if (p + n > boundary_size)
2479                         npages += boundary_size - p;
2480                 npages += n;
2481         }
2482
2483         return npages;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2488  * lists).
2489  */
2490 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2491                   int nelems, enum dma_data_direction direction,
2492                   unsigned long attrs)
2493 {
2494         int mapped_pages = 0, npages = 0, prot = 0, i;
2495         struct protection_domain *domain;
2496         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2497         struct scatterlist *s;
2498         unsigned long address;
2499         u64 dma_mask;
2500
2501         domain = get_domain(dev);
2502         if (IS_ERR(domain))
2503                 return 0;
2504
2505         dma_dom  = to_dma_ops_domain(domain);
2506         dma_mask = *dev->dma_mask;
2507
2508         npages = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2509
2510         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, npages, dma_mask);
2511         if (address == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2512                 goto out_err;
2513
2514         prot = dir2prot(direction);
2515
2516         /* Map all sg entries */
2517         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2518                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2519
2520                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2521                         unsigned long bus_addr, phys_addr;
2522                         int ret;
2523
2524                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2525                         phys_addr = (sg_phys(s) & PAGE_MASK) + (j << PAGE_SHIFT);
2526                         ret = iommu_map_page(domain, bus_addr, phys_addr, PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2527                         if (ret)
2528                                 goto out_unmap;
2529
2530                         mapped_pages += 1;
2531                 }
2532         }
2533
2534         /* Everything is mapped - write the right values into s->dma_address */
2535         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2536                 s->dma_address += address + s->offset;
2537                 s->dma_length   = s->length;
2538         }
2539
2540         return nelems;
2541
2542 out_unmap:
2543         pr_err("%s: IOMMU mapping error in map_sg (io-pages: %d)\n",
2544                dev_name(dev), npages);
2545
2546         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2547                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2548
2549                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2550                         unsigned long bus_addr;
2551
2552                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2553                         iommu_unmap_page(domain, bus_addr, PAGE_SIZE);
2554
2555                         if (--mapped_pages)
2556                                 goto out_free_iova;
2557                 }
2558         }
2559
2560 out_free_iova:
2561         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, npages);
2562
2563 out_err:
2564         return 0;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2569  * lists).
2570  */
2571 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2572                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2573                      unsigned long attrs)
2574 {
2575         struct protection_domain *domain;
2576         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2577         unsigned long startaddr;
2578         int npages = 2;
2579
2580         domain = get_domain(dev);
2581         if (IS_ERR(domain))
2582                 return;
2583
2584         startaddr = sg_dma_address(sglist) & PAGE_MASK;
2585         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2586         npages    = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2587
2588         __unmap_single(dma_dom, startaddr, npages << PAGE_SHIFT, dir);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2593  */
2594 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2595                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2596                             unsigned long attrs)
2597 {
2598         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2599         struct protection_domain *domain = get_domain(dev);
2600         bool is_direct = false;
2601         void *virt_addr;
2602
2603         if (IS_ERR(domain)) {
2604                 if (PTR_ERR(domain) != -EINVAL)
2605                         return NULL;
2606                 is_direct = true;
2607         }
2608
2609         virt_addr = dma_direct_alloc(dev, size, dma_addr, flag, attrs);
2610         if (!virt_addr || is_direct)
2611                 return virt_addr;
2612
2613         if (!dma_mask)
2614                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2615
2616         *dma_addr = __map_single(dev, to_dma_ops_domain(domain),
2617                         virt_to_phys(virt_addr), PAGE_ALIGN(size),
2618                         DMA_BIDIRECTIONAL, dma_mask);
2619         if (*dma_addr == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR)
2620                 goto out_free;
2621         return virt_addr;
2622
2623 out_free:
2624         dma_direct_free(dev, size, virt_addr, *dma_addr, attrs);
2625         return NULL;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * The exported free_coherent function for dma_ops.
2630  */
2631 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
2632                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
2633                           unsigned long attrs)
2634 {
2635         struct protection_domain *domain = get_domain(dev);
2636
2637         size = PAGE_ALIGN(size);
2638
2639         if (!IS_ERR(domain)) {
2640                 struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2641
2642                 __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
2643         }
2644
2645         dma_direct_free(dev, size, virt_addr, dma_addr, attrs);
2646 }
2647
2648 /*
2649  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
2650  * particular device. It is part of the dma_ops.
2651  */
2652 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
2653 {
2654         if (!dma_direct_supported(dev, mask))
2655                 return 0;
2656         return check_device(dev);
2657 }
2658
2659 static int amd_iommu_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
2660 {
2661         return dma_addr == AMD_IOMMU_MAPPING_ERROR;
2662 }
2663
2664 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
2665         .alloc          = alloc_coherent,
2666         .free           = free_coherent,
2667         .map_page       = map_page,
2668         .unmap_page     = unmap_page,
2669         .map_sg         = map_sg,
2670         .unmap_sg       = unmap_sg,
2671         .dma_supported  = amd_iommu_dma_supported,
2672         .mapping_error  = amd_iommu_mapping_error,
2673 };
2674
2675 static int init_reserved_iova_ranges(void)
2676 {
2677         struct pci_dev *pdev = NULL;
2678         struct iova *val;
2679
2680         init_iova_domain(&reserved_iova_ranges, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
2681
2682         lockdep_set_class(&reserved_iova_ranges.iova_rbtree_lock,
2683                           &reserved_rbtree_key);
2684
2685         /* MSI memory range */
2686         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2687                            IOVA_PFN(MSI_RANGE_START), IOVA_PFN(MSI_RANGE_END));
2688         if (!val) {
2689                 pr_err("Reserving MSI range failed\n");
2690                 return -ENOMEM;
2691         }
2692
2693         /* HT memory range */
2694         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2695                            IOVA_PFN(HT_RANGE_START), IOVA_PFN(HT_RANGE_END));
2696         if (!val) {
2697                 pr_err("Reserving HT range failed\n");
2698                 return -ENOMEM;
2699         }
2700
2701         /*
2702          * Memory used for PCI resources
2703          * FIXME: Check whether we can reserve the PCI-hole completly
2704          */
2705         for_each_pci_dev(pdev) {
2706                 int i;
2707
2708                 for (i = 0; i < PCI_NUM_RESOURCES; ++i) {
2709                         struct resource *r = &pdev->resource[i];
2710
2711                         if (!(r->flags & IORESOURCE_MEM))
2712                                 continue;
2713
2714                         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2715                                            IOVA_PFN(r->start),
2716                                            IOVA_PFN(r->end));
2717                         if (!val) {
2718                                 pr_err("Reserve pci-resource range failed\n");
2719                                 return -ENOMEM;
2720                         }
2721                 }
2722         }
2723
2724         return 0;
2725 }
2726
2727 int __init amd_iommu_init_api(void)
2728 {
2729         int ret, err = 0;
2730
2731         ret = iova_cache_get();
2732         if (ret)
2733                 return ret;
2734
2735         ret = init_reserved_iova_ranges();
2736         if (ret)
2737                 return ret;
2738
2739         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
2740         if (err)
2741                 return err;
2742 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
2743         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
2744         if (err)
2745                 return err;
2746 #endif
2747         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
2748         if (err)
2749                 return err;
2750
2751         return 0;
2752 }
2753
2754 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
2755 {
2756         swiotlb        = (iommu_pass_through || sme_me_mask) ? 1 : 0;
2757         iommu_detected = 1;
2758
2759         /*
2760          * In case we don't initialize SWIOTLB (actually the common case
2761          * when AMD IOMMU is enabled and SME is not active), make sure there
2762          * are global dma_ops set as a fall-back for devices not handled by
2763          * this driver (for example non-PCI devices). When SME is active,
2764          * make sure that swiotlb variable remains set so the global dma_ops
2765          * continue to be SWIOTLB.
