drivers/iommu/amd_iommu_init.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/pci.h>
  21 #include <linux/acpi.h>
  22 #include <linux/list.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/syscore_ops.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/msi.h>
  27 #include <linux/amd-iommu.h>
  28 #include <linux/export.h>
  29 #include <linux/iommu.h>
  30 #include <asm/pci-direct.h>
  31 #include <asm/iommu.h>
  32 #include <asm/gart.h>
  33 #include <asm/x86_init.h>
  34 #include <asm/iommu_table.h>
  35 #include <asm/io_apic.h>
  36 #include <asm/irq_remapping.h>
  37
  38 #include "amd_iommu_proto.h"
  39 #include "amd_iommu_types.h"
  40 #include "irq_remapping.h"
  41
  42 /*
  43  * definitions for the ACPI scanning code
  44  */
  45 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
  46
  47 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
  48 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
  49 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
  50 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
  51
  52 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
  53 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
  54 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
  55 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
  56 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
  57 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
  58 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
  59 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
  60 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
  61
  62 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
  63 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
  64
  65 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
  66 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
  67 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
  68 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
  69
  70 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
  71 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
  72
  73 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
  74 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
  75 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
  76 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
  77 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
  78 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
  79 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
  80 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
  81
  82 /*
  83  * ACPI table definitions
  84  *
  85  * These data structures are laid over the table to parse the important values
  86  * out of it.
  87  */
  88
  89 /*
  90  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
  91  * or more ivhd_entrys.
  92  */
  93 struct ivhd_header {
  94         u8 type;
  95         u8 flags;
  96         u16 length;
  97         u16 devid;
  98         u16 cap_ptr;
  99         u64 mmio_phys;
 100         u16 pci_seg;
 101         u16 info;
 102         u32 efr;
 103 } __attribute__((packed));
 104
 105 /*
 106  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
 107  * which requestor ids they use.
 108  */
 109 struct ivhd_entry {
 110         u8 type;
 111         u16 devid;
 112         u8 flags;
 113         u32 ext;
 114 } __attribute__((packed));
 115
 116 /*
 117  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
 118  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
 119  */
 120 struct ivmd_header {
 121         u8 type;
 122         u8 flags;
 123         u16 length;
 124         u16 devid;
 125         u16 aux;
 126         u64 resv;
 127         u64 range_start;
 128         u64 range_length;
 129 } __attribute__((packed));
 130
 131 bool amd_iommu_dump;
 132 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
 133
 134 static bool amd_iommu_detected;
 135 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
 136
 137 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
 138                                            to handle */
 139 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
 140                                            we find in ACPI */
 141 u32 amd_iommu_unmap_flush;              /* if true, flush on every unmap */
 142
 143 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
 144                                            system */
 145
 146 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
 147 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
 148 int amd_iommus_present;
 149
 150 /* IOMMUs have a non-present cache? */
 151 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
 152 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
 153
 154 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
 155
 156 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
 157 bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
 158
 159 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
 160
 161 /*
 162  * List of protection domains - used during resume
 163  */
 164 LIST_HEAD(amd_iommu_pd_list);
 165 spinlock_t amd_iommu_pd_lock;
 166
 167 /*
 168  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
 169  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
 170  * information about the domain the device belongs to as well as the
 171  * page table root pointer.
 172  */
 173 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
 174
 175 /*
 176  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
 177  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
 178  * More than one device can share the same requestor id.
 179  */
 180 u16 *amd_iommu_alias_table;
 181
 182 /*
 183  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
 184  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
 185  */
 186 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
 187
 188 /*
 189  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
 190  * quickly.
 191  */
 192 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
 193
 194 /*
 195  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
 196  * to know which ones are already in use.
 197  */
 198 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
 199
 200 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
 201 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
 202 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
 203
 204 enum iommu_init_state {
 205         IOMMU_START_STATE,
 206         IOMMU_IVRS_DETECTED,
 207         IOMMU_ACPI_FINISHED,
 208         IOMMU_ENABLED,
 209         IOMMU_PCI_INIT,
 210         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
 211         IOMMU_DMA_OPS,
 212         IOMMU_INITIALIZED,
 213         IOMMU_NOT_FOUND,
 214         IOMMU_INIT_ERROR,
 215 };
 216
 217 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
 218 #define EARLY_MAP_SIZE          4
 219 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
 220 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
 221 static int __initdata early_ioapic_map_size;
 222 static int __initdata early_hpet_map_size;
 223 static bool __initdata cmdline_maps;
 224
 225 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
 226
 227 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
 228 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
 229
 230 static inline void update_last_devid(u16 devid)
 231 {
 232         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 233                 amd_iommu_last_bdf = devid;
 234 }
 235
 236 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
 237 {
 238         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
 239                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
 240
 241         return 1UL << shift;
 242 }
 243
 244 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
 245
 246 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
 247 {
 248         u32 val;
 249
 250         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 251         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
 252         return val;
 253 }
 254
 255 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
 256 {
 257         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
 258         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
 259         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 260 }
 261
 262 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
 263 {
 264         u32 val;
 265
 266         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
 267         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
 268         return val;
 269 }
 270
 271 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
 272 {
 273         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
 274         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
 275 }
 276
 277 /****************************************************************************
 278  *
 279  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
 280  *
 281  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
 282  * MMIO space required for that driver.
 283  *
 284  ****************************************************************************/
 285
 286 /*
 287  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
 288  * exclusion range are passed through untranslated
 289  */
 290 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
 291 {
 292         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
 293         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
 294         u64 entry;
 295
 296         if (!iommu->exclusion_start)
 297                 return;
 298
 299         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
 300         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
 301                         &entry, sizeof(entry));
 302
 303         entry = limit;
 304         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
 305                         &entry, sizeof(entry));
 306 }
 307
 308 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
 309 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
 310 {
 311         u64 entry;
 312
 313         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
 314
 315         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
 316         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
 317         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
 318                         &entry, sizeof(entry));
 319 }
 320
 321 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
 322 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 323 {
 324         u32 ctrl;
 325
 326         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 327         ctrl |= (1 << bit);
 328         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 329 }
 330
 331 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 332 {
 333         u32 ctrl;
 334
 335         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 336         ctrl &= ~(1 << bit);
 337         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 338 }
 339
 340 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
 341 {
 342         u32 ctrl;
 343
 344         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 345         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
 346         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
 347         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 348 }
 349
 350 /* Function to enable the hardware */
 351 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
 352 {
 353         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 354 }
 355
 356 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
 357 {
 358         /* Disable command buffer */
 359         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 360
 361         /* Disable event logging and event interrupts */
 362         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
 363         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 364
 365         /* Disable IOMMU hardware itself */
 366         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
 371  * the system has one.
