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 #define pr_fmt(fmt)     "AMD-Vi: " fmt
  21 #define dev_fmt(fmt)    pr_fmt(fmt)
  22
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/pci.h>
  25 #include <linux/acpi.h>
  26 #include <linux/amba/bus.h>
  27 #include <linux/platform_device.h>
  28 #include <linux/pci-ats.h>
  29 #include <linux/bitmap.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/debugfs.h>
  32 #include <linux/scatterlist.h>
  33 #include <linux/dma-mapping.h>
  34 #include <linux/dma-direct.h>
  35 #include <linux/iommu-helper.h>
  36 #include <linux/iommu.h>
  37 #include <linux/delay.h>
  38 #include <linux/amd-iommu.h>
  39 #include <linux/notifier.h>
  40 #include <linux/export.h>
  41 #include <linux/irq.h>
  42 #include <linux/msi.h>
  43 #include <linux/dma-contiguous.h>
  44 #include <linux/irqdomain.h>
  45 #include <linux/percpu.h>
  46 #include <linux/iova.h>
  47 #include <asm/irq_remapping.h>
  48 #include <asm/io_apic.h>
  49 #include <asm/apic.h>
  50 #include <asm/hw_irq.h>
  51 #include <asm/msidef.h>
  52 #include <asm/proto.h>
  53 #include <asm/iommu.h>
  54 #include <asm/gart.h>
  55 #include <asm/dma.h>
  56
  57 #include "amd_iommu_proto.h"
  58 #include "amd_iommu_types.h"
  59 #include "irq_remapping.h"
  60
  61 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  62
  63 #define LOOP_TIMEOUT    100000
  64
  65 /* IO virtual address start page frame number */
  66 #define IOVA_START_PFN          (1)
  67 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
  68
  69 /* Reserved IOVA ranges */
  70 #define MSI_RANGE_START         (0xfee00000)
  71 #define MSI_RANGE_END           (0xfeefffff)
  72 #define HT_RANGE_START          (0xfd00000000ULL)
  73 #define HT_RANGE_END            (0xffffffffffULL)
  74
  75 /*
  76  * This bitmap is used to advertise the page sizes our hardware support
  77  * to the IOMMU core, which will then use this information to split
  78  * physically contiguous memory regions it is mapping into page sizes
  79  * that we support.
  80  *
  81  * 512GB Pages are not supported due to a hardware bug
  82  */
  83 #define AMD_IOMMU_PGSIZES       ((~0xFFFUL) & ~(2ULL << 38))
  84
  85 static DEFINE_SPINLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
  86 static DEFINE_SPINLOCK(pd_bitmap_lock);
  87
  88 /* List of all available dev_data structures */
  89 static LLIST_HEAD(dev_data_list);
  90
  91 LIST_HEAD(ioapic_map);
  92 LIST_HEAD(hpet_map);
  93 LIST_HEAD(acpihid_map);
  94
  95 /*
  96  * Domain for untranslated devices - only allocated
  97  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
  98  */
  99 const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
 100
 101 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
 102 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
 103
 104 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops;
 105
 106 /*
 107  * general struct to manage commands send to an IOMMU
 108  */
 109 struct iommu_cmd {
 110         u32 data[4];
 111 };
 112
 113 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
 114
 115 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
 116 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain);
 117 static void detach_device(struct device *dev);
 118 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad);
 119
 120 /*
 121  * Data container for a dma_ops specific protection domain
 122  */
 123 struct dma_ops_domain {
 124         /* generic protection domain information */
 125         struct protection_domain domain;
 126
 127         /* IOVA RB-Tree */
 128         struct iova_domain iovad;
 129 };
 130
 131 static struct iova_domain reserved_iova_ranges;
 132 static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
 133
 134 /****************************************************************************
 135  *
 136  * Helper functions
 137  *
 138  ****************************************************************************/
 139
 140 static inline int match_hid_uid(struct device *dev,
 141                                 struct acpihid_map_entry *entry)
 142 {
 143         struct acpi_device *adev = ACPI_COMPANION(dev);
 144         const char *hid, *uid;
 145
 146         if (!adev)
 147                 return -ENODEV;
 148
 149         hid = acpi_device_hid(adev);
 150         uid = acpi_device_uid(adev);
 151
 152         if (!hid || !(*hid))
 153                 return -ENODEV;
 154
 155         if (!uid || !(*uid))
 156                 return strcmp(hid, entry->hid);
 157
 158         if (!(*entry->uid))
 159                 return strcmp(hid, entry->hid);
 160
 161         return (strcmp(hid, entry->hid) || strcmp(uid, entry->uid));
 162 }
 163
 164 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
 165 {
 166         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 167
 168         return PCI_DEVID(pdev->bus->number, pdev->devfn);
 169 }
 170
 171 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
 172                                         struct acpihid_map_entry **entry)
 173 {
 174         struct acpihid_map_entry *p;
 175
 176         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 177                 if (!match_hid_uid(dev, p)) {
 178                         if (entry)
 179                                 *entry = p;
 180                         return p->devid;
 181                 }
 182         }
 183         return -EINVAL;
 184 }
 185
 186 static inline int get_device_id(struct device *dev)
 187 {
 188         int devid;
 189
 190         if (dev_is_pci(dev))
 191                 devid = get_pci_device_id(dev);
 192         else
 193                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
 194
 195         return devid;
 196 }
 197
 198 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
 199 {
 200         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
 201 }
 202
 203 static struct dma_ops_domain* to_dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
 204 {
 205         BUG_ON(domain->flags != PD_DMA_OPS_MASK);
 206         return container_of(domain, struct dma_ops_domain, domain);
 207 }
 208
 209 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
 210 {
 211         struct iommu_dev_data *dev_data;
 212
 213         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
 214         if (!dev_data)
 215                 return NULL;
 216
 217         dev_data->devid = devid;
 218         ratelimit_default_init(&dev_data->rs);
 219
 220         llist_add(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
 221         return dev_data;
 222 }
 223
 224 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
 225 {
 226         struct iommu_dev_data *dev_data;
 227         struct llist_node *node;
 228
 229         if (llist_empty(&dev_data_list))
 230                 return NULL;
 231
 232         node = dev_data_list.first;
 233         llist_for_each_entry(dev_data, node, dev_data_list) {
 234                 if (dev_data->devid == devid)
 235                         return dev_data;
 236         }
 237
 238         return NULL;
 239 }
 240
 241 static int __last_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
 242 {
 243         *(u16 *)data = alias;
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 static u16 get_alias(struct device *dev)
 248 {
 249         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 250         u16 devid, ivrs_alias, pci_alias;
 251
 252         /* The callers make sure that get_device_id() does not fail here */
 253         devid = get_device_id(dev);
 254
 255         /* For ACPI HID devices, we simply return the devid as such */
 256         if (!dev_is_pci(dev))
 257                 return devid;
 258
 259         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[devid];
 260
 261         pci_for_each_dma_alias(pdev, __last_alias, &pci_alias);
 262
 263         if (ivrs_alias == pci_alias)
 264                 return ivrs_alias;
 265
 266         /*
 267          * DMA alias showdown
 268          *
 269          * The IVRS is fairly reliable in telling us about aliases, but it
 270          * can't know about every screwy device.  If we don't have an IVRS
 271          * reported alias, use the PCI reported alias.  In that case we may
 272          * still need to initialize the rlookup and dev_table entries if the
 273          * alias is to a non-existent device.
 274          */
 275         if (ivrs_alias == devid) {
 276                 if (!amd_iommu_rlookup_table[pci_alias]) {
 277                         amd_iommu_rlookup_table[pci_alias] =
 278                                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
 279                         memcpy(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data,
 280                                amd_iommu_dev_table[devid].data,
 281                                sizeof(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data));
 282                 }
 283
 284                 return pci_alias;
 285         }
 286
 287         pci_info(pdev, "Using IVRS reported alias %02x:%02x.%d "
 288                 "for device [%04x:%04x], kernel reported alias "
 289                 "%02x:%02x.%d\n", PCI_BUS_NUM(ivrs_alias), PCI_SLOT(ivrs_alias),
 290                 PCI_FUNC(ivrs_alias), pdev->vendor, pdev->device,
 291                 PCI_BUS_NUM(pci_alias), PCI_SLOT(pci_alias),
 292                 PCI_FUNC(pci_alias));
 293
 294         /*
 295          * If we don't have a PCI DMA alias and the IVRS alias is on the same
 296          * bus, then the IVRS table may know about a quirk that we don't.
 297          */
 298         if (pci_alias == devid &&
 299             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number) {
 300                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff);
 301                 pci_info(pdev, "Added PCI DMA alias %02x.%d\n",
 302                         PCI_SLOT(ivrs_alias), PCI_FUNC(ivrs_alias));
 303         }
 304
 305         return ivrs_alias;
 306 }
 307
 308 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
 309 {
 310         struct iommu_dev_data *dev_data;
 311         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 312
 313         dev_data = search_dev_data(devid);
 314
 315         if (dev_data == NULL) {
 316                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
 317                 if (!dev_data)
 318                         return NULL;
 319
 320                 if (translation_pre_enabled(iommu))
 321                         dev_data->defer_attach = true;
 322         }
 323
 324         return dev_data;
 325 }
 326
 327 struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
 328 {
 329         return dev->archdata.iommu;
 330 }
 331 EXPORT_SYMBOL(get_dev_data);
 332
 333 /*
 334 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
 335 */
 336 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
 337 {
 338         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
 339         int devid;
 340
 341         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
 342         if (devid < 0)
 343                 return ERR_PTR(devid);
 344
 345         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 346                 if ((devid == p->devid) && p->group)
 347                         entry->group = p->group;
 348         }
 349
 350         if (!entry->group)
 351                 entry->group = generic_device_group(dev);
 352         else
 353                 iommu_group_ref_get(entry->group);
 354
 355         return entry->group;
 356 }
 357
 358 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
 359 {
 360         static const int caps[] = {
 361                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
 362                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
 363                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
 364         };
 365         int i, pos;
 366
 367         if (pci_ats_disabled())
 368                 return false;
 369
 370         for (i = 0; i < 3; ++i) {
 371                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
 372                 if (pos == 0)
 373                         return false;
 374         }
 375
 376         return true;
 377 }
 378
 379 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
 380 {
 381         struct iommu_dev_data *dev_data;
 382
 383         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 384
 385         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
 386 }
 387
 388 /*
 389  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
 390  * avoid dereferencing invalid pointers.