2766          */
2767         if (!swiotlb)
2768                 dma_ops = &dma_direct_ops;
2769
2770         if (amd_iommu_unmap_flush)
2771                 pr_info("AMD-Vi: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
2772         else
2773                 pr_info("AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
2774
2775         return 0;
2776
2777 }
2778
2779 /*****************************************************************************
2780  *
2781  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
2782  *
2783  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
2784  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
2785  * which is not possible with the dma_ops interface.
2786  *
2787  *****************************************************************************/
2788
2789 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
2790 {
2791         struct iommu_dev_data *entry;
2792         unsigned long flags;
2793
2794         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2795
2796         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
2797                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
2798                                          struct iommu_dev_data, list);
2799                 BUG_ON(!entry->domain);
2800                 __detach_device(entry);
2801         }
2802
2803         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2804 }
2805
2806 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
2807 {
2808         if (!domain)
2809                 return;
2810
2811         del_domain_from_list(domain);
2812
2813         if (domain->id)
2814                 domain_id_free(domain->id);
2815
2816         kfree(domain);
2817 }
2818
2819 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain)
2820 {
2821         spin_lock_init(&domain->lock);
2822         mutex_init(&domain->api_lock);
2823         domain->id = domain_id_alloc();
2824         if (!domain->id)
2825                 return -ENOMEM;
2826         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
2827
2828         return 0;
2829 }
2830
2831 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
2832 {
2833         struct protection_domain *domain;
2834
2835         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
2836         if (!domain)
2837                 return NULL;
2838
2839         if (protection_domain_init(domain))
2840                 goto out_err;
2841
2842         add_domain_to_list(domain);
2843
2844         return domain;
2845
2846 out_err:
2847         kfree(domain);
2848
2849         return NULL;
2850 }
2851
2852 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
2853 {
2854         struct protection_domain *pdomain;
2855         struct dma_ops_domain *dma_domain;
2856
2857         switch (type) {
2858         case IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED:
2859                 pdomain = protection_domain_alloc();
2860                 if (!pdomain)
2861                         return NULL;
2862
2863                 pdomain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
2864                 pdomain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2865                 if (!pdomain->pt_root) {
2866                         protection_domain_free(pdomain);
2867                         return NULL;
2868                 }
2869
2870                 pdomain->domain.geometry.aperture_start = 0;
2871                 pdomain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
2872                 pdomain->domain.geometry.force_aperture = true;
2873
2874                 break;
2875         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2876                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
2877                 if (!dma_domain) {
2878                         pr_err("AMD-Vi: Failed to allocate\n");
2879                         return NULL;
2880                 }
2881                 pdomain = &dma_domain->domain;
2882                 break;
2883         case IOMMU_DOMAIN_IDENTITY:
2884                 pdomain = protection_domain_alloc();
2885                 if (!pdomain)
2886                         return NULL;
2887
2888                 pdomain->mode = PAGE_MODE_NONE;
2889                 break;
2890         default:
2891                 return NULL;
2892         }
2893
2894         return &pdomain->domain;
2895 }
2896
2897 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
2898 {
2899         struct protection_domain *domain;
2900         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2901
2902         domain = to_pdomain(dom);
2903
2904         if (domain->dev_cnt > 0)
2905                 cleanup_domain(domain);
2906
2907         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
2908
2909         if (!dom)
2910                 return;
2911
2912         switch (dom->type) {
2913         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2914                 /* Now release the domain */
2915                 dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2916                 dma_ops_domain_free(dma_dom);
2917                 break;
2918         default:
2919                 if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
2920                         free_pagetable(domain);
2921
2922                 if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
2923                         free_gcr3_table(domain);
2924
2925                 protection_domain_free(domain);
2926                 break;
2927         }
2928 }
2929
2930 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
2931                                     struct device *dev)
2932 {
2933         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
2934         struct amd_iommu *iommu;
2935         int devid;
2936
2937         if (!check_device(dev))
2938                 return;
2939
2940         devid = get_device_id(dev);
2941         if (devid < 0)
2942                 return;
2943
2944         if (dev_data->domain != NULL)
2945                 detach_device(dev);
2946
2947         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2948         if (!iommu)
2949                 return;
2950
2951 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2952         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
2953             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
2954                 dev_data->use_vapic = 0;
2955 #endif
2956
2957         iommu_completion_wait(iommu);
2958 }
2959
2960 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
2961                                    struct device *dev)
2962 {
2963         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2964         struct iommu_dev_data *dev_data;
2965         struct amd_iommu *iommu;
2966         int ret;
2967
2968         if (!check_device(dev))
2969                 return -EINVAL;
2970
2971         dev_data = dev->archdata.iommu;
2972
2973         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2974         if (!iommu)
2975                 return -EINVAL;
2976
2977         if (dev_data->domain)
2978                 detach_device(dev);
2979
2980         ret = attach_device(dev, domain);
2981
2982 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2983         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
2984                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
2985                         dev_data->use_vapic = 1;
2986                 else
2987                         dev_data->use_vapic = 0;
2988         }
2989 #endif
2990
2991         iommu_completion_wait(iommu);
2992
2993         return ret;
2994 }
2995
2996 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