 372  */
 373 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
 374 {
 375         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
 376                 pr_err("AMD-Vi: Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
 377                         address, end);
 378                 pr_err("AMD-Vi: This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
 379                 return NULL;
 380         }
 381
 382         return (u8 __iomem *)ioremap_nocache(address, end);
 383 }
 384
 385 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
 386 {
 387         if (iommu->mmio_base)
 388                 iounmap(iommu->mmio_base);
 389         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
 390 }
 391
 392 /****************************************************************************
 393  *
 394  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
 395  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
 396  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
 397  * structures is determined later.
 398  *
 399  ****************************************************************************/
 400
 401 /*
 402  * This function calculates the length of a given IVHD entry
 403  */
 404 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
 405 {
 406         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
 407 }
 408
 409 /*
 410  * This function reads the last device id the IOMMU has to handle from the PCI
 411  * capability header for this IOMMU
 412  */
 413 static int __init find_last_devid_on_pci(int bus, int dev, int fn, int cap_ptr)
 414 {
 415         u32 cap;
 416
 417         cap = read_pci_config(bus, dev, fn, cap_ptr+MMIO_RANGE_OFFSET);
 418         update_last_devid(PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(cap), MMIO_GET_LD(cap)));
 419
 420         return 0;
 421 }
 422
 423 /*
 424  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
 425  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
 426  */
 427 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
 428 {
 429         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
 430         struct ivhd_entry *dev;
 431
 432         p += sizeof(*h);
 433         end += h->length;
 434
 435         find_last_devid_on_pci(PCI_BUS_NUM(h->devid),
 436                         PCI_SLOT(h->devid),
 437                         PCI_FUNC(h->devid),
 438                         h->cap_ptr);
 439
 440         while (p < end) {
 441                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
 442                 switch (dev->type) {
 443                 case IVHD_DEV_SELECT:
 444                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 445                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 446                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 447                         /* all the above subfield types refer to device ids */
 448                         update_last_devid(dev->devid);
 449                         break;
 450                 default:
 451                         break;
 452                 }
 453                 p += ivhd_entry_length(p);
 454         }
 455
 456         WARN_ON(p != end);
 457
 458         return 0;
 459 }
 460
 461 /*
 462  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
 463  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
 464  * the ACPI table. So we check the checksum here.
 465  */
 466 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
 467 {
 468         int i;
 469         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
 470         struct ivhd_header *h;
 471
 472         /*
 473          * Validate checksum here so we don't need to do it when
 474          * we actually parse the table
 475          */
 476         for (i = 0; i < table->length; ++i)
 477                 checksum += p[i];
 478         if (checksum != 0)
 479                 /* ACPI table corrupt */
 480                 return -ENODEV;
 481
 482         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
 483
 484         end += table->length;
 485         while (p < end) {
 486                 h = (struct ivhd_header *)p;
 487                 switch (h->type) {
 488                 case ACPI_IVHD_TYPE:
 489                         find_last_devid_from_ivhd(h);
 490                         break;
 491                 default:
 492                         break;
 493                 }
 494                 p += h->length;
 495         }
 496         WARN_ON(p != end);
 497
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 /****************************************************************************
 502  *
 503  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
 504  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
 505  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
 506  * basically initialize the hardware.
 507  *
 508  ****************************************************************************/
 509
 510 /*
 511  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
 512  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
 513  * asynchronously
 514  */
 515 static u8 * __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 516 {
 517         u8 *cmd_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 518                         get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
 519
 520         if (cmd_buf == NULL)
 521                 return NULL;
 522
 523         iommu->cmd_buf_size = CMD_BUFFER_SIZE | CMD_BUFFER_UNINITIALIZED;
 524
 525         return cmd_buf;
 526 }
 527
 528 /*
 529  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
 530  * commands from it.
 531  */
 532 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 533 {
 534         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 535
 536         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
 537         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 538
 539         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 540 }
 541
 542 /*
 543  * This function writes the command buffer address to the hardware and
 544  * enables it.