 391  */
 392 static bool check_device(struct device *dev)
 393 {
 394         int devid;
 395
 396         if (!dev || !dev->dma_mask)
 397                 return false;
 398
 399         devid = get_device_id(dev);
 400         if (devid < 0)
 401                 return false;
 402
 403         /* Out of our scope? */
 404         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 405                 return false;
 406
 407         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
 408                 return false;
 409
 410         return true;
 411 }
 412
 413 static void init_iommu_group(struct device *dev)
 414 {
 415         struct iommu_group *group;
 416
 417         group = iommu_group_get_for_dev(dev);
 418         if (IS_ERR(group))
 419                 return;
 420
 421         iommu_group_put(group);
 422 }
 423
 424 static int iommu_init_device(struct device *dev)
 425 {
 426         struct iommu_dev_data *dev_data;
 427         struct amd_iommu *iommu;
 428         int devid;
 429
 430         if (dev->archdata.iommu)
 431                 return 0;
 432
 433         devid = get_device_id(dev);
 434         if (devid < 0)
 435                 return devid;
 436
 437         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 438
 439         dev_data = find_dev_data(devid);
 440         if (!dev_data)
 441                 return -ENOMEM;
 442
 443         dev_data->alias = get_alias(dev);
 444
 445         /*
 446          * By default we use passthrough mode for IOMMUv2 capable device.
 447          * But if amd_iommu=force_isolation is set (e.g. to debug DMA to
 448          * invalid address), we ignore the capability for the device so
 449          * it'll be forced to go into translation mode.
 450          */
 451         if ((iommu_pass_through || !amd_iommu_force_isolation) &&
 452             dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
 453                 struct amd_iommu *iommu;
 454
 455                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
 456                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
 457         }
 458
 459         dev->archdata.iommu = dev_data;
 460
 461         iommu_device_link(&iommu->iommu, dev);
 462
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
 467 {
 468         u16 alias;
 469         int devid;
 470
 471         devid = get_device_id(dev);
 472         if (devid < 0)
 473                 return;
 474
 475         alias = get_alias(dev);
 476
 477         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 478         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 479
 480         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
 481         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
 482 }
 483
 484 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
 485 {
 486         struct iommu_dev_data *dev_data;
 487         struct amd_iommu *iommu;
 488         int devid;
 489
 490         devid = get_device_id(dev);
 491         if (devid < 0)
 492                 return;
 493
 494         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 495
 496         dev_data = search_dev_data(devid);
 497         if (!dev_data)
 498                 return;
 499
 500         if (dev_data->domain)
 501                 detach_device(dev);
 502
 503         iommu_device_unlink(&iommu->iommu, dev);
 504
 505         iommu_group_remove_device(dev);
 506
 507         /* Remove dma-ops */
 508         dev->dma_ops = NULL;
 509
 510         /*
 511          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
 512          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
 513          */
 514 }
 515
 516 /****************************************************************************
 517  *
 518  * Interrupt handling functions
 519  *
 520  ****************************************************************************/
 521
 522 static void dump_dte_entry(u16 devid)
 523 {
 524         int i;
 525
 526         for (i = 0; i < 4; ++i)
 527                 pr_err("DTE[%d]: %016llx\n", i,
 528                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
 529 }
 530
 531 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
 532 {
 533         struct iommu_cmd *cmd = iommu_phys_to_virt(phys_addr);
 534         int i;
 535
 536         for (i = 0; i < 4; ++i)
 537                 pr_err("CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
 538 }
 539
 540 static void amd_iommu_report_page_fault(u16 devid, u16 domain_id,
 541                                         u64 address, int flags)
 542 {
 543         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
 544         struct pci_dev *pdev;
 545
 546         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
 547                                            devid & 0xff);
 548         if (pdev)
 549                 dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 550
 551         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
 552                 pci_err(pdev, "Event logged [IO_PAGE_FAULT domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 553                         domain_id, address, flags);
 554         } else if (printk_ratelimit()) {
 555                 pr_err("Event logged [IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 556                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 557                         domain_id, address, flags);
 558         }
 559
 560         if (pdev)
 561                 pci_dev_put(pdev);
 562 }
 563
 564 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
 565 {
 566         struct device *dev = iommu->iommu.dev;
 567         int type, devid, pasid, flags, tag;
 568         volatile u32 *event = __evt;
 569         int count = 0;
 570         u64 address;
 571
 572 retry:
 573         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 574         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 575         pasid   = PPR_PASID(*(u64 *)&event[0]);
 576         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 577         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 578
 579         if (type == 0) {
 580                 /* Did we hit the erratum? */
 581                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
 582                         pr_err("No event written to event log\n");
 583                         return;
 584                 }
 585                 udelay(1);
 586                 goto retry;
 587         }
 588
 589         if (type == EVENT_TYPE_IO_FAULT) {
 590                 amd_iommu_report_page_fault(devid, pasid, address, flags);
 591                 return;
 592         }
 593
 594         switch (type) {
 595         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 596                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 597                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 598                         pasid, address, flags);
 599                 dump_dte_entry(devid);
 600                 break;
 601         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 602                 dev_err(dev, "Event logged [DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 603                         "address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 604                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 605                         address, flags);
 606                 break;
 607         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 608                 dev_err(dev, "Event logged [PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 609                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 610                         pasid, address, flags);
 611                 break;
 612         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 613                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%llx]\n", address);
 614                 dump_command(address);
 615                 break;
 616         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 617                 dev_err(dev, "Event logged [COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 618                         address, flags);
 619                 break;
 620         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 621                 dev_err(dev, "Event logged [IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x address=0x%llx]\n",
 622                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 623                         address);
 624                 break;
 625         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 626                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 627                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 628                         pasid, address, flags);
 629                 break;
 630         case EVENT_TYPE_INV_PPR_REQ:
 631                 pasid = ((event[0] >> 16) & 0xFFFF)
 632                         | ((event[1] << 6) & 0xF0000);
 633                 tag = event[1] & 0x03FF;
 634                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_PPR_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 635                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 636                         pasid, address, flags);
 637                 break;
 638         default:
 639                 dev_err(dev, "Event logged [UNKNOWN event[0]=0x%08x event[1]=0x%08x event[2]=0x%08x event[3]=0x%08x\n",
 640                         event[0], event[1], event[2], event[3]);
 641         }
 642
 643         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
 644 }
 645
 646 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 647 {
 648         u32 head, tail;
 649
 650         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 651         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 652
 653         while (head != tail) {
 654                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
 655                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
 656         }
 657
 658         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 659 }
 660
 661 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
 662 {
 663         struct amd_iommu_fault fault;
 664
 665         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
 666                 pr_err_ratelimited("Unknown PPR request received\n");
 667                 return;
 668         }
 669
 670         fault.address   = raw[1];
 671         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
 672         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
 673         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
 674         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
 675
 676         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
 677 }
 678
 679 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 680 {
 681         u32 head, tail;
 682
 683         if (iommu->ppr_log == NULL)
 684                 return;
 685
 686         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 687         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 688
 689         while (head != tail) {
 690                 volatile u64 *raw;
 691                 u64 entry[2];
 692                 int i;
 693
 694                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
 695
 696                 /*
 697                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
 698                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
 699                  * entry to arrive.
 700                  */
 701                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
 702                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
 703                                 break;
 704                         udelay(1);
 705                 }
 706
 707                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 708                 entry[0] = raw[0];
 709                 entry[1] = raw[1];
 710
 711                 /*
 712                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
 713                  * back to zero.
 714                  */
 715                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
 716
 717                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 718                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
 719                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 720
 721                 /* Handle PPR entry */
 722                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
 723
 724                 /* Refresh ring-buffer information */
 725                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 726                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 727         }
 728 }
 729
 730 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 731 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
 732
 733 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
 734 {
 735         iommu_ga_log_notifier = notifier;
 736
 737         return 0;
 738 }
 739 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
 740
 741 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
 742 {
 743         u32 head, tail, cnt = 0;
 744
 745         if (iommu->ga_log == NULL)
 746                 return;
 747
 748         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 749         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
 750
 751         while (head != tail) {
 752                 volatile u64 *raw;
 753                 u64 log_entry;
 754
 755                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
 756                 cnt++;
 757
 758                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 759                 log_entry = *raw;
 760
 761                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 762                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
 763                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 764
 765                 /* Handle GA entry */
 766                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
 767                 case GA_GUEST_NR:
 768                         if (!iommu_ga_log_notifier)
 769                                 break;
 770
 771                         pr_debug("%s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
 772                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
 773                                  GA_TAG(log_entry));
 774
 775                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
 776                                 pr_err("GA log notifier failed.\n");
 777                         break;
 778                 default:
 779                         break;
 780                 }
 781         }
 782 }
 783 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
 784
 785 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
 786         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
 787          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
 788          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
 789
 790 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
 791 {
 792         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
 793         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 794
 795         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
 796                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
 797                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
 798                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 799
 800                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
 801                         pr_devel("Processing IOMMU Event Log\n");
 802                         iommu_poll_events(iommu);
 803                 }
 804
 805                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
 806                         pr_devel("Processing IOMMU PPR Log\n");
 807                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
 808                 }
 809
 810 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 811                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
 812                         pr_devel("Processing IOMMU GA Log\n");
 813                         iommu_poll_ga_log(iommu);
 814                 }
 815 #endif
 816
 817                 /*
 818                  * Hardware bug: ERBT1312
 819                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
 820                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
 821                  * the interrupt bit in the event status register.