2997                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
2998 {
2999         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3000         int prot = 0;
3001         int ret;
3002
3003         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3004                 return -EINVAL;
3005
3006         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3007                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3008         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3009                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3010
3011         mutex_lock(&domain->api_lock);
3012         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, page_size, prot, GFP_KERNEL);
3013         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3014
3015         return ret;
3016 }
3017
3018 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3019                            size_t page_size)
3020 {
3021         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3022         size_t unmap_size;
3023
3024         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3025                 return 0;
3026
3027         mutex_lock(&domain->api_lock);
3028         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3029         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3030
3031         return unmap_size;
3032 }
3033
3034 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3035                                           dma_addr_t iova)
3036 {
3037         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3038         unsigned long offset_mask, pte_pgsize;
3039         u64 *pte, __pte;
3040
3041         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3042                 return iova;
3043
3044         pte = fetch_pte(domain, iova, &pte_pgsize);
3045
3046         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3047                 return 0;
3048
3049         offset_mask = pte_pgsize - 1;
3050         __pte       = *pte & PM_ADDR_MASK;
3051
3052         return (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3053 }
3054
3055 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
3056 {
3057         switch (cap) {
3058         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3059                 return true;
3060         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3061                 return (irq_remapping_enabled == 1);
3062         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
3063                 return false;
3064         }
3065
3066         return false;
3067 }
3068
3069 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
3070                                        struct list_head *head)
3071 {
3072         struct iommu_resv_region *region;
3073         struct unity_map_entry *entry;
3074         int devid;
3075
3076         devid = get_device_id(dev);
3077         if (devid < 0)
3078                 return;
3079
3080         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
3081                 size_t length;
3082                 int prot = 0;
3083
3084                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
3085                         continue;
3086
3087                 length = entry->address_end - entry->address_start;
3088                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
3089                         prot |= IOMMU_READ;
3090                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
3091                         prot |= IOMMU_WRITE;
3092
3093                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
3094                                                  length, prot,
3095                                                  IOMMU_RESV_DIRECT);
3096                 if (!region) {
3097                         pr_err("Out of memory allocating dm-regions for %s\n",
3098                                 dev_name(dev));
3099                         return;
3100                 }
3101                 list_add_tail(&region->list, head);
3102         }
3103
3104         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
3105                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
3106                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
3107         if (!region)
3108                 return;
3109         list_add_tail(&region->list, head);
3110
3111         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
3112                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
3113                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
3114         if (!region)
3115                 return;
3116         list_add_tail(&region->list, head);
3117 }
3118
3119 static void amd_iommu_put_resv_regions(struct device *dev,
3120                                      struct list_head *head)
3121 {
3122         struct iommu_resv_region *entry, *next;
3123
3124         list_for_each_entry_safe(entry, next, head, list)
3125                 kfree(entry);
3126 }
3127
3128 static void amd_iommu_apply_resv_region(struct device *dev,
3129                                       struct iommu_domain *domain,
3130                                       struct iommu_resv_region *region)
3131 {
3132         struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(to_pdomain(domain));
3133         unsigned long start, end;
3134
3135         start = IOVA_PFN(region->start);
3136         end   = IOVA_PFN(region->start + region->length - 1);
3137
3138         WARN_ON_ONCE(reserve_iova(&dma_dom->iovad, start, end) == NULL);
3139 }
3140
3141 static bool amd_iommu_is_attach_deferred(struct iommu_domain *domain,
3142                                          struct device *dev)
3143 {
3144         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3145         return dev_data->defer_attach;
3146 }
3147
3148 static void amd_iommu_flush_iotlb_all(struct iommu_domain *domain)
3149 {
3150         struct protection_domain *dom = to_pdomain(domain);
3151
3152         domain_flush_tlb_pde(dom);
3153         domain_flush_complete(dom);
3154 }
3155
3156 static void amd_iommu_iotlb_range_add(struct iommu_domain *domain,
3157                                       unsigned long iova, size_t size)
3158 {
3159 }
3160
3161 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3162         .capable = amd_iommu_capable,
3163         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
3164         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
3165         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3166         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3167         .map = amd_iommu_map,
3168         .unmap = amd_iommu_unmap,
3169         .map_sg = default_iommu_map_sg,
3170         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3171         .add_device = amd_iommu_add_device,
3172         .remove_device = amd_iommu_remove_device,
3173         .device_group = amd_iommu_device_group,
3174         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
3175         .put_resv_regions = amd_iommu_put_resv_regions,
3176         .apply_resv_region = amd_iommu_apply_resv_region,
3177         .is_attach_deferred = amd_iommu_is_attach_deferred,
3178         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3179         .flush_iotlb_all = amd_iommu_flush_iotlb_all,
3180         .iotlb_range_add = amd_iommu_iotlb_range_add,
3181         .iotlb_sync = amd_iommu_flush_iotlb_all,
3182 };
3183
3184 /*****************************************************************************
3185  *
3186  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
3187  * mode
3188  *
3189  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
3190  * DMA-API translation.