 545  */
 546 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 547 {
 548         u64 entry;
 549
 550         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
 551
 552         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
 553         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
 554
 555         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
 556                     &entry, sizeof(entry));
 557
 558         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
 559         iommu->cmd_buf_size &= ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED);
 560 }
 561
 562 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 563 {
 564         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf,
 565                    get_order(iommu->cmd_buf_size & ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED)));
 566 }
 567
 568 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 569 static u8 * __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 570 {
 571         iommu->evt_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 572                                                 get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 573
 574         if (iommu->evt_buf == NULL)
 575                 return NULL;
 576
 577         iommu->evt_buf_size = EVT_BUFFER_SIZE;
 578
 579         return iommu->evt_buf;
 580 }
 581
 582 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 583 {
 584         u64 entry;
 585
 586         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
 587
 588         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
 589
 590         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
 591                     &entry, sizeof(entry));
 592
 593         /* set head and tail to zero manually */
 594         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 595         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 596
 597         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 598 }
 599
 600 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 601 {
 602         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 603 }
 604
 605 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 606 static u8 * __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 607 {
 608         iommu->ppr_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 609                                                 get_order(PPR_LOG_SIZE));
 610
 611         if (iommu->ppr_log == NULL)
 612                 return NULL;
 613
 614         return iommu->ppr_log;
 615 }
 616
 617 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 618 {
 619         u64 entry;
 620
 621         if (iommu->ppr_log == NULL)
 622                 return;
 623
 624         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
 625
 626         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
 627                     &entry, sizeof(entry));
 628
 629         /* set head and tail to zero manually */
 630         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 631         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 632
 633         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFLOG_EN);
 634         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
 635 }
 636
 637 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 638 {
 639         if (iommu->ppr_log == NULL)
 640                 return;
 641
 642         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
 643 }
 644
 645 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
 646 {
 647         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
 648                 return;
 649
 650         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
 651 }
 652
 653 /* sets a specific bit in the device table entry. */
 654 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 655 {
 656         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 657         int _bit = bit & 0x3f;
 658
 659         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
 660 }
 661
 662 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 663 {
 664         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 665         int _bit = bit & 0x3f;
 666
 667         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
 668 }
 669
 670
 671 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
 672 {
 673         int sysmgt;
 674
 675         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
 676                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
 677
 678         if (sysmgt == 0x01)
 679                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
 680 }
 681
 682 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
 683 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
 684 {
 685         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
 686 }
 687
 688 /*
 689  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
 690  * table and sets up the device table entry with that information
 691  */
 692 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 693                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
 694 {
 695         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
 696                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
 697         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
 698                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
 699         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
 700                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
 701         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
 702                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
 703         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
 704                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
 705         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
 706                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
 707         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
 708                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
 709
 710         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
 711
 712         set_iommu_for_device(iommu, devid);
 713 }
 714
 715 static int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
 716 {
 717         struct devid_map *entry;
 718         struct list_head *list;
 719
 720         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 721                 list = &ioapic_map;
 722         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 723                 list = &hpet_map;
 724         else
 725                 return -EINVAL;
 726
 727         list_for_each_entry(entry, list, list) {
 728                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
 729                         continue;
 730
 731                 pr_info("AMD-Vi: Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
 732                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
 733
 734                 *devid = entry->devid;
 735
 736                 return 0;
 737         }
 738
 739         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 740         if (!entry)
 741                 return -ENOMEM;
 742
 743         entry->id       = id;
 744         entry->devid    = *devid;
 745         entry->cmd_line = cmd_line;
 746
 747         list_add_tail(&entry->list, list);
 748
 749         return 0;
 750 }
 751
 752 static int __init add_early_maps(void)
 753 {
 754         int i, ret;
 755
 756         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
 757                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
 758                                          early_ioapic_map[i].id,
 759                                          &early_ioapic_map[i].devid,
 760                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
 761                 if (ret)
 762                         return ret;
 763         }
 764
 765         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
 766                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
 767                                          early_hpet_map[i].id,
 768                                          &early_hpet_map[i].devid,
 769                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
 770                 if (ret)
 771                         return ret;
 772         }
 773
 774         return 0;
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Reads the device exclusion range from ACPI and initializes the IOMMU with
 779  * it
 780  */
 781 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
 782 {
 783         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 784
 785         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
 786                 return;
 787
 788         if (iommu) {
 789                 /*
 790                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
 791                  * per device. But we can enable the exclusion range per
 792                  * device. This is done here
 793                  */
 794                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EX);
 795                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
 796                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
 797         }
 798 }
 799
 800 /*
 801  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
 802  * initializes the hardware and our data structures with it.
 803  */
 804 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 805                                         struct ivhd_header *h)
 806 {
 807         u8 *p = (u8 *)h;
 808         u8 *end = p, flags = 0;
 809         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
 810         u32 dev_i, ext_flags = 0;
 811         bool alias = false;
 812         struct ivhd_entry *e;
 813         int ret;
 814
 815
 816         ret = add_early_maps();
 817         if (ret)
 818                 return ret;
 819
 820         /*
 821          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
 822          */
 823         iommu->acpi_flags = h->flags;
 824
 825         /*
 826          * Done. Now parse the device entries
 827          */
 828         p += sizeof(struct ivhd_header);
 829         end += h->length;
 830
 831
 832         while (p < end) {
 833                 e = (struct ivhd_entry *)p;
 834                 switch (e->type) {
 835                 case IVHD_DEV_ALL:
 836
 837                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\t first devid: %02x:%02x.%x"
 838                                     " last device %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 839                                     PCI_BUS_NUM(iommu->first_device),
 840                                     PCI_SLOT(iommu->first_device),
 841                                     PCI_FUNC(iommu->first_device),
 842                                     PCI_BUS_NUM(iommu->last_device),
 843                                     PCI_SLOT(iommu->last_device),
 844                                     PCI_FUNC(iommu->last_device),
 845                                     e->flags);
 846
 847                         for (dev_i = iommu->first_device;
 848                                         dev_i <= iommu->last_device; ++dev_i)
 849                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 850                                                         e->flags, 0);
 851                         break;
 852                 case IVHD_DEV_SELECT:
 853
 854                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 855                                     "flags: %02x\n",
 856                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 857                                     PCI_SLOT(e->devid),