 822                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
 823                  * subsequent interrupts.
 824                  *
 825                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
 826                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
 827                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
 828                  * again and re-clear the bits
 829                  */
 830                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 831         }
 832         return IRQ_HANDLED;
 833 }
 834
 835 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 836 {
 837         return IRQ_WAKE_THREAD;
 838 }
 839
 840 /****************************************************************************
 841  *
 842  * IOMMU command queuing functions
 843  *
 844  ****************************************************************************/
 845
 846 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
 847 {
 848         int i = 0;
 849
 850         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
 851                 udelay(1);
 852                 i += 1;
 853         }
 854
 855         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
 856                 pr_alert("Completion-Wait loop timed out\n");
 857                 return -EIO;
 858         }
 859
 860         return 0;
 861 }
 862
 863 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
 864                                struct iommu_cmd *cmd)
 865 {
 866         u8 *target;
 867
 868         target = iommu->cmd_buf + iommu->cmd_buf_tail;
 869
 870         iommu->cmd_buf_tail += sizeof(*cmd);
 871         iommu->cmd_buf_tail %= CMD_BUFFER_SIZE;
 872
 873         /* Copy command to buffer */
 874         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
 875
 876         /* Tell the IOMMU about it */
 877         writel(iommu->cmd_buf_tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 878 }
 879
 880 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
 881 {
 882         u64 paddr = iommu_virt_to_phys((void *)address);
 883
 884         WARN_ON(address & 0x7ULL);
 885
 886         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 887         cmd->data[0] = lower_32_bits(paddr) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
 888         cmd->data[1] = upper_32_bits(paddr);
 889         cmd->data[2] = 1;
 890         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 891 }
 892
 893 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 894 {
 895         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 896         cmd->data[0] = devid;
 897         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 898 }
 899
 900 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 901                                   size_t size, u16 domid, int pde)
 902 {
 903         u64 pages;
 904         bool s;
 905
 906         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 907         s     = false;
 908
 909         if (pages > 1) {
 910                 /*
 911                  * If we have to flush more than one page, flush all
 912                  * TLB entries for this domain
 913                  */
 914                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 915                 s = true;
 916         }
 917
 918         address &= PAGE_MASK;
 919
 920         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 921         cmd->data[1] |= domid;
 922         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 923         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 924         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 925         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
 926                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 927         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
 928                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 929 }
 930
 931 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
 932                                   u64 address, size_t size)
 933 {
 934         u64 pages;
 935         bool s;
 936
 937         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 938         s     = false;
 939
 940         if (pages > 1) {
 941                 /*
 942                  * If we have to flush more than one page, flush all
 943                  * TLB entries for this domain
 944                  */
 945                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 946                 s = true;
 947         }
 948
 949         address &= PAGE_MASK;
 950
 951         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 952         cmd->data[0]  = devid;
 953         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
 954         cmd->data[1]  = devid;
 955         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 956         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 957         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 958         if (s)
 959                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 960 }
 961
 962 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
 963                                   u64 address, bool size)
 964 {
 965         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 966
 967         address &= ~(0xfffULL);
 968
 969         cmd->data[0]  = pasid;
 970         cmd->data[1]  = domid;
 971         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 972         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 973         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 974         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 975         if (size)
 976                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 977         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 978 }
 979
 980 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 981                                   int qdep, u64 address, bool size)
 982 {
 983         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 984
 985         address &= ~(0xfffULL);
 986
 987         cmd->data[0]  = devid;
 988         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
 989         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
 990         cmd->data[1]  = devid;
 991         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
 992         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 993         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 994         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 995         if (size)
 996                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 997         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 998 }
 999
1000 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
1001                                int status, int tag, bool gn)
1002 {
1003         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1004
1005         cmd->data[0]  = devid;
1006         if (gn) {
1007                 cmd->data[1]  = pasid;
1008                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
1009         }
1010         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
1011         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
1012
1013         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
1014 }
1015
1016 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
1017 {
1018         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1019         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1020 }
1021
1022 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1023 {
1024         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1025         cmd->data[0] = devid;
1026         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1031  * hardware about the new command.
1032  */
1033 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1034                                       struct iommu_cmd *cmd,
1035                                       bool sync)
1036 {
1037         unsigned int count = 0;
1038         u32 left, next_tail;
1039
1040         next_tail = (iommu->cmd_buf_tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1041 again:
1042         left      = (iommu->cmd_buf_head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1043
1044         if (left <= 0x20) {
1045                 /* Skip udelay() the first time around */
1046                 if (count++) {
1047                         if (count == LOOP_TIMEOUT) {
1048                                 pr_err("Command buffer timeout\n");
1049                                 return -EIO;
1050                         }
1051
1052                         udelay(1);
1053                 }
1054
1055                 /* Update head and recheck remaining space */
1056                 iommu->cmd_buf_head = readl(iommu->mmio_base +
1057                                             MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1058
1059                 goto again;
1060         }
1061
1062         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd);
1063
1064         /* Do we need to make sure all commands are processed? */
1065         iommu->need_sync = sync;
1066
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1071                                     struct iommu_cmd *cmd,
1072                                     bool sync)
1073 {
1074         unsigned long flags;
1075         int ret;
1076
1077         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1078         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1079         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1080
1081         return ret;
1082 }
1083
1084 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1085 {
1086         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * This function queues a completion wait command into the command
1091  * buffer of an IOMMU
1092  */
1093 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1094 {
1095         struct iommu_cmd cmd;
1096         unsigned long flags;
1097         int ret;
1098
1099         if (!iommu->need_sync)
1100                 return 0;
1101
1102
1103         build_completion_wait(&cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1104
1105         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1106
1107         iommu->cmd_sem = 0;
1108
1109         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1110         if (ret)
1111                 goto out_unlock;
1112
1113         ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem);
1114
1115 out_unlock:
1116         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1117
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1122 {
1123         struct iommu_cmd cmd;
1124
1125         build_inv_dte(&cmd, devid);
1126
1127         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1128 }
1129
1130 static void amd_iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1131 {
1132         u32 devid;
1133
1134         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1135                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1136
1137         iommu_completion_wait(iommu);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1142  * this is no issue because it is only called during resume.
1143  */
1144 static void amd_iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1145 {
1146         u32 dom_id;
1147
1148         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1149                 struct iommu_cmd cmd;
1150                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1151                                       dom_id, 1);
1152                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1153         }
1154
1155         iommu_completion_wait(iommu);
1156 }
1157
1158 static void amd_iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1159 {
1160         struct iommu_cmd cmd;
1161
1162         build_inv_all(&cmd);
1163
1164         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1165         iommu_completion_wait(iommu);
1166 }
1167
1168 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1169 {
1170         struct iommu_cmd cmd;
1171
1172         build_inv_irt(&cmd, devid);
1173
1174         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1175 }
1176
1177 static void amd_iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1178 {
1179         u32 devid;
1180
1181         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1182                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1183
1184         iommu_completion_wait(iommu);
1185 }
1186
1187 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1188 {
1189         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1190                 amd_iommu_flush_all(iommu);
1191         } else {
1192                 amd_iommu_flush_dte_all(iommu);
1193                 amd_iommu_flush_irt_all(iommu);
1194                 amd_iommu_flush_tlb_all(iommu);
1195         }
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Command send function for flushing on-device TLB
1200  */
1201 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1202                               u64 address, size_t size)
1203 {
1204         struct amd_iommu *iommu;
1205         struct iommu_cmd cmd;
1206         int qdep;
1207
1208         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1209         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1210
1211         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1212
1213         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Command send function for invalidating a device table entry
1218  */
1219 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1220 {
1221         struct amd_iommu *iommu;
1222         u16 alias;
1223         int ret;
1224
1225         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1226         alias = dev_data->alias;
1227
1228         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1229         if (!ret && alias != dev_data->devid)
1230                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1231         if (ret)
1232                 return ret;
1233
1234         if (dev_data->ats.enabled)
1235                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1236
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1242  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1243  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1244  */
1245 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1246                                  u64 address, size_t size, int pde)
1247 {
1248         struct iommu_dev_data *dev_data;
1249         struct iommu_cmd cmd;
1250         int ret = 0, i;
1251
1252         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1253
1254         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1255                 if (!domain->dev_iommu[i])
1256                         continue;
1257
1258                 /*
1259                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1260                  * We need a TLB flush
1261                  */
1262                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1263         }
1264
1265         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1266
1267                 if (!dev_data->ats.enabled)
1268                         continue;
1269
1270                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1271         }
1272
1273         WARN_ON(ret);
1274 }
1275
1276 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1277                                u64 address, size_t size)
1278 {
1279         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1280 }
1281
1282 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1283 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1284 {
1285         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1286 }
1287
1288 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1289 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1290 {
1291         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1292 }
1293
1294 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1295 {
1296         int i;
1297
1298         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1299                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1300                         continue;
1301
1302                 /*
1303                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1304                  * We need to wait for completion of all commands.
1305                  */
1306                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1307         }
1308 }
1309
1310
1311 /*
1312  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1313  */
1314 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1315 {
1316         struct iommu_dev_data *dev_data;
1317
1318         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1319                 device_flush_dte(dev_data);
1320 }
1321
1322 /****************************************************************************
1323  *
1324  * The functions below are used the create the page table mappings for
1325  * unity mapped regions.