3191  *
3192  *****************************************************************************/
3193
3194 /* IOMMUv2 specific functions */
3195 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3196 {
3197         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
3198 }
3199 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
3200
3201 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3202 {
3203         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
3204 }
3205 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
3206
3207 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
3208 {
3209         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3210         unsigned long flags;
3211
3212         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3213
3214         /* Update data structure */
3215         domain->mode    = PAGE_MODE_NONE;
3216         domain->updated = true;
3217
3218         /* Make changes visible to IOMMUs */
3219         update_domain(domain);
3220
3221         /* Page-table is not visible to IOMMU anymore, so free it */
3222         free_pagetable(domain);
3223
3224         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3225 }
3226 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
3227
3228 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
3229 {
3230         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3231         unsigned long flags;
3232         int levels, ret;
3233
3234         if (pasids <= 0 || pasids > (PASID_MASK + 1))
3235                 return -EINVAL;
3236
3237         /* Number of GCR3 table levels required */
3238         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
3239                 levels += 1;
3240
3241         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
3242                 return -EINVAL;
3243
3244         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3245
3246         /*
3247          * Save us all sanity checks whether devices already in the
3248          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
3249          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
3250          */
3251         ret = -EBUSY;
3252         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3253                 goto out;
3254
3255         ret = -ENOMEM;
3256         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3257         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
3258                 goto out;
3259
3260         domain->glx      = levels;
3261         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
3262         domain->updated  = true;
3263
3264         update_domain(domain);
3265
3266         ret = 0;
3267
3268 out:
3269         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3270
3271         return ret;
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
3274
3275 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, int pasid,
3276                          u64 address, bool size)
3277 {
3278         struct iommu_dev_data *dev_data;
3279         struct iommu_cmd cmd;
3280         int i, ret;
3281
3282         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3283                 return -EINVAL;
3284
3285         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
3286
3287         /*
3288          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
3289          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
3290          */
3291         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
3292                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
3293                         continue;
3294
3295                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
3296                 if (ret != 0)
3297                         goto out;
3298         }
3299
3300         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
3301         domain_flush_complete(domain);
3302
3303         /* Now flush device TLBs */
3304         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
3305                 struct amd_iommu *iommu;
3306                 int qdep;
3307
3308                 /*
3309                    There might be non-IOMMUv2 capable devices in an IOMMUv2
3310                  * domain.
3311                  */
3312                 if (!dev_data->ats.enabled)
3313                         continue;
3314
3315                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
3316                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3317
3318                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
3319                                       qdep, address, size);
3320
3321                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3322                 if (ret != 0)
3323                         goto out;
3324         }
3325
3326         /* Wait until all device TLBs are flushed */
3327         domain_flush_complete(domain);
3328
3329         ret = 0;
3330
3331 out:
3332
3333         return ret;
3334 }
3335
3336 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, int pasid,
3337                                   u64 address)
3338 {
3339         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
3340 }
3341
3342 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3343                          u64 address)
3344 {
3345         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3346         unsigned long flags;
3347         int ret;
3348
3349         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3350         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
3351         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3352
3353         return ret;
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
3356
3357 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, int pasid)
3358 {
3359         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
3360                              true);
3361 }
3362
3363 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3364 {
3365         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3366         unsigned long flags;
3367         int ret;
3368
3369         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3370         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3371         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3372
3373         return ret;
3374 }
3375 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
3376
3377 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, int pasid, bool alloc)
3378 {
3379         int index;
3380         u64 *pte;
3381
3382         while (true) {
3383
3384                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
3385                 pte   = &root[index];
3386
3387                 if (level == 0)
3388                         break;
3389
3390                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
3391                         if (!alloc)
3392                                 return NULL;
3393
3394                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3395                         if (root == NULL)
3396                                 return NULL;
3397
3398                         *pte = iommu_virt_to_phys(root) | GCR3_VALID;
3399                 }
3400
3401                 root = iommu_phys_to_virt(*pte & PAGE_MASK);
3402
3403                 level -= 1;
3404         }
3405
3406         return pte;
3407 }
3408
3409 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid,
3410                       unsigned long cr3)
3411 {
3412         u64 *pte;
3413
3414         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3415                 return -EINVAL;
3416
3417         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
3418         if (pte == NULL)
3419                 return -ENOMEM;
3420
3421         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
3422
3423         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3424 }
3425
3426 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid)
3427 {
3428         u64 *pte;
3429
3430         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3431                 return -EINVAL;
3432
3433         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
3434         if (pte == NULL)
3435                 return 0;
3436
3437         *pte = 0;
3438
3439         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3440 }
3441
3442 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3443                               unsigned long cr3)
3444 {
3445         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3446         unsigned long flags;
3447         int ret;
3448
3449         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3450         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
3451         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3452
3453         return ret;
3454 }
3455 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
3456
3457 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3458 {
3459         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3460         unsigned long flags;
3461         int ret;
3462
3463         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3464         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
3465         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3466
3467         return ret;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
3470
3471 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, int pasid,
3472                            int status, int tag)
3473 {
3474         struct iommu_dev_data *dev_data;
3475         struct amd_iommu *iommu;
3476         struct iommu_cmd cmd;
3477
3478         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3479         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3480
3481         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
3482                            tag, dev_data->pri_tlp);
3483
3484         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
3487
3488 struct iommu_domain *amd_iommu_get_v2_domain(struct pci_dev *pdev)
3489 {
3490         struct protection_domain *pdomain;
3491
3492         pdomain = get_domain(&pdev->dev);
3493         if (IS_ERR(pdomain))
3494                 return NULL;
3495
3496         /* Only return IOMMUv2 domains */
3497         if (!(pdomain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3498                 return NULL;
3499
3500         return &pdomain->domain;
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_get_v2_domain);
3503
3504 void amd_iommu_enable_device_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
3505 {
3506         struct iommu_dev_data *dev_data;
3507
3508         if (!amd_iommu_v2_supported())
3509                 return;
3510
3511         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3512         dev_data->errata |= (1 << erratum);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_enable_device_erratum);
3515