 858                                     PCI_FUNC(e->devid),
 859                                     e->flags);
 860
 861                         devid = e->devid;
 862                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 863                         break;
 864                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
 865
 866                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
 867                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 868                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 869                                     PCI_SLOT(e->devid),
 870                                     PCI_FUNC(e->devid),
 871                                     e->flags);
 872
 873                         devid_start = e->devid;
 874                         flags = e->flags;
 875                         ext_flags = 0;
 876                         alias = false;
 877                         break;
 878                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 879
 880                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 881                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 882                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 883                                     PCI_SLOT(e->devid),
 884                                     PCI_FUNC(e->devid),
 885                                     e->flags,
 886                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 887                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 888                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 889
 890                         devid = e->devid;
 891                         devid_to = e->ext >> 8;
 892                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
 893                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
 894                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
 895                         break;
 896                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
 897
 898                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
 899                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
 900                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 901                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 902                                     PCI_SLOT(e->devid),
 903                                     PCI_FUNC(e->devid),
 904                                     e->flags,
 905                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 906                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 907                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 908
 909                         devid_start = e->devid;
 910                         flags = e->flags;
 911                         devid_to = e->ext >> 8;
 912                         ext_flags = 0;
 913                         alias = true;
 914                         break;
 915                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 916
 917                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 918                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
 919                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 920                                     PCI_SLOT(e->devid),
 921                                     PCI_FUNC(e->devid),
 922                                     e->flags, e->ext);
 923
 924                         devid = e->devid;
 925                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
 926                                                 e->ext);
 927                         break;
 928                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
 929
 930                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
 931                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
 932                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 933                                     PCI_SLOT(e->devid),
 934                                     PCI_FUNC(e->devid),
 935                                     e->flags, e->ext);
 936
 937                         devid_start = e->devid;
 938                         flags = e->flags;
 939                         ext_flags = e->ext;
 940                         alias = false;
 941                         break;
 942                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 943
 944                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
 945                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 946                                     PCI_SLOT(e->devid),
 947                                     PCI_FUNC(e->devid));
 948
 949                         devid = e->devid;
 950                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
 951                                 if (alias) {
 952                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
 953                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
 954                                                 devid_to, flags, ext_flags);
 955                                 }
 956                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 957                                                         flags, ext_flags);
 958                         }
 959                         break;
 960                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
 961                         u8 handle, type;
 962                         const char *var;
 963                         u16 devid;
 964                         int ret;
 965
 966                         handle = e->ext & 0xff;
 967                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
 968                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
 969
 970                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 971                                 var = "IOAPIC";
 972                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 973                                 var = "HPET";
 974                         else
 975                                 var = "UNKNOWN";
 976
 977                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
 978                                     var, (int)handle,
 979                                     PCI_BUS_NUM(devid),
 980                                     PCI_SLOT(devid),
 981                                     PCI_FUNC(devid));
 982
 983                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
 984                         if (ret)
 985                                 return ret;
 986
 987                         /*
 988                          * add_special_device might update the devid in case a
 989                          * command-line override is present. So call
 990                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
 991                          */
 992                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 993
 994                         break;
 995                 }
 996                 default:
 997                         break;
 998                 }
 999
1000                 p += ivhd_entry_length(p);
1001         }
1002
1003         return 0;
1004 }
1005
1006 /* Initializes the device->iommu mapping for the driver */
1007 static int __init init_iommu_devices(struct amd_iommu *iommu)
1008 {
1009         u32 i;
1010
1011         for (i = iommu->first_device; i <= iommu->last_device; ++i)
1012                 set_iommu_for_device(iommu, i);
1013
1014         return 0;
1015 }
1016
1017 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
1018 {
1019         free_command_buffer(iommu);
1020         free_event_buffer(iommu);
1021         free_ppr_log(iommu);
1022         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
1023 }
1024
1025 static void __init free_iommu_all(void)
1026 {
1027         struct amd_iommu *iommu, *next;
1028
1029         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
1030                 list_del(&iommu->list);
1031                 free_iommu_one(iommu);
1032                 kfree(iommu);
1033         }
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
1038  * Workaround:
1039  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
1040  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
1041  */
1042 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1043 {
1044         u32 value;
1045
1046         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1047             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1048             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1049                 return;
1050
1051         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1052         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1053
1054         if (value & BIT(2))
1055                 return;
1056
1057         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1058         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1059
1060         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1061         pr_info("AMD-Vi: Applying erratum 746 workaround for IOMMU at %s\n",
1062                 dev_name(&iommu->dev->dev));
1063
1064         /* Clear the enable writing bit */
1065         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1066 }
1067
1068 /*
1069  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1070  * together and also allocates the command buffer and programs the
1071  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1072  */
1073 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1074 {
1075         int ret;
1076
1077         spin_lock_init(&iommu->lock);
1078
1079         /* Add IOMMU to internal data structures */
1080         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1081         iommu->index             = amd_iommus_present++;
1082
1083         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1084                 WARN(1, "AMD-Vi: System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1085                 return -ENOSYS;
1086         }
1087
1088         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1089         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1090
1091         /*
1092          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1093          */
1094         iommu->devid   = h->devid;
1095         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1096         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1097         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1098
1099         /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1100         if ((h->efr != 0) &&
1101             ((h->efr & (0xF << 13)) != 0) &&
1102             ((h->efr & (0x3F << 17)) != 0)) {
1103                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1104         } else {
1105                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1106         }
1107
1108         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1109                                                 iommu->mmio_phys_end);
1110         if (!iommu->mmio_base)
1111                 return -ENOMEM;
1112
1113         iommu->cmd_buf = alloc_command_buffer(iommu);
1114         if (!iommu->cmd_buf)
1115                 return -ENOMEM;
1116
1117         iommu->evt_buf = alloc_event_buffer(iommu);
1118         if (!iommu->evt_buf)
1119                 return -ENOMEM;
1120
1121         iommu->int_enabled = false;
1122
1123         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1124         if (ret)
1125                 return ret;
1126
1127         /*
1128          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1129          * table tells us so, but this is a lie!