1326  *
1327  ****************************************************************************/
1328
1329 static void free_page_list(struct page *freelist)
1330 {
1331         while (freelist != NULL) {
1332                 unsigned long p = (unsigned long)page_address(freelist);
1333                 freelist = freelist->freelist;
1334                 free_page(p);
1335         }
1336 }
1337
1338 static struct page *free_pt_page(unsigned long pt, struct page *freelist)
1339 {
1340         struct page *p = virt_to_page((void *)pt);
1341
1342         p->freelist = freelist;
1343
1344         return p;
1345 }
1346
1347 #define DEFINE_FREE_PT_FN(LVL, FN)                                              \
1348 static struct page *free_pt_##LVL (unsigned long __pt, struct page *freelist)   \
1349 {                                                                               \
1350         unsigned long p;                                                        \
1351         u64 *pt;                                                                \
1352         int i;                                                                  \
1353                                                                                 \
1354         pt = (u64 *)__pt;                                                       \
1355                                                                                 \
1356         for (i = 0; i < 512; ++i) {                                             \
1357                 /* PTE present? */                                              \
1358                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pt[i]))                                  \
1359                         continue;                                               \
1360                                                                                 \
1361                 /* Large PTE? */                                                \
1362                 if (PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 0 ||                                 \
1363                     PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 7)                                   \
1364                         continue;                                               \
1365                                                                                 \
1366                 p = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pt[i]);                       \
1367                 freelist = FN(p, freelist);                                     \
1368         }                                                                       \
1369                                                                                 \
1370         return free_pt_page((unsigned long)pt, freelist);                       \
1371 }
1372
1373 DEFINE_FREE_PT_FN(l2, free_pt_page)
1374 DEFINE_FREE_PT_FN(l3, free_pt_l2)
1375 DEFINE_FREE_PT_FN(l4, free_pt_l3)
1376 DEFINE_FREE_PT_FN(l5, free_pt_l4)
1377 DEFINE_FREE_PT_FN(l6, free_pt_l5)
1378
1379 static struct page *free_sub_pt(unsigned long root, int mode,
1380                                 struct page *freelist)
1381 {
1382         switch (mode) {
1383         case PAGE_MODE_NONE:
1384         case PAGE_MODE_7_LEVEL:
1385                 break;
1386         case PAGE_MODE_1_LEVEL:
1387                 freelist = free_pt_page(root, freelist);
1388                 break;
1389         case PAGE_MODE_2_LEVEL:
1390                 freelist = free_pt_l2(root, freelist);
1391                 break;
1392         case PAGE_MODE_3_LEVEL:
1393                 freelist = free_pt_l3(root, freelist);
1394                 break;
1395         case PAGE_MODE_4_LEVEL:
1396                 freelist = free_pt_l4(root, freelist);
1397                 break;
1398         case PAGE_MODE_5_LEVEL:
1399                 freelist = free_pt_l5(root, freelist);
1400                 break;
1401         case PAGE_MODE_6_LEVEL:
1402                 freelist = free_pt_l6(root, freelist);
1403                 break;
1404         default:
1405                 BUG();
1406         }
1407
1408         return freelist;
1409 }
1410
1411 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1412 {
1413         unsigned long root = (unsigned long)domain->pt_root;
1414         struct page *freelist = NULL;
1415
1416         BUG_ON(domain->mode < PAGE_MODE_NONE ||
1417                domain->mode > PAGE_MODE_6_LEVEL);
1418
1419         free_sub_pt(root, domain->mode, freelist);
1420
1421         free_page_list(freelist);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1426  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1427  * to 64 bits.
1428  */
1429 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1430                                    gfp_t gfp)
1431 {
1432         u64 *pte;
1433
1434         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1435                 /* address space already 64 bit large */
1436                 return false;
1437
1438         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1439         if (!pte)
1440                 return false;
1441
1442         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1443                                         iommu_virt_to_phys(domain->pt_root));
1444         domain->pt_root  = pte;
1445         domain->mode    += 1;
1446         domain->updated  = true;
1447
1448         return true;
1449 }
1450
1451 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1452                       unsigned long address,
1453                       unsigned long page_size,
1454                       u64 **pte_page,
1455                       gfp_t gfp)
1456 {
1457         int level, end_lvl;
1458         u64 *pte, *page;
1459
1460         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1461
1462         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1463                 increase_address_space(domain, gfp);
1464
1465         level   = domain->mode - 1;
1466         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1467         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1468         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1469
1470         while (level > end_lvl) {
1471                 u64 __pte, __npte;
1472                 int pte_level;
1473
1474                 __pte     = *pte;
1475                 pte_level = PM_PTE_LEVEL(__pte);
1476
1477                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(__pte) ||
1478                     pte_level == PAGE_MODE_7_LEVEL) {
1479                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1480                         if (!page)
1481                                 return NULL;
1482
1483                         __npte = PM_LEVEL_PDE(level, iommu_virt_to_phys(page));
1484
1485                         /* pte could have been changed somewhere. */
1486                         if (cmpxchg64(pte, __pte, __npte) != __pte)
1487                                 free_page((unsigned long)page);
1488                         else if (pte_level == PAGE_MODE_7_LEVEL)
1489                                 domain->updated = true;
1490
1491                         continue;
1492                 }
1493
1494                 /* No level skipping support yet */
1495                 if (pte_level != level)
1496                         return NULL;
1497
1498                 level -= 1;
1499
1500                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(__pte);
1501
1502                 if (pte_page && level == end_lvl)
1503                         *pte_page = pte;
1504
1505                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1506         }
1507
1508         return pte;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1513  * there is one, it returns the pointer to it.
1514  */
1515 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain,
1516                       unsigned long address,
1517                       unsigned long *page_size)
1518 {
1519         int level;
1520         u64 *pte;
1521
1522         *page_size = 0;
1523
1524         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1525                 return NULL;
1526
1527         level      =  domain->mode - 1;
1528         pte        = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1529         *page_size =  PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1530
1531         while (level > 0) {
1532
1533                 /* Not Present */
1534                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1535                         return NULL;
1536
1537                 /* Large PTE */
1538                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 7 ||
1539                     PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
1540                         break;
1541
1542                 /* No level skipping support yet */
1543                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1544                         return NULL;
1545
1546                 level -= 1;
1547
1548                 /* Walk to the next level */
1549                 pte        = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1550                 pte        = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1551                 *page_size = PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1552         }
1553
1554         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1555                 unsigned long pte_mask;
1556
1557                 /*
1558                  * If we have a series of large PTEs, make
1559                  * sure to return a pointer to the first one.
1560                  */
1561                 *page_size = pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1562                 pte_mask   = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1563                 pte        = (u64 *)(((unsigned long)pte) & pte_mask);
1564         }
1565
1566         return pte;
1567 }
1568
1569 static struct page *free_clear_pte(u64 *pte, u64 pteval, struct page *freelist)
1570 {
1571         unsigned long pt;
1572         int mode;
1573
1574         while (cmpxchg64(pte, pteval, 0) != pteval) {
1575                 pr_warn("AMD-Vi: IOMMU pte changed since we read it\n");
1576                 pteval = *pte;
1577         }
1578
1579         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pteval))
1580                 return freelist;
1581
1582         pt   = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pteval);
1583         mode = IOMMU_PTE_MODE(pteval);
1584
1585         return free_sub_pt(pt, mode, freelist);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1590  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1591  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1592  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1593  * and full 64 bit address spaces.
1594  */
1595 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1596                           unsigned long bus_addr,
1597                           unsigned long phys_addr,
1598                           unsigned long page_size,
1599                           int prot,
1600                           gfp_t gfp)
1601 {
1602         struct page *freelist = NULL;
1603         u64 __pte, *pte;
1604         int i, count;
1605
1606         BUG_ON(!IS_ALIGNED(bus_addr, page_size));
1607         BUG_ON(!IS_ALIGNED(phys_addr, page_size));
1608
1609         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1610                 return -EINVAL;
1611
1612         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1613         pte   = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, gfp);
1614
1615         if (!pte)
1616                 return -ENOMEM;
1617
1618         for (i = 0; i < count; ++i)
1619                 freelist = free_clear_pte(&pte[i], pte[i], freelist);
1620
1621         if (freelist != NULL)
1622                 dom->updated = true;
1623
1624         if (count > 1) {
1625                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(__sme_set(phys_addr), page_size);
1626                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1627         } else
1628                 __pte = __sme_set(phys_addr) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1629
1630         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1631                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1632         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1633                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1634
1635         for (i = 0; i < count; ++i)
1636                 pte[i] = __pte;
1637
1638         update_domain(dom);
1639
1640         /* Everything flushed out, free pages now */
1641         free_page_list(freelist);
1642
1643         return 0;
1644 }
1645
1646 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1647                                       unsigned long bus_addr,
1648                                       unsigned long page_size)
1649 {
1650         unsigned long long unmapped;
1651         unsigned long unmap_size;
1652         u64 *pte;
1653
1654         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1655
1656         unmapped = 0;
1657
1658         while (unmapped < page_size) {
1659
1660                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr, &unmap_size);
1661
1662                 if (pte) {
1663                         int i, count;
1664
1665                         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1666                         for (i = 0; i < count; i++)
1667                                 pte[i] = 0ULL;
1668                 }
1669
1670                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1671                 unmapped += unmap_size;
1672         }
1673
1674         BUG_ON(unmapped && !is_power_of_2(unmapped));
1675
1676         return unmapped;
1677 }
1678
1679 /****************************************************************************
1680  *
1681  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1682  * interface functions.
1683  *
1684  ****************************************************************************/
1685
1686
1687 static unsigned long dma_ops_alloc_iova(struct device *dev,
1688                                         struct dma_ops_domain *dma_dom,
1689                                         unsigned int pages, u64 dma_mask)
1690 {
1691         unsigned long pfn = 0;
1692
1693         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1694
1695         if (dma_mask > DMA_BIT_MASK(32))
1696                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1697                                       IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32)), false);
1698
1699         if (!pfn)
1700                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1701                                       IOVA_PFN(dma_mask), true);
1702
1703         return (pfn << PAGE_SHIFT);
1704 }
1705
1706 static void dma_ops_free_iova(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1707                               unsigned long address,
1708                               unsigned int pages)
1709 {
1710         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1711         address >>= PAGE_SHIFT;
1712
1713         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, pages);
1714 }
1715
1716 /****************************************************************************
1717  *
1718  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1719  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1720  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1721  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1722  * contain.