3516 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
3517                           struct amd_iommu_device_info *info)
3518 {
3519         int max_pasids;
3520         int pos;
3521
3522         if (pdev == NULL || info == NULL)
3523                 return -EINVAL;
3524
3525         if (!amd_iommu_v2_supported())
3526                 return -EINVAL;
3527
3528         memset(info, 0, sizeof(*info));
3529
3530         if (!pci_ats_disabled()) {
3531                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
3532                 if (pos)
3533                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
3534         }
3535
3536         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
3537         if (pos)
3538                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
3539
3540         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
3541         if (pos) {
3542                 int features;
3543
3544                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
3545                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
3546
3547                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
3548                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
3549
3550                 features = pci_pasid_features(pdev);
3551                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
3552                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
3553                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
3554                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
3555         }
3556
3557         return 0;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
3560
3561 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3562
3563 /*****************************************************************************
3564  *
3565  * Interrupt Remapping Implementation
3566  *
3567  *****************************************************************************/
3568
3569 static struct irq_chip amd_ir_chip;
3570 static DEFINE_SPINLOCK(iommu_table_lock);
3571
3572 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
3573 {
3574         u64 dte;
3575
3576         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
3577         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
3578         dte     |= iommu_virt_to_phys(table->table);
3579         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
3580         dte     |= DTE_IRQ_TABLE_LEN;
3581         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
3582
3583         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
3584 }
3585
3586 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid)
3587 {
3588         struct irq_remap_table *table;
3589
3590         if (WARN_ONCE(!amd_iommu_rlookup_table[devid],
3591                       "%s: no iommu for devid %x\n", __func__, devid))
3592                 return NULL;
3593
3594         table = irq_lookup_table[devid];
3595         if (WARN_ONCE(!table, "%s: no table for devid %x\n", __func__, devid))
3596                 return NULL;
3597
3598         return table;
3599 }
3600
3601 static struct irq_remap_table *__alloc_irq_table(void)
3602 {
3603         struct irq_remap_table *table;
3604
3605         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_KERNEL);
3606         if (!table)
3607                 return NULL;
3608
3609         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_KERNEL);
3610         if (!table->table) {
3611                 kfree(table);
3612                 return NULL;
3613         }
3614         raw_spin_lock_init(&table->lock);
3615
3616         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
3617                 memset(table->table, 0,
3618                        MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
3619         else
3620                 memset(table->table, 0,
3621                        (MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2)));
3622         return table;
3623 }
3624
3625 static void set_remap_table_entry(struct amd_iommu *iommu, u16 devid,
3626                                   struct irq_remap_table *table)
3627 {
3628         irq_lookup_table[devid] = table;
3629         set_dte_irq_entry(devid, table);
3630         iommu_flush_dte(iommu, devid);
3631 }
3632
3633 static struct irq_remap_table *alloc_irq_table(u16 devid)
3634 {
3635         struct irq_remap_table *table = NULL;
3636         struct irq_remap_table *new_table = NULL;
3637         struct amd_iommu *iommu;
3638         unsigned long flags;
3639         u16 alias;
3640
3641         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
3642
3643         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3644         if (!iommu)
3645                 goto out_unlock;
3646
3647         table = irq_lookup_table[devid];
3648         if (table)
3649                 goto out_unlock;
3650
3651         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
3652         table = irq_lookup_table[alias];
3653         if (table) {
3654                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3655                 goto out_wait;
3656         }
3657         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
3658
3659         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
3660         new_table = __alloc_irq_table();
3661         if (!new_table)
3662                 return NULL;
3663
3664         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
3665
3666         table = irq_lookup_table[devid];
3667         if (table)
3668                 goto out_unlock;
3669
3670         table = irq_lookup_table[alias];
3671         if (table) {
3672                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3673                 goto out_wait;
3674         }
3675
3676         table = new_table;
3677         new_table = NULL;
3678
3679         set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3680         if (devid != alias)
3681                 set_remap_table_entry(iommu, alias, table);
3682
3683 out_wait:
3684         iommu_completion_wait(iommu);
3685
3686 out_unlock:
3687         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
3688
3689         if (new_table) {
3690                 kmem_cache_free(amd_iommu_irq_cache, new_table->table);
3691                 kfree(new_table);
3692         }
3693         return table;
3694 }
3695
3696 static int alloc_irq_index(u16 devid, int count, bool align)
3697 {
3698         struct irq_remap_table *table;
3699         int index, c, alignment = 1;
3700         unsigned long flags;
3701         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3702
3703         if (!iommu)
3704                 return -ENODEV;
3705
3706         table = alloc_irq_table(devid);
3707         if (!table)
3708                 return -ENODEV;
3709
3710         if (align)
3711                 alignment = roundup_pow_of_two(count);
3712
3713         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3714
3715         /* Scan table for free entries */
3716         for (index = ALIGN(table->min_index, alignment), c = 0;
3717              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;) {
3718                 if (!iommu->irte_ops->is_allocated(table, index)) {
3719                         c += 1;
3720                 } else {
3721                         c     = 0;
3722                         index = ALIGN(index + 1, alignment);
3723                         continue;
3724                 }
3725
3726                 if (c == count) {
3727                         for (; c != 0; --c)
3728                                 iommu->irte_ops->set_allocated(table, index - c + 1);
3729
3730                         index -= count - 1;
3731                         goto out;
3732                 }
3733
3734                 index++;
3735         }
3736
3737         index = -ENOSPC;
3738
3739 out:
3740         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3741
3742         return index;
3743 }
3744
3745 static int modify_irte_ga(u16 devid, int index, struct irte_ga *irte,
3746                           struct amd_ir_data *data)
3747 {
3748         struct irq_remap_table *table;
3749         struct amd_iommu *iommu;
3750         unsigned long flags;
3751         struct irte_ga *entry;
3752
3753         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3754         if (iommu == NULL)
3755                 return -EINVAL;
3756
3757         table = get_irq_table(devid);
3758         if (!table)
3759                 return -ENOMEM;
3760
3761         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3762
3763         entry = (struct irte_ga *)table->table;
3764         entry = &entry[index];
3765         entry->lo.fields_remap.valid = 0;
3766         entry->hi.val = irte->hi.val;
3767         entry->lo.val = irte->lo.val;
3768         entry->lo.fields_remap.valid = 1;
3769         if (data)
3770                 data->ref = entry;
3771
3772         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3773
3774         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3775         iommu_completion_wait(iommu);
3776
3777         return 0;
3778 }
3779
3780 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
3781 {
3782         struct irq_remap_table *table;
3783         struct amd_iommu *iommu;
3784         unsigned long flags;
3785
3786         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3787         if (iommu == NULL)
3788                 return -EINVAL;
3789
3790         table = get_irq_table(devid);
3791         if (!table)
3792                 return -ENOMEM;
3793
3794         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3795         table->table[index] = irte->val;
3796         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3797
3798         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3799         iommu_completion_wait(iommu);
3800
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 static void free_irte(u16 devid, int index)
3805 {
3806         struct irq_remap_table *table;
3807         struct amd_iommu *iommu;
3808         unsigned long flags;
3809
3810         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3811         if (iommu == NULL)
3812                 return;
3813
3814         table = get_irq_table(devid);
3815         if (!table)
3816                 return;
3817
3818         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3819         iommu->irte_ops->clear_allocated(table, index);
3820         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3821
3822         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3823         iommu_completion_wait(iommu);
3824 }
3825
3826 static void irte_prepare(void *entry,
3827                          u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3828                          u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3829 {
3830         union irte *irte = (union irte *) entry;
3831