1130          */
1131         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1132
1133         init_iommu_devices(iommu);
1134
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1140  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1141  */
1142 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1143 {
1144         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1145         struct ivhd_header *h;
1146         struct amd_iommu *iommu;
1147         int ret;
1148
1149         end += table->length;
1150         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1151
1152         while (p < end) {
1153                 h = (struct ivhd_header *)p;
1154                 switch (*p) {
1155                 case ACPI_IVHD_TYPE:
1156
1157                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1158                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1159                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1160                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1161                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1162                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1163                                     h->mmio_phys);
1164
1165                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1166                         if (iommu == NULL)
1167                                 return -ENOMEM;
1168
1169                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1170                         if (ret)
1171                                 return ret;
1172                         break;
1173                 default:
1174                         break;
1175                 }
1176                 p += h->length;
1177
1178         }
1179         WARN_ON(p != end);
1180
1181         return 0;
1182 }
1183
1184
1185 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1186 {
1187         u64 val = 0xabcd, val2 = 0;
1188
1189         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1190                 return;
1191
1192         amd_iommu_pc_present = true;
1193
1194         /* Check if the performance counters can be written to */
1195         if ((0 != amd_iommu_pc_get_set_reg_val(0, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1196             (0 != amd_iommu_pc_get_set_reg_val(0, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1197             (val != val2)) {
1198                 pr_err("AMD-Vi: Unable to write to IOMMU perf counter.\n");
1199                 amd_iommu_pc_present = false;
1200                 return;
1201         }
1202
1203         pr_info("AMD-Vi: IOMMU performance counters supported\n");
1204
1205         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1206         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1207         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1208 }
1209
1210 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1211                                   struct device_attribute *attr,
1212                                   char *buf)
1213 {
1214         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1215         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1216 }
1217 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1218
1219 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1220                                        struct device_attribute *attr,
1221                                        char *buf)
1222 {
1223         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1224         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1225 }
1226 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1227
1228 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1229         &dev_attr_cap.attr,
1230         &dev_attr_features.attr,
1231         NULL,
1232 };
1233
1234 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1235         .name = "amd-iommu",
1236         .attrs = amd_iommu_attrs,
1237 };
1238
1239 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1240         &amd_iommu_group,
1241         NULL,
1242 };
1243
1244 static int iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1245 {
1246         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1247         u32 range, misc, low, high;
1248
1249         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1250                                           iommu->devid & 0xff);
1251         if (!iommu->dev)
1252                 return -ENODEV;
1253
1254         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1255                               &iommu->cap);
1256         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
1257                               &range);
1258         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
1259                               &misc);
1260
1261         iommu->first_device = PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(range),
1262                                          MMIO_GET_FD(range));
1263         iommu->last_device = PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(range),
1264                                         MMIO_GET_LD(range));
1265
1266         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1267                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1268
1269         /* read extended feature bits */
1270         low  = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1271         high = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES + 4);
1272
1273         iommu->features = ((u64)high << 32) | low;
1274
1275         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1276                 int glxval;
1277                 u32 max_pasid;
1278                 u64 pasmax;
1279
1280                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1281                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1282                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1283
1284                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1285
1286                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1287
1288                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1289                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1290
1291                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1292                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1293                 else
1294                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1295         }
1296
1297         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1298             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1299                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1300                 amd_iommu_v2_present = true;
1301         }
1302
1303         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1304                 iommu->ppr_log = alloc_ppr_log(iommu);
1305                 if (!iommu->ppr_log)
1306                         return -ENOMEM;
1307         }
1308
1309         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1310                 amd_iommu_np_cache = true;
1311
1312         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1313
1314         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1315                 int i, j;
1316
1317                 iommu->root_pdev = pci_get_bus_and_slot(iommu->dev->bus->number,
1318                                 PCI_DEVFN(0, 0));
1319
1320                 /*
1321                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1322                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1323                  * it can be reprogrammed on resume
1324                  */
1325                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1326                                 &iommu->stored_addr_lo);
1327                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1328                                 &iommu->stored_addr_hi);
1329
1330                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1331                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1332
1333                 for (i = 0; i < 6; i++)
1334                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1335                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1336
1337                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1338                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1339         }
1340
1341         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1342
1343         iommu->iommu_dev = iommu_device_create(&iommu->dev->dev, iommu,
1344                                                amd_iommu_groups, "ivhd%d",
1345                                                iommu->index);
1346
1347         return pci_enable_device(iommu->dev);
1348 }
1349
1350 static void print_iommu_info(void)
1351 {
1352         static const char * const feat_str[] = {
1353                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1354                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1355         };
1356         struct amd_iommu *iommu;
1357
1358         for_each_iommu(iommu) {
1359                 int i;
1360
1361                 pr_info("AMD-Vi: Found IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
1362                         dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
1363
1364                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1365                         pr_info("AMD-Vi:  Extended features: ");
1366                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1367                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1368                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1369                         }
1370                         pr_cont("\n");
1371                 }
1372         }
1373         if (irq_remapping_enabled)
1374                 pr_info("AMD-Vi: Interrupt remapping enabled\n");
1375 }
1376
1377 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1378 {
1379         struct amd_iommu *iommu;
1380         int ret = 0;
1381
1382         for_each_iommu(iommu) {
1383                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1384                 if (ret)
1385                         break;
1386         }
1387
1388         ret = amd_iommu_init_devices();
1389
1390         print_iommu_info();
1391
1392         return ret;
1393 }
1394
1395 /****************************************************************************
1396  *
1397  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1398  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1399  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1400  * pci_dev.
1401  *
1402  ****************************************************************************/
1403
1404 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1405 {
1406         int r;
1407
1408         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1409         if (r)
1410                 return r;
1411
1412         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1413                                  amd_iommu_int_handler,
1414                                  amd_iommu_int_thread,
1415                                  0, "AMD-Vi",
1416                                  iommu);
1417
1418         if (r) {
1419                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1420                 return r;
1421         }
1422
1423         iommu->int_enabled = true;
1424
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
1429 {
1430         int ret;
1431
1432         if (iommu->int_enabled)
1433                 goto enable_faults;
1434
1435         if (iommu->dev->msi_cap)
1436                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
1437         else
1438                 ret = -ENODEV;
1439
1440         if (ret)
1441                 return ret;
1442
1443 enable_faults:
1444         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
1445
1446         if (iommu->ppr_log != NULL)
1447                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFINT_EN);
1448
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 /****************************************************************************
1453  *
1454  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
1455  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
1456  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
1457  *
1458  ****************************************************************************/
1459
1460 static void __init free_unity_maps(void)
1461 {
1462         struct unity_map_entry *entry, *next;
1463