1723  *
1724  ****************************************************************************/
1725
1726 /*
1727  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1728  */
1729 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1730 {
1731         unsigned long flags;
1732
1733         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1734         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1735         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * This function removes a protection domain to the global
1740  * protection domain list
1741  */
1742 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1743 {
1744         unsigned long flags;
1745
1746         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1747         list_del(&domain->list);
1748         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1749 }
1750
1751 static u16 domain_id_alloc(void)
1752 {
1753         int id;
1754
1755         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1756         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1757         BUG_ON(id == 0);
1758         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1759                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1760         else
1761                 id = 0;
1762         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1763
1764         return id;
1765 }
1766
1767 static void domain_id_free(int id)
1768 {
1769         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1770         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1771                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1772         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1773 }
1774
1775 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1776 {
1777         u64 *ptr;
1778         int i;
1779
1780         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1781                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1782                         continue;
1783
1784                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1785
1786                 free_page((unsigned long)ptr);
1787         }
1788 }
1789
1790 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1791 {
1792         u64 *ptr;
1793         int i;
1794
1795         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1796                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1797                         continue;
1798
1799                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1800
1801                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1802         }
1803 }
1804
1805 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1806 {
1807         if (domain->glx == 2)
1808                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1809         else if (domain->glx == 1)
1810                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1811         else
1812                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1813
1814         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1815 }
1816
1817 static void dma_ops_domain_flush_tlb(struct dma_ops_domain *dom)
1818 {
1819         domain_flush_tlb(&dom->domain);
1820         domain_flush_complete(&dom->domain);
1821 }
1822
1823 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad)
1824 {
1825         struct dma_ops_domain *dom;
1826
1827         dom = container_of(iovad, struct dma_ops_domain, iovad);
1828
1829         dma_ops_domain_flush_tlb(dom);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1834  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1835  */
1836 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1837 {
1838         if (!dom)
1839                 return;
1840
1841         del_domain_from_list(&dom->domain);
1842
1843         put_iova_domain(&dom->iovad);
1844
1845         free_pagetable(&dom->domain);
1846
1847         if (dom->domain.id)
1848                 domain_id_free(dom->domain.id);
1849
1850         kfree(dom);
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1855  * It also initializes the page table and the address allocator data
1856  * structures required for the dma_ops interface
1857  */
1858 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1859 {
1860         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1861
1862         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
1863         if (!dma_dom)
1864                 return NULL;
1865
1866         if (protection_domain_init(&dma_dom->domain))
1867                 goto free_dma_dom;
1868
1869         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1870         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1871         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
1872         if (!dma_dom->domain.pt_root)
1873                 goto free_dma_dom;
1874
1875         init_iova_domain(&dma_dom->iovad, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
1876
1877         if (init_iova_flush_queue(&dma_dom->iovad, iova_domain_flush_tlb, NULL))
1878                 goto free_dma_dom;
1879
1880         /* Initialize reserved ranges */
1881         copy_reserved_iova(&reserved_iova_ranges, &dma_dom->iovad);
1882
1883         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
1884
1885         return dma_dom;
1886
1887 free_dma_dom:
1888         dma_ops_domain_free(dma_dom);
1889
1890         return NULL;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * little helper function to check whether a given protection domain is a
1895  * dma_ops domain
1896  */
1897 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
1898 {
1899         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
1900 }
1901
1902 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain,
1903                           bool ats, bool ppr)
1904 {
1905         u64 pte_root = 0;
1906         u64 flags = 0;
1907
1908         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
1909                 pte_root = iommu_virt_to_phys(domain->pt_root);
1910
1911         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1912                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1913         pte_root |= DTE_FLAG_IR | DTE_FLAG_IW | DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1914
1915         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
1916
1917         if (ats)
1918                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
1919
1920         if (ppr) {
1921                 struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1922
1923                 if (iommu_feature(iommu, FEATURE_EPHSUP))
1924                         pte_root |= 1ULL << DEV_ENTRY_PPR;
1925         }
1926
1927         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1928                 u64 gcr3 = iommu_virt_to_phys(domain->gcr3_tbl);
1929                 u64 glx  = domain->glx;
1930                 u64 tmp;
1931
1932                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
1933                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
1934
1935                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
1936                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1937                 flags    &= ~tmp;
1938
1939                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1940                 flags    &= ~tmp;
1941
1942                 /* Encode GCR3 table into DTE */
1943                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
1944                 pte_root |= tmp;
1945
1946                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1947                 flags    |= tmp;
1948
1949                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1950                 flags    |= tmp;
1951         }
1952
1953         flags &= ~DEV_DOMID_MASK;
1954         flags |= domain->id;
1955
1956         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
1957         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
1958 }
1959
1960 static void clear_dte_entry(u16 devid)
1961 {
1962         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1963         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1964         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
1965
1966         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1967 }
1968
1969 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
1970                       struct protection_domain *domain)
1971 {
1972         struct amd_iommu *iommu;
1973         u16 alias;
1974         bool ats;
1975
1976         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1977         alias = dev_data->alias;
1978         ats   = dev_data->ats.enabled;
1979
1980         /* Update data structures */
1981         dev_data->domain = domain;
1982         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
1983
1984         /* Do reference counting */
1985         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
1986         domain->dev_cnt                 += 1;
1987
1988         /* Update device table */
1989         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1990         if (alias != dev_data->devid)
1991                 set_dte_entry(alias, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1992
1993         device_flush_dte(dev_data);
1994 }
1995
1996 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
1997 {
1998         struct protection_domain *domain = dev_data->domain;
1999         struct amd_iommu *iommu;
2000         u16 alias;
2001
2002         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2003         alias = dev_data->alias;
2004
2005         /* Update data structures */
2006         dev_data->domain = NULL;
2007         list_del(&dev_data->list);
2008         clear_dte_entry(dev_data->devid);
2009         if (alias != dev_data->devid)
2010                 clear_dte_entry(alias);
2011
2012         /* Flush the DTE entry */
2013         device_flush_dte(dev_data);
2014
2015         /* Flush IOTLB */
2016         domain_flush_tlb_pde(domain);
2017
2018         /* Wait for the flushes to finish */
2019         domain_flush_complete(domain);
2020
2021         /* decrease reference counters - needs to happen after the flushes */
2022         domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
2023         domain->dev_cnt                 -= 1;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
2028  * device visible in the domain
2029  */
2030 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
2031                            struct protection_domain *domain)
2032 {
2033         int ret;
2034
2035         /* lock domain */
2036         spin_lock(&domain->lock);
2037
2038         ret = -EBUSY;
2039         if (dev_data->domain != NULL)
2040                 goto out_unlock;
2041
2042         /* Attach alias group root */
2043         do_attach(dev_data, domain);
2044
2045         ret = 0;
2046
2047 out_unlock:
2048
2049         /* ready */
2050         spin_unlock(&domain->lock);
2051
2052         return ret;
2053 }
2054
2055
2056 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
2057 {
2058         pci_disable_ats(pdev);
2059         pci_disable_pri(pdev);
2060         pci_disable_pasid(pdev);
2061 }
2062
2063 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
2064 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
2065 {
2066         u16 control;
2067         int pos;
2068
2069         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2070         if (!pos)
2071                 return -EINVAL;
2072
2073         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
2074         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
2075         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
2076
2077         return 0;
2078 }
2079
2080 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
2081 {
2082         bool reset_enable;
2083         int reqs, ret;
2084
2085         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
2086         reqs = 32;
2087         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
2088                 reqs = 1;
2089         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
2090
2091         /* Only allow access to user-accessible pages */
2092         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
2093         if (ret)
2094                 goto out_err;
2095
2096         /* First reset the PRI state of the device */
2097         ret = pci_reset_pri(pdev);
2098         if (ret)
2099                 goto out_err;
2100
2101         /* Enable PRI */
2102         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2103         if (ret)
2104                 goto out_err;
2105
2106         if (reset_enable) {
2107                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2108                 if (ret)
2109                         goto out_err;
2110         }
2111
2112         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2113         if (ret)
2114                 goto out_err;
2115
2116         return 0;
2117
2118 out_err:
2119         pci_disable_pri(pdev);
2120         pci_disable_pasid(pdev);
2121
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 /* FIXME: Move this to PCI code */
2126 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2127
2128 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2129 {
2130         u16 status;
2131         int pos;
2132
2133         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2134         if (!pos)
2135                 return false;
2136
2137         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2138
2139         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2140 }
2141
2142 /*
2143  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
2144  * device visible in the domain
2145  */
2146 static int attach_device(struct device *dev,
2147                          struct protection_domain *domain)
2148 {
2149         struct pci_dev *pdev;
2150         struct iommu_dev_data *dev_data;
2151         unsigned long flags;
2152         int ret;
2153
2154         dev_data = get_dev_data(dev);
2155
2156         if (!dev_is_pci(dev))
2157                 goto skip_ats_check;
2158
2159         pdev = to_pci_dev(dev);
2160         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2161                 if (!dev_data->passthrough)
2162                         return -EINVAL;
2163
2164                 if (dev_data->iommu_v2) {
2165                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2166                                 return -EINVAL;
2167
2168                         dev_data->ats.enabled = true;
2169                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2170                         dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2171                 }
2172         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2173                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2174                 dev_data->ats.enabled = true;
2175                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2176         }
2177
2178 skip_ats_check:
2179         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2180         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2181         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2182
2183         /*
2184          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2185          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2186          * here to evict all dirty stuff.
2187          */
2188         domain_flush_tlb_pde(domain);
2189
2190         return ret;
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2195  */
2196 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2197 {
2198         struct protection_domain *domain;
2199
2200         domain = dev_data->domain;
2201
2202         spin_lock(&domain->lock);
2203
2204         do_detach(dev_data);
2205
2206         spin_unlock(&domain->lock);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2211  */
2212 static void detach_device(struct device *dev)
2213 {
2214         struct protection_domain *domain;
2215         struct iommu_dev_data *dev_data;
2216         unsigned long flags;
2217
2218         dev_data = get_dev_data(dev);
2219         domain   = dev_data->domain;
2220
2221         /*
2222          * First check if the device is still attached. It might already
2223          * be detached from its domain because the generic
2224          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
2225          * our alias handling.