3832         irte->val                = 0;
3833         irte->fields.vector      = vector;
3834         irte->fields.int_type    = delivery_mode;
3835         irte->fields.destination = dest_apicid;
3836         irte->fields.dm          = dest_mode;
3837         irte->fields.valid       = 1;
3838 }
3839
3840 static void irte_ga_prepare(void *entry,
3841                             u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3842                             u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3843 {
3844         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3845
3846         irte->lo.val                      = 0;
3847         irte->hi.val                      = 0;
3848         irte->lo.fields_remap.int_type    = delivery_mode;
3849         irte->lo.fields_remap.dm          = dest_mode;
3850         irte->hi.fields.vector            = vector;
3851         irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
3852         irte->lo.fields_remap.valid       = 1;
3853 }
3854
3855 static void irte_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3856 {
3857         union irte *irte = (union irte *) entry;
3858
3859         irte->fields.valid = 1;
3860         modify_irte(devid, index, irte);
3861 }
3862
3863 static void irte_ga_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3864 {
3865         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3866
3867         irte->lo.fields_remap.valid = 1;
3868         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3869 }
3870
3871 static void irte_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3872 {
3873         union irte *irte = (union irte *) entry;
3874
3875         irte->fields.valid = 0;
3876         modify_irte(devid, index, irte);
3877 }
3878
3879 static void irte_ga_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3880 {
3881         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3882
3883         irte->lo.fields_remap.valid = 0;
3884         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3885 }
3886
3887 static void irte_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3888                               u8 vector, u32 dest_apicid)
3889 {
3890         union irte *irte = (union irte *) entry;
3891
3892         irte->fields.vector = vector;
3893         irte->fields.destination = dest_apicid;
3894         modify_irte(devid, index, irte);
3895 }
3896
3897 static void irte_ga_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3898                                  u8 vector, u32 dest_apicid)
3899 {
3900         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3901
3902         if (!irte->lo.fields_remap.guest_mode) {
3903                 irte->hi.fields.vector = vector;
3904                 irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
3905                 modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3906         }
3907 }
3908
3909 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
3910 static void irte_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3911 {
3912         table->table[index] = IRTE_ALLOCATED;
3913 }
3914
3915 static void irte_ga_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3916 {
3917         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3918         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3919
3920         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
3921         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
3922         irte->hi.fields.vector = 0xff;
3923 }
3924
3925 static bool irte_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3926 {
3927         union irte *ptr = (union irte *)table->table;
3928         union irte *irte = &ptr[index];
3929
3930         return irte->val != 0;
3931 }
3932
3933 static bool irte_ga_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3934 {
3935         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3936         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3937
3938         return irte->hi.fields.vector != 0;
3939 }
3940
3941 static void irte_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3942 {
3943         table->table[index] = 0;
3944 }
3945
3946 static void irte_ga_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3947 {
3948         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3949         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3950
3951         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
3952         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
3953 }
3954
3955 static int get_devid(struct irq_alloc_info *info)
3956 {
3957         int devid = -1;
3958
3959         switch (info->type) {
3960         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
3961                 devid     = get_ioapic_devid(info->ioapic_id);
3962                 break;
3963         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
3964                 devid     = get_hpet_devid(info->hpet_id);
3965                 break;
3966         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
3967         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
3968                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
3969                 break;
3970         default:
3971                 BUG_ON(1);
3972                 break;
3973         }
3974
3975         return devid;
3976 }
3977
3978 static struct irq_domain *get_ir_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
3979 {
3980         struct amd_iommu *iommu;
3981         int devid;
3982
3983         if (!info)
3984                 return NULL;
3985
3986         devid = get_devid(info);
3987         if (devid >= 0) {
3988                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3989                 if (iommu)
3990                         return iommu->ir_domain;
3991         }
3992
3993         return NULL;
3994 }
3995
3996 static struct irq_domain *get_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
3997 {
3998         struct amd_iommu *iommu;
3999         int devid;
4000
4001         if (!info)
4002                 return NULL;
4003
4004         switch (info->type) {
4005         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4006         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4007                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4008                 if (devid < 0)
4009                         return NULL;
4010
4011                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4012                 if (iommu)
4013                         return iommu->msi_domain;
4014                 break;
4015         default:
4016                 break;
4017         }
4018
4019         return NULL;
4020 }
4021
4022 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
4023         .prepare                = amd_iommu_prepare,
4024         .enable                 = amd_iommu_enable,
4025         .disable                = amd_iommu_disable,
4026         .reenable               = amd_iommu_reenable,
4027         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
4028         .get_ir_irq_domain      = get_ir_irq_domain,
4029         .get_irq_domain         = get_irq_domain,
4030 };
4031
4032 static void irq_remapping_prepare_irte(struct amd_ir_data *data,
4033                                        struct irq_cfg *irq_cfg,
4034                                        struct irq_alloc_info *info,
4035                                        int devid, int index, int sub_handle)
4036 {
4037         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4038         struct msi_msg *msg = &data->msi_entry;
4039         struct IO_APIC_route_entry *entry;
4040         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4041
4042         if (!iommu)
4043                 return;
4044
4045         data->irq_2_irte.devid = devid;
4046         data->irq_2_irte.index = index + sub_handle;
4047         iommu->irte_ops->prepare(data->entry, apic->irq_delivery_mode,
4048                                  apic->irq_dest_mode, irq_cfg->vector,
4049                                  irq_cfg->dest_apicid, devid);
4050
4051         switch (info->type) {
4052         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4053                 /* Setup IOAPIC entry */
4054                 entry = info->ioapic_entry;
4055                 info->ioapic_entry = NULL;
4056                 memset(entry, 0, sizeof(*entry));
4057                 entry->vector        = index;
4058                 entry->mask          = 0;
4059                 entry->trigger       = info->ioapic_trigger;
4060                 entry->polarity      = info->ioapic_polarity;
4061                 /* Mask level triggered irqs. */
4062                 if (info->ioapic_trigger)
4063                         entry->mask = 1;
4064                 break;
4065
4066         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4067         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4068         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4069                 msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
4070                 msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO;
4071                 msg->data = irte_info->index;
4072                 break;
4073
4074         default:
4075                 BUG_ON(1);
4076                 break;
4077         }
4078 }
4079
4080 struct amd_irte_ops irte_32_ops = {
4081         .prepare = irte_prepare,
4082         .activate = irte_activate,
4083         .deactivate = irte_deactivate,
4084         .set_affinity = irte_set_affinity,
4085         .set_allocated = irte_set_allocated,
4086         .is_allocated = irte_is_allocated,
4087         .clear_allocated = irte_clear_allocated,
4088 };
4089
4090 struct amd_irte_ops irte_128_ops = {
4091         .prepare = irte_ga_prepare,
4092         .activate = irte_ga_activate,
4093         .deactivate = irte_ga_deactivate,
4094         .set_affinity = irte_ga_set_affinity,
4095         .set_allocated = irte_ga_set_allocated,
4096         .is_allocated = irte_ga_is_allocated,
4097         .clear_allocated = irte_ga_clear_allocated,
4098 };
4099
4100 static int irq_remapping_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4101                                unsigned int nr_irqs, void *arg)
4102 {
4103         struct irq_alloc_info *info = arg;
4104         struct irq_data *irq_data;
4105         struct amd_ir_data *data = NULL;
4106         struct irq_cfg *cfg;
4107         int i, ret, devid;
4108         int index;
4109
4110         if (!info)
4111                 return -EINVAL;
4112         if (nr_irqs > 1 && info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI &&
4113             info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX)
4114                 return -EINVAL;
4115
4116         /*
4117          * With IRQ remapping enabled, don't need contiguous CPU vectors
4118          * to support multiple MSI interrupts.