1464         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
1465                 list_del(&entry->list);
1466                 kfree(entry);
1467         }
1468 }
1469
1470 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
1471 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
1472 {
1473         int i;
1474
1475         switch (m->type) {
1476         case ACPI_IVMD_TYPE:
1477                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
1478                 break;
1479         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1480                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1481                         set_device_exclusion_range(i, m);
1482                 break;
1483         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1484                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
1485                         set_device_exclusion_range(i, m);
1486                 break;
1487         default:
1488                 break;
1489         }
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 /* called for unity map ACPI definition */
1495 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
1496 {
1497         struct unity_map_entry *e = NULL;
1498         char *s;
1499
1500         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1501         if (e == NULL)
1502                 return -ENOMEM;
1503
1504         switch (m->type) {
1505         default:
1506                 kfree(e);
1507                 return 0;
1508         case ACPI_IVMD_TYPE:
1509                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
1510                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
1511                 break;
1512         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1513                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
1514                 e->devid_start = 0;
1515                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
1516                 break;
1517         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1518                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
1519                 e->devid_start = m->devid;
1520                 e->devid_end = m->aux;
1521                 break;
1522         }
1523         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
1524         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
1525         e->prot = m->flags >> 1;
1526
1527         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
1528                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
1529                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
1530                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
1531                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1532                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1533
1534         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1535
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1540 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1541 {
1542         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1543         struct ivmd_header *m;
1544
1545         end += table->length;
1546         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1547
1548         while (p < end) {
1549                 m = (struct ivmd_header *)p;
1550                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1551                         init_exclusion_range(m);
1552                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1553                         init_unity_map_range(m);
1554
1555                 p += m->length;
1556         }
1557
1558         return 0;
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1563  * suppress all page faults
1564  */
1565 static void init_device_table_dma(void)
1566 {
1567         u32 devid;
1568
1569         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1570                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1571                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1572         }
1573 }
1574
1575 static void __init uninit_device_table_dma(void)
1576 {
1577         u32 devid;
1578
1579         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1580                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
1581                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
1582         }
1583 }
1584
1585 static void init_device_table(void)
1586 {
1587         u32 devid;
1588
1589         if (!amd_iommu_irq_remap)
1590                 return;
1591
1592         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
1593                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
1594 }
1595
1596 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
1597 {
1598         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
1599                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
1600                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
1601
1602         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
1603                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
1604                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
1605
1606         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
1607                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
1608                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
1609
1610         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
1611                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
1612                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
1613
1614         /*
1615          * make IOMMU memory accesses cache coherent
1616          */
1617         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
1618
1619         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
1620         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
1621 }
1622
1623 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
1624 {
1625         int i, j;
1626         u32 ioc_feature_control;
1627         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
1628
1629         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
1630         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
1631                 return;
1632
1633         /*
1634          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
1635          * controlled by a register in the northbridge
1636          */
1637
1638         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
1639         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
1640         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
1641
1642         /* Enable the iommu */
1643         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
1644                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
1645
1646         /* Restore the iommu BAR */
1647         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1648                                iommu->stored_addr_lo);
1649         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1650                                iommu->stored_addr_hi);
1651
1652         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
1653         for (i = 0; i < 6; i++)
1654                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
1655                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
1656
1657         /* Restore the l2 indirect regs */
1658         for (i = 0; i < 0x83; i++)
1659                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
1660
1661         /* Lock PCI setup registers */
1662         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1663                                iommu->stored_addr_lo | 1);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1668  * they have been initialized
1669  */
1670 static void early_enable_iommus(void)
1671 {
1672         struct amd_iommu *iommu;
1673
1674         for_each_iommu(iommu) {
1675                 iommu_disable(iommu);
1676                 iommu_init_flags(iommu);
1677                 iommu_set_device_table(iommu);
1678                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1679                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1680                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1681                 iommu_enable(iommu);
1682                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1683         }
1684 }
1685
1686 static void enable_iommus_v2(void)
1687 {
1688         struct amd_iommu *iommu;
1689
1690         for_each_iommu(iommu) {
1691                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
1692                 iommu_enable_gt(iommu);
1693         }
1694 }
1695
1696 static void enable_iommus(void)
1697 {
1698         early_enable_iommus();
1699
1700         enable_iommus_v2();
1701 }
1702
1703 static void disable_iommus(void)
1704 {
1705         struct amd_iommu *iommu;
1706
1707         for_each_iommu(iommu)
1708                 iommu_disable(iommu);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Suspend/Resume support
1713  * disable suspend until real resume implemented
1714  */
1715
1716 static void amd_iommu_resume(void)
1717 {
1718         struct amd_iommu *iommu;
1719
1720         for_each_iommu(iommu)
1721                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
1722
1723         /* re-load the hardware */
1724         enable_iommus();
1725
1726         amd_iommu_enable_interrupts();
1727 }
1728
1729 static int amd_iommu_suspend(void)
1730 {
1731         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1732         disable_iommus();
1733
1734         return 0;
1735 }
1736
1737 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
1738         .suspend = amd_iommu_suspend,
1739         .resume = amd_iommu_resume,
1740 };
1741
1742 static void __init free_on_init_error(void)
1743 {
1744         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
1745                    get_order(rlookup_table_size));
1746
1747         if (amd_iommu_irq_cache) {
1748                 kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
1749                 amd_iommu_irq_cache = NULL;
1750
1751         }
1752
1753         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1754                    get_order(rlookup_table_size));
1755
1756         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1757                    get_order(alias_table_size));
1758
1759         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1760                    get_order(dev_table_size));
1761
1762         free_iommu_all();
1763
1764 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1765         /*
1766          * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback to GART
1767          * if possible.
1768          */
1769         gart_iommu_init();
1770
1771 #endif
1772 }
1773
1774 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
1775 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
1776
1777 static bool __init check_ioapic_information(void)
1778 {
1779         const char *fw_bug = FW_BUG;
1780         bool ret, has_sb_ioapic;
1781         int idx;
1782
1783         has_sb_ioapic = false;
1784         ret           = false;
1785
1786         /*
1787          * If we have map overrides on the kernel command line the
1788          * messages in this function might not describe firmware bugs
1789          * anymore - so be careful
1790          */
1791         if (cmdline_maps)
1792                 fw_bug = "";
1793
1794         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
1795                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
1796
1797                 devid = get_ioapic_devid(id);
1798                 if (devid < 0) {
1799                         pr_err("%sAMD-Vi: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
1800                                 fw_bug, id);
1801                         ret = false;
1802                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
1803                         has_sb_ioapic = true;
1804                         ret           = true;
1805                 }
1806         }
1807
1808         if (!has_sb_ioapic) {
1809                 /*
1810                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
1811                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
1812                  * and if we don't have it in the list the system will
1813                  * panic at boot time.  This situation usually happens
1814                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
1815                  * device id for the IOAPIC in the system.