2226          */
2227         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
2228                 return;
2229
2230         /* lock device table */
2231         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2232         __detach_device(dev_data);
2233         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2234
2235         if (!dev_is_pci(dev))
2236                 return;
2237
2238         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
2239                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2240         else if (dev_data->ats.enabled)
2241                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2242
2243         dev_data->ats.enabled = false;
2244 }
2245
2246 static int amd_iommu_add_device(struct device *dev)
2247 {
2248         struct iommu_dev_data *dev_data;
2249         struct iommu_domain *domain;
2250         struct amd_iommu *iommu;
2251         int ret, devid;
2252
2253         if (!check_device(dev) || get_dev_data(dev))
2254                 return 0;
2255
2256         devid = get_device_id(dev);
2257         if (devid < 0)
2258                 return devid;
2259
2260         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2261
2262         ret = iommu_init_device(dev);
2263         if (ret) {
2264                 if (ret != -ENOTSUPP)
2265                         dev_err(dev, "Failed to initialize - trying to proceed anyway\n");
2266
2267                 iommu_ignore_device(dev);
2268                 dev->dma_ops = NULL;
2269                 goto out;
2270         }
2271         init_iommu_group(dev);
2272
2273         dev_data = get_dev_data(dev);
2274
2275         BUG_ON(!dev_data);
2276
2277         if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2)
2278                 iommu_request_dm_for_dev(dev);
2279
2280         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
2281         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2282         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
2283                 dev_data->passthrough = true;
2284         else
2285                 dev->dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2286
2287 out:
2288         iommu_completion_wait(iommu);
2289
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 static void amd_iommu_remove_device(struct device *dev)
2294 {
2295         struct amd_iommu *iommu;
2296         int devid;
2297
2298         if (!check_device(dev))
2299                 return;
2300
2301         devid = get_device_id(dev);
2302         if (devid < 0)
2303                 return;
2304
2305         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2306
2307         iommu_uninit_device(dev);
2308         iommu_completion_wait(iommu);
2309 }
2310
2311 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
2312 {
2313         if (dev_is_pci(dev))
2314                 return pci_device_group(dev);
2315
2316         return acpihid_device_group(dev);
2317 }
2318
2319 /*****************************************************************************
2320  *
2321  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2322  *
2323  *****************************************************************************/
2324
2325 /*
2326  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2327  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2328  * requestor id for a given device.
2329  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2330  * in this function.
2331  */
2332 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2333 {
2334         struct protection_domain *domain;
2335         struct iommu_domain *io_domain;
2336
2337         if (!check_device(dev))
2338                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2339
2340         domain = get_dev_data(dev)->domain;
2341         if (domain == NULL && get_dev_data(dev)->defer_attach) {
2342                 get_dev_data(dev)->defer_attach = false;
2343                 io_domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2344                 domain = to_pdomain(io_domain);
2345                 attach_device(dev, domain);
2346         }
2347         if (domain == NULL)
2348                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2349
2350         if (!dma_ops_domain(domain))
2351                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2352
2353         return domain;
2354 }
2355
2356 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2357 {
2358         struct iommu_dev_data *dev_data;
2359
2360         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2361                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled,
2362                               dev_data->iommu_v2);
2363
2364                 if (dev_data->devid == dev_data->alias)
2365                         continue;
2366
2367                 /* There is an alias, update device table entry for it */
2368                 set_dte_entry(dev_data->alias, domain, dev_data->ats.enabled,
2369                               dev_data->iommu_v2);
2370         }
2371 }
2372
2373 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2374 {
2375         if (!domain->updated)
2376                 return;
2377
2378         update_device_table(domain);
2379
2380         domain_flush_devices(domain);
2381         domain_flush_tlb_pde(domain);
2382
2383         domain->updated = false;
2384 }
2385
2386 static int dir2prot(enum dma_data_direction direction)
2387 {
2388         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2389                 return IOMMU_PROT_IR;
2390         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2391                 return IOMMU_PROT_IW;
2392         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2393                 return IOMMU_PROT_IW | IOMMU_PROT_IR;
2394         else
2395                 return 0;
2396 }
2397
2398 /*
2399  * This function contains common code for mapping of a physically
2400  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2401  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2402  * Must be called with the domain lock held.
2403  */
2404 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2405                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2406                                phys_addr_t paddr,
2407                                size_t size,
2408                                enum dma_data_direction direction,
2409                                u64 dma_mask)
2410 {
2411         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2412         dma_addr_t address, start, ret;
2413         unsigned int pages;
2414         int prot = 0;
2415         int i;
2416
2417         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2418         paddr &= PAGE_MASK;
2419
2420         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, pages, dma_mask);
2421         if (!address)
2422                 goto out;
2423
2424         prot = dir2prot(direction);
2425
2426         start = address;
2427         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2428                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, start, paddr,
2429                                      PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2430                 if (ret)
2431                         goto out_unmap;
2432
2433                 paddr += PAGE_SIZE;
2434                 start += PAGE_SIZE;
2435         }
2436         address += offset;
2437
2438         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
2439                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2440                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2441         }
2442
2443 out:
2444         return address;
2445
2446 out_unmap:
2447
2448         for (--i; i >= 0; --i) {
2449                 start -= PAGE_SIZE;
2450                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2451         }
2452
2453         domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2454         domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2455
2456         dma_ops_free_iova(dma_dom, address, pages);
2457
2458         return DMA_MAPPING_ERROR;
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2463  * the domain lock held too
2464  */
2465 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2466                            dma_addr_t dma_addr,
2467                            size_t size,
2468                            int dir)
2469 {
2470         dma_addr_t i, start;
2471         unsigned int pages;
2472
2473         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2474         dma_addr &= PAGE_MASK;
2475         start = dma_addr;
2476
2477         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2478                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2479                 start += PAGE_SIZE;
2480         }
2481
2482         if (amd_iommu_unmap_flush) {
2483                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2484                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2485                 dma_ops_free_iova(dma_dom, dma_addr, pages);
2486         } else {
2487                 pages = __roundup_pow_of_two(pages);
2488                 queue_iova(&dma_dom->iovad, dma_addr >> PAGE_SHIFT, pages, 0);
2489         }
2490 }
2491
2492 /*
2493  * The exported map_single function for dma_ops.
2494  */
2495 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2496                            unsigned long offset, size_t size,
2497                            enum dma_data_direction dir,
2498                            unsigned long attrs)
2499 {
2500         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2501         struct protection_domain *domain;
2502         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2503         u64 dma_mask;
2504
2505         domain = get_domain(dev);
2506         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2507                 return (dma_addr_t)paddr;
2508         else if (IS_ERR(domain))
2509                 return DMA_MAPPING_ERROR;
2510
2511         dma_mask = *dev->dma_mask;
2512         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2513
2514         return __map_single(dev, dma_dom, paddr, size, dir, dma_mask);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2519  */
2520 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2521                        enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
2522 {
2523         struct protection_domain *domain;
2524         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2525
2526         domain = get_domain(dev);
2527         if (IS_ERR(domain))
2528                 return;
2529
2530         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2531
2532         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, dir);
2533 }
2534
2535 static int sg_num_pages(struct device *dev,
2536                         struct scatterlist *sglist,
2537                         int nelems)
2538 {
2539         unsigned long mask, boundary_size;
2540         struct scatterlist *s;
2541         int i, npages = 0;
2542
2543         mask          = dma_get_seg_boundary(dev);
2544         boundary_size = mask + 1 ? ALIGN(mask + 1, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT :
2545                                    1UL << (BITS_PER_LONG - PAGE_SHIFT);
2546
2547         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2548                 int p, n;
2549
2550                 s->dma_address = npages << PAGE_SHIFT;
2551                 p = npages % boundary_size;
2552                 n = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2553                 if (p + n > boundary_size)
2554                         npages += boundary_size - p;
2555                 npages += n;
2556         }
2557
2558         return npages;
2559 }
2560
2561 /*
2562  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2563  * lists).
2564  */
2565 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2566                   int nelems, enum dma_data_direction direction,
2567                   unsigned long attrs)
2568 {
2569         int mapped_pages = 0, npages = 0, prot = 0, i;
2570         struct protection_domain *domain;
2571         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2572         struct scatterlist *s;
2573         unsigned long address;
2574         u64 dma_mask;
2575         int ret;
2576
2577         domain = get_domain(dev);
2578         if (IS_ERR(domain))
2579                 return 0;
2580
2581         dma_dom  = to_dma_ops_domain(domain);
2582         dma_mask = *dev->dma_mask;
2583
2584         npages = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2585
2586         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, npages, dma_mask);
2587         if (address == DMA_MAPPING_ERROR)
2588                 goto out_err;
2589
2590         prot = dir2prot(direction);
2591
2592         /* Map all sg entries */
2593         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2594                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2595
2596                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2597                         unsigned long bus_addr, phys_addr;
2598
2599                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2600                         phys_addr = (sg_phys(s) & PAGE_MASK) + (j << PAGE_SHIFT);
2601                         ret = iommu_map_page(domain, bus_addr, phys_addr, PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2602                         if (ret)
2603                                 goto out_unmap;
2604
2605                         mapped_pages += 1;
2606                 }
2607         }
2608
2609         /* Everything is mapped - write the right values into s->dma_address */
2610         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2611                 /*
2612                  * Add in the remaining piece of the scatter-gather offset that
2613                  * was masked out when we were determining the physical address
2614                  * via (sg_phys(s) & PAGE_MASK) earlier.