4119          */
4120         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI)
4121                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
4122
4123         devid = get_devid(info);
4124         if (devid < 0)
4125                 return -EINVAL;
4126
4127         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
4128         if (ret < 0)
4129                 return ret;
4130
4131         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC) {
4132                 struct irq_remap_table *table;
4133                 struct amd_iommu *iommu;
4134
4135                 table = alloc_irq_table(devid);
4136                 if (table) {
4137                         if (!table->min_index) {
4138                                 /*
4139                                  * Keep the first 32 indexes free for IOAPIC
4140                                  * interrupts.
4141                                  */
4142                                 table->min_index = 32;
4143                                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4144                                 for (i = 0; i < 32; ++i)
4145                                         iommu->irte_ops->set_allocated(table, i);
4146                         }
4147                         WARN_ON(table->min_index != 32);
4148                         index = info->ioapic_pin;
4149                 } else {
4150                         index = -ENOMEM;
4151                 }
4152         } else {
4153                 bool align = (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI);
4154
4155                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs, align);
4156         }
4157         if (index < 0) {
4158                 pr_warn("Failed to allocate IRTE\n");
4159                 ret = index;
4160                 goto out_free_parent;
4161         }
4162
4163         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4164                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4165                 cfg = irqd_cfg(irq_data);
4166                 if (!irq_data || !cfg) {
4167                         ret = -EINVAL;
4168                         goto out_free_data;
4169                 }
4170
4171                 ret = -ENOMEM;
4172                 data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
4173                 if (!data)
4174                         goto out_free_data;
4175
4176                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
4177                         data->entry = kzalloc(sizeof(union irte), GFP_KERNEL);
4178                 else
4179                         data->entry = kzalloc(sizeof(struct irte_ga),
4180                                                      GFP_KERNEL);
4181                 if (!data->entry) {
4182                         kfree(data);
4183                         goto out_free_data;
4184                 }
4185
4186                 irq_data->hwirq = (devid << 16) + i;
4187                 irq_data->chip_data = data;
4188                 irq_data->chip = &amd_ir_chip;
4189                 irq_remapping_prepare_irte(data, cfg, info, devid, index, i);
4190                 irq_set_status_flags(virq + i, IRQ_MOVE_PCNTXT);
4191         }
4192
4193         return 0;
4194
4195 out_free_data:
4196         for (i--; i >= 0; i--) {
4197                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4198                 if (irq_data)
4199                         kfree(irq_data->chip_data);
4200         }
4201         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
4202                 free_irte(devid, index + i);
4203 out_free_parent:
4204         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4205         return ret;
4206 }
4207
4208 static void irq_remapping_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4209                                unsigned int nr_irqs)
4210 {
4211         struct irq_2_irte *irte_info;
4212         struct irq_data *irq_data;
4213         struct amd_ir_data *data;
4214         int i;
4215
4216         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4217                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq  + i);
4218                 if (irq_data && irq_data->chip_data) {
4219                         data = irq_data->chip_data;
4220                         irte_info = &data->irq_2_irte;
4221                         free_irte(irte_info->devid, irte_info->index);
4222                         kfree(data->entry);
4223                         kfree(data);
4224                 }
4225         }
4226         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4227 }
4228
4229 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
4230                                struct amd_ir_data *ir_data,
4231                                struct irq_2_irte *irte_info,
4232                                struct irq_cfg *cfg);
4233
4234 static int irq_remapping_activate(struct irq_domain *domain,
4235                                   struct irq_data *irq_data, bool reserve)
4236 {
4237         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4238         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4239         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4240         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(irq_data);
4241
4242         if (!iommu)
4243                 return 0;
4244
4245         iommu->irte_ops->activate(data->entry, irte_info->devid,
4246                                   irte_info->index);
4247         amd_ir_update_irte(irq_data, iommu, data, irte_info, cfg);
4248         return 0;
4249 }
4250
4251 static void irq_remapping_deactivate(struct irq_domain *domain,
4252                                      struct irq_data *irq_data)
4253 {
4254         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4255         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4256         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4257
4258         if (iommu)
4259                 iommu->irte_ops->deactivate(data->entry, irte_info->devid,
4260                                             irte_info->index);
4261 }
4262
4263 static const struct irq_domain_ops amd_ir_domain_ops = {
4264         .alloc = irq_remapping_alloc,
4265         .free = irq_remapping_free,
4266         .activate = irq_remapping_activate,
4267         .deactivate = irq_remapping_deactivate,
4268 };
4269
4270 static int amd_ir_set_vcpu_affinity(struct irq_data *data, void *vcpu_info)
4271 {
4272         struct amd_iommu *iommu;
4273         struct amd_iommu_pi_data *pi_data = vcpu_info;
4274         struct vcpu_data *vcpu_pi_info = pi_data->vcpu_data;
4275         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4276         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4277         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4278         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(irte_info->devid);
4279
4280         /* Note:
4281          * This device has never been set up for guest mode.