1816                  */
1817                 pr_err("%sAMD-Vi: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
1818         }
1819
1820         if (!ret)
1821                 pr_err("AMD-Vi: Disabling interrupt remapping\n");
1822
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 static void __init free_dma_resources(void)
1827 {
1828         amd_iommu_uninit_devices();
1829
1830         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1831                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1832
1833         free_unity_maps();
1834 }
1835
1836 /*
1837  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
1838  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
1839  * remapping setup code.
1840  *
1841  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1842  * three times:
1843  *
1844  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1845  *              Upon this information the size of the data structures is
1846  *              determined that needs to be allocated.
1847  *
1848  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1849  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1850  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1851  *              system to specific IOMMUs
1852  *
1853  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1854  *              initialized we update them with information about memory
1855  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1856  *              this last pass.
1857  *
1858  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
1859  * hotplug and suspend notifiers are registered.
1860  */
1861 static int __init early_amd_iommu_init(void)
1862 {
1863         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1864         acpi_size ivrs_size;
1865         acpi_status status;
1866         int i, ret = 0;
1867
1868         if (!amd_iommu_detected)
1869                 return -ENODEV;
1870
1871         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1872         if (status == AE_NOT_FOUND)
1873                 return -ENODEV;
1874         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1875                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1876                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1877                 return -EINVAL;
1878         }
1879
1880         /*
1881          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1882          * we need to handle. Upon this information the shared data
1883          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1884          */
1885         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
1886         if (ret)
1887                 goto out;
1888
1889         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1890         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1891         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1892
1893         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1894         ret = -ENOMEM;
1895         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1896                                       get_order(dev_table_size));
1897         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1898                 goto out;
1899
1900         /*
1901          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1902          * IOMMU see for that device
1903          */
1904         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1905                         get_order(alias_table_size));
1906         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1907                 goto out;
1908
1909         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1910         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1911                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1912                         get_order(rlookup_table_size));
1913         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1914                 goto out;
1915
1916         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1917                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1918                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1919         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1920                 goto out;
1921
1922         /*
1923          * let all alias entries point to itself
1924          */
1925         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1926                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1927
1928         /*
1929          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1930          * error value placeholder
1931          */
1932         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1933
1934         spin_lock_init(&amd_iommu_pd_lock);
1935
1936         /*
1937          * now the data structures are allocated and basically initialized
1938          * start the real acpi table scan
1939          */
1940         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
1941         if (ret)
1942                 goto out;
1943
1944         if (amd_iommu_irq_remap)
1945                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
1946
1947         if (amd_iommu_irq_remap) {
1948                 /*
1949                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
1950                  * remapping tables.
1951                  */
1952                 ret = -ENOMEM;
1953                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
1954                                 MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32),
1955                                 IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
1956                                 0, NULL);
1957                 if (!amd_iommu_irq_cache)
1958                         goto out;
1959
1960                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
1961                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1962                                 get_order(rlookup_table_size));
1963                 if (!irq_lookup_table)
1964                         goto out;
1965         }
1966
1967         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
1968         if (ret)
1969                 goto out;
1970
1971         /* init the device table */
1972         init_device_table();
1973
1974 out:
1975         /* Don't leak any ACPI memory */
1976         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
1977         ivrs_base = NULL;
1978
1979         return ret;
1980 }
1981
1982 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
1983 {
1984         struct amd_iommu *iommu;
1985         int ret = 0;
1986
1987         for_each_iommu(iommu) {
1988                 ret = iommu_init_msi(iommu);
1989                 if (ret)
1990                         goto out;
1991         }
1992
1993 out:
1994         return ret;
1995 }
1996
1997 static bool detect_ivrs(void)
1998 {
1999         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2000         acpi_size ivrs_size;
2001         acpi_status status;
2002
2003         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
2004         if (status == AE_NOT_FOUND)
2005                 return false;
2006         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2007                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2008                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
2009                 return false;
2010         }
2011
2012         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
2013
2014         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2015         pci_request_acs();
2016
2017         return true;
2018 }
2019
2020 static int amd_iommu_init_dma(void)
2021 {
2022         struct amd_iommu *iommu;
2023         int ret;
2024
2025         if (iommu_pass_through)
2026                 ret = amd_iommu_init_passthrough();
2027         else
2028                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2029
2030         if (ret)
2031                 return ret;
2032
2033         init_device_table_dma();
2034
2035         for_each_iommu(iommu)
2036                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2037
2038         amd_iommu_init_api();
2039
2040         amd_iommu_init_notifier();
2041
2042         return 0;
2043 }
2044
2045 /****************************************************************************
2046  *
2047  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2048  *
2049  ****************************************************************************/
2050
2051 static int __init state_next(void)
2052 {
2053         int ret = 0;
2054
2055         switch (init_state) {
2056         case IOMMU_START_STATE:
2057                 if (!detect_ivrs()) {
2058                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2059                         ret             = -ENODEV;
2060                 } else {
2061                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2062                 }
2063                 break;
2064         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2065                 ret = early_amd_iommu_init();
2066                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2067                 break;
2068         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2069                 early_enable_iommus();
2070                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2071                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2072                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2073                 break;
2074         case IOMMU_ENABLED:
2075                 ret = amd_iommu_init_pci();
2076                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2077                 enable_iommus_v2();
2078                 break;
2079         case IOMMU_PCI_INIT:
2080                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2081                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2082                 break;
2083         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2084                 ret = amd_iommu_init_dma();
2085                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2086                 break;
2087         case IOMMU_DMA_OPS:
2088                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2089                 break;
2090         case IOMMU_INITIALIZED:
2091                 /* Nothing to do */
2092                 break;
2093         case IOMMU_NOT_FOUND:
2094         case IOMMU_INIT_ERROR:
2095                 /* Error states => do nothing */
2096                 ret = -EINVAL;
2097                 break;
2098         default:
2099                 /* Unknown state */
2100                 BUG();
2101         }
2102
2103         return ret;
2104 }
2105
2106 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2107 {
2108         int ret = 0;
2109
2110         while (init_state != state) {
2111                 ret = state_next();
2112                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND ||
2113                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR)
2114                         break;
2115         }
2116
2117         return ret;
2118 }
2119
2120 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2121 int __init amd_iommu_prepare(void)
2122 {
2123         int ret;
2124
2125         amd_iommu_irq_remap = true;
2126
2127         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2128         if (ret)
2129                 return ret;
2130         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2131 }
2132
2133 int __init amd_iommu_enable(void)
2134 {
2135         int ret;
2136
2137         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2138         if (ret)
2139                 return ret;
2140
2141         irq_remapping_enabled = 1;
2142
2143         return 0;
2144 }
2145
2146 void amd_iommu_disable(void)
2147 {
2148         amd_iommu_suspend();
2149 }
2150
2151 int amd_iommu_reenable(int mode)
2152 {
2153         amd_iommu_resume();
2154
2155         return 0;
2156 }
2157
2158 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2159 {
2160         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2161         return 0;
2162 }
2163 #endif
2164
2165 /*
2166  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2167  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2168  * code.