2615                  */
2616                 s->dma_address += address + (s->offset & ~PAGE_MASK);
2617                 s->dma_length   = s->length;
2618         }
2619
2620         return nelems;
2621
2622 out_unmap:
2623         dev_err(dev, "IOMMU mapping error in map_sg (io-pages: %d reason: %d)\n",
2624                 npages, ret);
2625
2626         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2627                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2628
2629                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2630                         unsigned long bus_addr;
2631
2632                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2633                         iommu_unmap_page(domain, bus_addr, PAGE_SIZE);
2634
2635                         if (--mapped_pages == 0)
2636                                 goto out_free_iova;
2637                 }
2638         }
2639
2640 out_free_iova:
2641         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address >> PAGE_SHIFT, npages);
2642
2643 out_err:
2644         return 0;
2645 }
2646
2647 /*
2648  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2649  * lists).
2650  */
2651 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2652                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2653                      unsigned long attrs)
2654 {
2655         struct protection_domain *domain;
2656         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2657         unsigned long startaddr;
2658         int npages = 2;
2659
2660         domain = get_domain(dev);
2661         if (IS_ERR(domain))
2662                 return;
2663
2664         startaddr = sg_dma_address(sglist) & PAGE_MASK;
2665         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2666         npages    = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2667
2668         __unmap_single(dma_dom, startaddr, npages << PAGE_SHIFT, dir);
2669 }
2670
2671 /*
2672  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2673  */
2674 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2675                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2676                             unsigned long attrs)
2677 {
2678         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2679         struct protection_domain *domain;
2680         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2681         struct page *page;
2682
2683         domain = get_domain(dev);
2684         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
2685                 page = alloc_pages(flag, get_order(size));
2686                 *dma_addr = page_to_phys(page);
2687                 return page_address(page);
2688         } else if (IS_ERR(domain))
2689                 return NULL;
2690
2691         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2692         size      = PAGE_ALIGN(size);
2693         dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
2694         flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
2695         flag     |= __GFP_ZERO;
2696
2697         page = alloc_pages(flag | __GFP_NOWARN,  get_order(size));
2698         if (!page) {
2699                 if (!gfpflags_allow_blocking(flag))
2700                         return NULL;
2701
2702                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, size >> PAGE_SHIFT,
2703                                         get_order(size), flag & __GFP_NOWARN);
2704                 if (!page)
2705                         return NULL;
2706         }
2707
2708         if (!dma_mask)
2709                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2710
2711         *dma_addr = __map_single(dev, dma_dom, page_to_phys(page),
2712                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, dma_mask);
2713
2714         if (*dma_addr == DMA_MAPPING_ERROR)
2715                 goto out_free;
2716
2717         return page_address(page);
2718
2719 out_free:
2720
2721         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2722                 __free_pages(page, get_order(size));
2723
2724         return NULL;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * The exported free_coherent function for dma_ops.
2729  */
2730 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
2731                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
2732                           unsigned long attrs)
2733 {
2734         struct protection_domain *domain;
2735         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2736         struct page *page;
2737
2738         page = virt_to_page(virt_addr);
2739         size = PAGE_ALIGN(size);
2740
2741         domain = get_domain(dev);
2742         if (IS_ERR(domain))
2743                 goto free_mem;
2744
2745         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2746
2747         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
2748
2749 free_mem:
2750         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2751                 __free_pages(page, get_order(size));
2752 }
2753
2754 /*
2755  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
2756  * particular device. It is part of the dma_ops.
2757  */
2758 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
2759 {
2760         if (!dma_direct_supported(dev, mask))
2761                 return 0;
2762         return check_device(dev);
2763 }
2764
2765 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
2766         .alloc          = alloc_coherent,
2767         .free           = free_coherent,
2768         .map_page       = map_page,
2769         .unmap_page     = unmap_page,
2770         .map_sg         = map_sg,
2771         .unmap_sg       = unmap_sg,
2772         .dma_supported  = amd_iommu_dma_supported,
2773 };
2774
2775 static int init_reserved_iova_ranges(void)
2776 {
2777         struct pci_dev *pdev = NULL;
2778         struct iova *val;
2779
2780         init_iova_domain(&reserved_iova_ranges, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
2781
2782         lockdep_set_class(&reserved_iova_ranges.iova_rbtree_lock,
2783                           &reserved_rbtree_key);
2784
2785         /* MSI memory range */
2786         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2787                            IOVA_PFN(MSI_RANGE_START), IOVA_PFN(MSI_RANGE_END));
2788         if (!val) {
2789                 pr_err("Reserving MSI range failed\n");
2790                 return -ENOMEM;
2791         }
2792
2793         /* HT memory range */
2794         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2795                            IOVA_PFN(HT_RANGE_START), IOVA_PFN(HT_RANGE_END));
2796         if (!val) {
2797                 pr_err("Reserving HT range failed\n");
2798                 return -ENOMEM;
2799         }
2800
2801         /*
2802          * Memory used for PCI resources
2803          * FIXME: Check whether we can reserve the PCI-hole completly
2804          */
2805         for_each_pci_dev(pdev) {
2806                 int i;
2807
2808                 for (i = 0; i < PCI_NUM_RESOURCES; ++i) {
2809                         struct resource *r = &pdev->resource[i];
2810
2811                         if (!(r->flags & IORESOURCE_MEM))
2812                                 continue;
2813
2814                         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2815                                            IOVA_PFN(r->start),
2816                                            IOVA_PFN(r->end));
2817                         if (!val) {
2818                                 pci_err(pdev, "Reserve pci-resource range %pR failed\n", r);
2819                                 return -ENOMEM;
2820                         }
2821                 }
2822         }
2823
2824         return 0;
2825 }
2826
2827 int __init amd_iommu_init_api(void)
2828 {
2829         int ret, err = 0;
2830
2831         ret = iova_cache_get();
2832         if (ret)
2833                 return ret;
2834
2835         ret = init_reserved_iova_ranges();
2836         if (ret)
2837                 return ret;
2838
2839         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
2840         if (err)
2841                 return err;
2842 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
2843         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
2844         if (err)
2845                 return err;
2846 #endif
2847         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
2848         if (err)
2849                 return err;
2850
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
2855 {
2856         swiotlb        = (iommu_pass_through || sme_me_mask) ? 1 : 0;
2857         iommu_detected = 1;
2858
2859         if (amd_iommu_unmap_flush)
2860                 pr_info("IO/TLB flush on unmap enabled\n");
2861         else
2862                 pr_info("Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
2863
2864         return 0;
2865
2866 }
2867
2868 /*****************************************************************************
2869  *
2870  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
2871  *
2872  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
2873  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
2874  * which is not possible with the dma_ops interface.
2875  *
2876  *****************************************************************************/
2877
2878 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
2879 {
2880         struct iommu_dev_data *entry;
2881         unsigned long flags;
2882
2883         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2884
2885         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
2886                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
2887                                          struct iommu_dev_data, list);
2888                 BUG_ON(!entry->domain);
2889                 __detach_device(entry);
2890         }
2891
2892         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2893 }
2894
2895 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
2896 {
2897         if (!domain)
2898                 return;
2899
2900         del_domain_from_list(domain);
2901
2902         if (domain->id)
2903                 domain_id_free(domain->id);
2904
2905         kfree(domain);
2906 }
2907
2908 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain)
2909 {
2910         spin_lock_init(&domain->lock);
2911         mutex_init(&domain->api_lock);
2912         domain->id = domain_id_alloc();
2913         if (!domain->id)
2914                 return -ENOMEM;
2915         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
2916
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
2921 {
2922         struct protection_domain *domain;
2923
2924         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
2925         if (!domain)
2926                 return NULL;
2927
2928         if (protection_domain_init(domain))
2929                 goto out_err;
2930
2931         add_domain_to_list(domain);
2932
2933         return domain;
2934
2935 out_err:
2936         kfree(domain);
2937
2938         return NULL;
2939 }
2940
2941 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
2942 {
2943         struct protection_domain *pdomain;
2944         struct dma_ops_domain *dma_domain;
2945
2946         switch (type) {
2947         case IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED:
2948                 pdomain = protection_domain_alloc();
2949                 if (!pdomain)
2950                         return NULL;
2951
2952                 pdomain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
2953                 pdomain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2954                 if (!pdomain->pt_root) {
2955                         protection_domain_free(pdomain);
2956                         return NULL;
2957                 }
2958
2959                 pdomain->domain.geometry.aperture_start = 0;
2960                 pdomain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
2961                 pdomain->domain.geometry.force_aperture = true;
2962
2963                 break;
2964         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2965                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
2966                 if (!dma_domain) {
2967                         pr_err("Failed to allocate\n");
2968                         return NULL;
2969                 }
2970                 pdomain = &dma_domain->domain;
2971                 break;
2972         case IOMMU_DOMAIN_IDENTITY:
2973                 pdomain = protection_domain_alloc();
2974                 if (!pdomain)
2975                         return NULL;
2976
2977                 pdomain->mode = PAGE_MODE_NONE;
2978                 break;
2979         default:
2980                 return NULL;
2981         }
2982
2983         return &pdomain->domain;
2984 }
2985
2986 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
2987 {
2988         struct protection_domain *domain;
2989         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2990
2991         domain = to_pdomain(dom);
2992
2993         if (domain->dev_cnt > 0)
2994                 cleanup_domain(domain);
2995
2996         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
2997
2998         if (!dom)
2999                 return;
3000
3001         switch (dom->type) {
3002         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
3003                 /* Now release the domain */
3004                 dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
3005                 dma_ops_domain_free(dma_dom);
3006                 break;
3007         default:
3008                 if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3009                         free_pagetable(domain);
3010
3011                 if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3012                         free_gcr3_table(domain);
3013
3014                 protection_domain_free(domain);
3015                 break;
3016         }
3017 }
3018
3019 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
3020                                     struct device *dev)
3021 {
3022         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3023         struct amd_iommu *iommu;
3024         int devid;
3025
3026         if (!check_device(dev))
3027                 return;
3028
3029         devid = get_device_id(dev);
3030         if (devid < 0)
3031                 return;
3032
3033         if (dev_data->domain != NULL)
3034                 detach_device(dev);
3035
3036         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3037         if (!iommu)
3038                 return;
3039
3040 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3041         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
3042             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
3043                 dev_data->use_vapic = 0;
3044 #endif
3045
3046         iommu_completion_wait(iommu);
3047 }
3048
3049 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
3050                                    struct device *dev)
3051 {
3052         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3053         struct iommu_dev_data *dev_data;
3054         struct amd_iommu *iommu;
3055         int ret;
3056
3057         if (!check_device(dev))
3058                 return -EINVAL;
3059
3060         dev_data = dev->archdata.iommu;
3061
3062         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3063         if (!iommu)
3064                 return -EINVAL;
3065
3066         if (dev_data->domain)
3067                 detach_device(dev);