4282          * we should not modify the IRTE
4283          */
4284         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic)
4285                 return 0;
4286
4287         pi_data->ir_data = ir_data;
4288
4289         /* Note:
4290          * SVM tries to set up for VAPIC mode, but we are in
4291          * legacy mode. So, we force legacy mode instead.
4292          */
4293         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
4294                 pr_debug("AMD-Vi: %s: Fall back to using intr legacy remap\n",
4295                          __func__);
4296                 pi_data->is_guest_mode = false;
4297         }
4298
4299         iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4300         if (iommu == NULL)
4301                 return -EINVAL;
4302
4303         pi_data->prev_ga_tag = ir_data->cached_ga_tag;
4304         if (pi_data->is_guest_mode) {
4305                 /* Setting */
4306                 irte->hi.fields.ga_root_ptr = (pi_data->base >> 12);
4307                 irte->hi.fields.vector = vcpu_pi_info->vector;
4308                 irte->lo.fields_vapic.ga_log_intr = 1;
4309                 irte->lo.fields_vapic.guest_mode = 1;
4310                 irte->lo.fields_vapic.ga_tag = pi_data->ga_tag;
4311
4312                 ir_data->cached_ga_tag = pi_data->ga_tag;
4313         } else {
4314                 /* Un-Setting */
4315                 struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4316
4317                 irte->hi.val = 0;
4318                 irte->lo.val = 0;
4319                 irte->hi.fields.vector = cfg->vector;
4320                 irte->lo.fields_remap.guest_mode = 0;
4321                 irte->lo.fields_remap.destination = cfg->dest_apicid;
4322                 irte->lo.fields_remap.int_type = apic->irq_delivery_mode;
4323                 irte->lo.fields_remap.dm = apic->irq_dest_mode;
4324
4325                 /*
4326                  * This communicates the ga_tag back to the caller
4327                  * so that it can do all the necessary clean up.
4328                  */
4329                 ir_data->cached_ga_tag = 0;
4330         }
4331
4332         return modify_irte_ga(irte_info->devid, irte_info->index, irte, ir_data);
4333 }
4334
4335
4336 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
4337                                struct amd_ir_data *ir_data,
4338                                struct irq_2_irte *irte_info,
4339                                struct irq_cfg *cfg)
4340 {
4341
4342         /*
4343          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
4344          * and flushes the interrupt entry cache.
4345          */
4346         iommu->irte_ops->set_affinity(ir_data->entry, irte_info->devid,
4347                                       irte_info->index, cfg->vector,
4348                                       cfg->dest_apicid);
4349 }
4350
4351 static int amd_ir_set_affinity(struct irq_data *data,
4352                                const struct cpumask *mask, bool force)
4353 {
4354         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4355         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4356         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4357         struct irq_data *parent = data->parent_data;
4358         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4359         int ret;
4360
4361         if (!iommu)
4362                 return -ENODEV;
4363
4364         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
4365         if (ret < 0 || ret == IRQ_SET_MASK_OK_DONE)
4366                 return ret;
4367
4368         amd_ir_update_irte(data, iommu, ir_data, irte_info, cfg);
4369         /*
4370          * After this point, all the interrupts will start arriving
4371          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
4372          * vector allocation.
4373          */
4374         send_cleanup_vector(cfg);
4375
4376         return IRQ_SET_MASK_OK_DONE;
4377 }
4378
4379 static void ir_compose_msi_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
4380 {
4381         struct amd_ir_data *ir_data = irq_data->chip_data;
4382
4383         *msg = ir_data->msi_entry;
4384 }
4385
4386 static struct irq_chip amd_ir_chip = {
4387         .name                   = "AMD-IR",
4388         .irq_ack                = ir_ack_apic_edge,
4389         .irq_set_affinity       = amd_ir_set_affinity,
4390         .irq_set_vcpu_affinity  = amd_ir_set_vcpu_affinity,
4391         .irq_compose_msi_msg    = ir_compose_msi_msg,
4392 };
4393
4394 int amd_iommu_create_irq_domain(struct amd_iommu *iommu)
4395 {
4396         struct fwnode_handle *fn;
4397
4398         fn = irq_domain_alloc_named_id_fwnode("AMD-IR", iommu->index);
4399         if (!fn)
4400                 return -ENOMEM;
4401         iommu->ir_domain = irq_domain_create_tree(fn, &amd_ir_domain_ops, iommu);
4402         irq_domain_free_fwnode(fn);
4403         if (!iommu->ir_domain)
4404                 return -ENOMEM;
4405
4406         iommu->ir_domain->parent = arch_get_ir_parent_domain();
4407         iommu->msi_domain = arch_create_remap_msi_irq_domain(iommu->ir_domain,
4408                                                              "AMD-IR-MSI",
4409                                                              iommu->index);
4410         return 0;
4411 }
4412
4413 int amd_iommu_update_ga(int cpu, bool is_run, void *data)
4414 {
4415         unsigned long flags;
4416         struct amd_iommu *iommu;
4417         struct irq_remap_table *table;
4418         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
4419         int devid = ir_data->irq_2_irte.devid;
4420         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4421         struct irte_ga *ref = (struct irte_ga *) ir_data->ref;
4422
4423         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
4424             !ref || !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
4425                 return 0;
4426
4427         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4428         if (!iommu)
4429                 return -ENODEV;
4430
4431         table = get_irq_table(devid);
4432         if (!table)
4433                 return -ENODEV;
4434
4435         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
4436
4437         if (ref->lo.fields_vapic.guest_mode) {
4438                 if (cpu >= 0)
4439                         ref->lo.fields_vapic.destination = cpu;
4440                 ref->lo.fields_vapic.is_run = is_run;
4441                 barrier();
4442         }
4443
4444         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4445
4446         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4447         iommu_completion_wait(iommu);
4448         return 0;
4449 }
4450 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_update_ga);
4451 #endif