2169  */
2170 static int __init amd_iommu_init(void)
2171 {
2172         int ret;
2173
2174         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2175         if (ret) {
2176                 free_dma_resources();
2177                 if (!irq_remapping_enabled) {
2178                         disable_iommus();
2179                         free_on_init_error();
2180                 } else {
2181                         struct amd_iommu *iommu;
2182
2183                         uninit_device_table_dma();
2184                         for_each_iommu(iommu)
2185                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2186                 }
2187         }
2188
2189         return ret;
2190 }
2191
2192 /****************************************************************************
2193  *
2194  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2195  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2196  * IOMMUs
2197  *
2198  ****************************************************************************/
2199 int __init amd_iommu_detect(void)
2200 {
2201         int ret;
2202
2203         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2204                 return -ENODEV;
2205
2206         if (amd_iommu_disabled)
2207                 return -ENODEV;
2208
2209         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2210         if (ret)
2211                 return ret;
2212
2213         amd_iommu_detected = true;
2214         iommu_detected = 1;
2215         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2216
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 /****************************************************************************
2221  *
2222  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2223  * options.
2224  *
2225  ****************************************************************************/
2226
2227 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2228 {
2229         amd_iommu_dump = true;
2230
2231         return 1;
2232 }
2233
2234 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2235 {
2236         for (; *str; ++str) {
2237                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2238                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2239                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2240                         amd_iommu_disabled = true;
2241                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2242                         amd_iommu_force_isolation = true;
2243         }
2244
2245         return 1;
2246 }
2247
2248 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
2249 {
2250         unsigned int bus, dev, fn;
2251         int ret, id, i;
2252         u16 devid;
2253
2254         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2255
2256         if (ret != 4) {
2257                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
2258                 return 1;
2259         }
2260
2261         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2262                 pr_err("AMD-Vi: Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
2263                         str);
2264                 return 1;
2265         }
2266
2267         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2268
2269         cmdline_maps                    = true;
2270         i                               = early_ioapic_map_size++;
2271         early_ioapic_map[i].id          = id;
2272         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
2273         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
2274
2275         return 1;
2276 }
2277
2278 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
2279 {
2280         unsigned int bus, dev, fn;
2281         int ret, id, i;
2282         u16 devid;
2283
2284         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2285
2286         if (ret != 4) {
2287                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
2288                 return 1;
2289         }
2290
2291         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2292                 pr_err("AMD-Vi: Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
2293                         str);
2294                 return 1;
2295         }
2296
2297         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2298
2299         cmdline_maps                    = true;
2300         i                               = early_hpet_map_size++;
2301         early_hpet_map[i].id            = id;
2302         early_hpet_map[i].devid         = devid;
2303         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
2304
2305         return 1;
2306 }
2307
2308 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
2309 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
2310 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
2311 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
2312
2313 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
2314                   gart_iommu_hole_init,
2315                   NULL,
2316                   NULL);
2317
2318 bool amd_iommu_v2_supported(void)
2319 {
2320         return amd_iommu_v2_present;
2321 }
2322 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
2323
2324 /****************************************************************************
2325  *
2326  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
2327  * access to the IOMMU PC functionality.
2328  *
2329  ****************************************************************************/
2330
2331 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(u16 devid)
2332 {
2333         struct amd_iommu *iommu;
2334         u8 ret = 0;
2335
2336         /* locate the iommu governing the devid */
2337         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2338         if (iommu)
2339                 ret = iommu->max_banks;
2340
2341         return ret;
2342 }
2343 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
2344
2345 bool amd_iommu_pc_supported(void)
2346 {
2347         return amd_iommu_pc_present;
2348 }
2349 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
2350
2351 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(u16 devid)
2352 {
2353         struct amd_iommu *iommu;
2354         u8 ret = 0;
2355
2356         /* locate the iommu governing the devid */
2357         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2358         if (iommu)
2359                 ret = iommu->max_counters;
2360
2361         return ret;
2362 }
2363 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
2364
2365 int amd_iommu_pc_get_set_reg_val(u16 devid, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn,
2366                                     u64 *value, bool is_write)
2367 {
2368         struct amd_iommu *iommu;
2369         u32 offset;
2370         u32 max_offset_lim;
2371
2372         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
2373         if (!amd_iommu_pc_present)
2374                 return -ENODEV;
2375
2376         /* Locate the iommu associated with the device ID */
2377         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2378
2379         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
2380         if (WARN_ON((iommu == NULL) || (fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
2381                 return -ENODEV;
2382
2383         offset = (u32)(((0x40|bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
2384
2385         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
2386         max_offset_lim = (u32)(((0x40|iommu->max_banks) << 12) |
2387                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
2388         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
2389             (offset > max_offset_lim))
2390                 return -EINVAL;
2391
2392         if (is_write) {
2393                 writel((u32)*value, iommu->mmio_base + offset);
2394                 writel((*value >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
2395         } else {
2396                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
2397                 *value <<= 32;
2398                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset);
2399         }
2400
2401         return 0;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_set_reg_val);