3068
3069         ret = attach_device(dev, domain);
3070
3071 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3072         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
3073                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
3074                         dev_data->use_vapic = 1;
3075                 else
3076                         dev_data->use_vapic = 0;
3077         }
3078 #endif
3079
3080         iommu_completion_wait(iommu);
3081
3082         return ret;
3083 }
3084
3085 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3086                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
3087 {
3088         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3089         int prot = 0;
3090         int ret;
3091
3092         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3093                 return -EINVAL;
3094
3095         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3096                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3097         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3098                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3099
3100         mutex_lock(&domain->api_lock);
3101         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, page_size, prot, GFP_KERNEL);
3102         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3103
3104         return ret;
3105 }
3106
3107 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3108                            size_t page_size)
3109 {
3110         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3111         size_t unmap_size;
3112
3113         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3114                 return 0;
3115
3116         mutex_lock(&domain->api_lock);
3117         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3118         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3119
3120         return unmap_size;
3121 }
3122
3123 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3124                                           dma_addr_t iova)
3125 {
3126         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3127         unsigned long offset_mask, pte_pgsize;
3128         u64 *pte, __pte;
3129
3130         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3131                 return iova;
3132
3133         pte = fetch_pte(domain, iova, &pte_pgsize);
3134
3135         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3136                 return 0;
3137
3138         offset_mask = pte_pgsize - 1;
3139         __pte       = __sme_clr(*pte & PM_ADDR_MASK);
3140
3141         return (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3142 }
3143
3144 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
3145 {
3146         switch (cap) {
3147         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3148                 return true;
3149         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3150                 return (irq_remapping_enabled == 1);
3151         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
3152                 return false;
3153         default:
3154                 break;
3155         }
3156
3157         return false;
3158 }
3159
3160 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
3161                                        struct list_head *head)
3162 {
3163         struct iommu_resv_region *region;
3164         struct unity_map_entry *entry;
3165         int devid;
3166
3167         devid = get_device_id(dev);
3168         if (devid < 0)
3169                 return;
3170
3171         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
3172                 int type, prot = 0;
3173                 size_t length;
3174
3175                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
3176                         continue;
3177
3178                 type   = IOMMU_RESV_DIRECT;
3179                 length = entry->address_end - entry->address_start;
3180                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
3181                         prot |= IOMMU_READ;
3182                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
3183                         prot |= IOMMU_WRITE;
3184                 if (entry->prot & IOMMU_UNITY_MAP_FLAG_EXCL_RANGE)
3185                         /* Exclusion range */
3186                         type = IOMMU_RESV_RESERVED;
3187
3188                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
3189                                                  length, prot, type);
3190                 if (!region) {
3191                         dev_err(dev, "Out of memory allocating dm-regions\n");
3192                         return;
3193                 }
3194                 list_add_tail(&region->list, head);
3195         }
3196
3197         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
3198                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
3199                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
3200         if (!region)
3201                 return;
3202         list_add_tail(&region->list, head);
3203
3204         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
3205                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
3206                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
3207         if (!region)
3208                 return;
3209         list_add_tail(&region->list, head);
3210 }
3211
3212 static void amd_iommu_put_resv_regions(struct device *dev,
3213                                      struct list_head *head)
3214 {
3215         struct iommu_resv_region *entry, *next;
3216
3217         list_for_each_entry_safe(entry, next, head, list)
3218                 kfree(entry);
3219 }
3220
3221 static void amd_iommu_apply_resv_region(struct device *dev,
3222                                       struct iommu_domain *domain,
3223                                       struct iommu_resv_region *region)
3224 {
3225         struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(to_pdomain(domain));
3226         unsigned long start, end;
3227
3228         start = IOVA_PFN(region->start);
3229         end   = IOVA_PFN(region->start + region->length - 1);
3230
3231         WARN_ON_ONCE(reserve_iova(&dma_dom->iovad, start, end) == NULL);
3232 }
3233
3234 static bool amd_iommu_is_attach_deferred(struct iommu_domain *domain,
3235                                          struct device *dev)
3236 {
3237         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3238         return dev_data->defer_attach;
3239 }
3240
3241 static void amd_iommu_flush_iotlb_all(struct iommu_domain *domain)
3242 {
3243         struct protection_domain *dom = to_pdomain(domain);
3244
3245         domain_flush_tlb_pde(dom);
3246         domain_flush_complete(dom);
3247 }
3248
3249 static void amd_iommu_iotlb_range_add(struct iommu_domain *domain,
3250                                       unsigned long iova, size_t size)
3251 {
3252 }
3253
3254 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3255         .capable = amd_iommu_capable,
3256         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
3257         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
3258         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3259         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3260         .map = amd_iommu_map,
3261         .unmap = amd_iommu_unmap,
3262         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3263         .add_device = amd_iommu_add_device,
3264         .remove_device = amd_iommu_remove_device,
3265         .device_group = amd_iommu_device_group,
3266         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
3267         .put_resv_regions = amd_iommu_put_resv_regions,
3268         .apply_resv_region = amd_iommu_apply_resv_region,
3269         .is_attach_deferred = amd_iommu_is_attach_deferred,
3270         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3271         .flush_iotlb_all = amd_iommu_flush_iotlb_all,
3272         .iotlb_range_add = amd_iommu_iotlb_range_add,
3273         .iotlb_sync = amd_iommu_flush_iotlb_all,
3274 };
3275
3276 /*****************************************************************************
3277  *
3278  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
3279  * mode
3280  *
3281  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
3282  * DMA-API translation.
3283  *
3284  *****************************************************************************/
3285
3286 /* IOMMUv2 specific functions */
3287 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3288 {
3289         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
3292
3293 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3294 {
3295         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
3298
3299 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
3300 {
3301         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3302         unsigned long flags;
3303
3304         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3305
3306         /* Update data structure */
3307         domain->mode    = PAGE_MODE_NONE;
3308         domain->updated = true;
3309
3310         /* Make changes visible to IOMMUs */
3311         update_domain(domain);
3312
3313         /* Page-table is not visible to IOMMU anymore, so free it */
3314         free_pagetable(domain);
3315
3316         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3317 }
3318 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
3319
3320 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
3321 {
3322         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3323         unsigned long flags;
3324         int levels, ret;
3325
3326         if (pasids <= 0 || pasids > (PASID_MASK + 1))
3327                 return -EINVAL;
3328
3329         /* Number of GCR3 table levels required */
3330         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
3331                 levels += 1;
3332
3333         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
3334                 return -EINVAL;
3335
3336         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3337
3338         /*
3339          * Save us all sanity checks whether devices already in the
3340          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
3341          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
3342          */
3343         ret = -EBUSY;
3344         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3345                 goto out;
3346
3347         ret = -ENOMEM;
3348         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3349         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
3350                 goto out;
3351
3352         domain->glx      = levels;
3353         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
3354         domain->updated  = true;
3355
3356         update_domain(domain);
3357
3358         ret = 0;
3359
3360 out:
3361         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3362
3363         return ret;
3364 }
3365 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
3366
3367 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, int pasid,
3368                          u64 address, bool size)
3369 {
3370         struct iommu_dev_data *dev_data;
3371         struct iommu_cmd cmd;
3372         int i, ret;
3373
3374         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3375                 return -EINVAL;
3376
3377         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
3378
3379         /*
3380          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
3381          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
3382          */
3383         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
3384                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
3385                         continue;
3386
3387                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
3388                 if (ret != 0)
3389                         goto out;
3390         }
3391
3392         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
3393         domain_flush_complete(domain);
3394
3395         /* Now flush device TLBs */
3396         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
3397                 struct amd_iommu *iommu;
3398                 int qdep;
3399
3400                 /*
3401                    There might be non-IOMMUv2 capable devices in an IOMMUv2
3402                  * domain.
3403                  */
3404                 if (!dev_data->ats.enabled)
3405                         continue;
3406
3407                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
3408                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3409
3410                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
3411                                       qdep, address, size);
3412
3413                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3414                 if (ret != 0)
3415                         goto out;
3416         }
3417
3418         /* Wait until all device TLBs are flushed */
3419         domain_flush_complete(domain);
3420
3421         ret = 0;
3422
3423 out:
3424
3425         return ret;
3426 }
3427
3428 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, int pasid,
3429                                   u64 address)
3430 {
3431         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
3432 }
3433
3434 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3435                          u64 address)
3436 {
3437         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3438         unsigned long flags;
3439         int ret;
3440
3441         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3442         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
3443         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3444
3445         return ret;
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
3448
3449 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, int pasid)
3450 {
3451         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
3452                              true);
3453 }
3454
3455 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3456 {
3457         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3458         unsigned long flags;
3459         int ret;
3460
3461         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3462         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3463         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3464
3465         return ret;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
3468
3469 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, int pasid, bool alloc)
3470 {
3471         int index;
3472         u64 *pte;
3473
3474         while (true) {
3475
3476                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
3477                 pte   = &root[index];
3478
3479                 if (level == 0)
3480                         break;
3481
3482                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
3483                         if (!alloc)
3484                                 return NULL;
3485
3486                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3487                         if (root == NULL)
3488                                 return NULL;
3489
3490                         *pte = iommu_virt_to_phys(root) | GCR3_VALID;
3491                 }
3492
3493                 root = iommu_phys_to_virt(*pte & PAGE_MASK);
3494
3495                 level -= 1;
3496         }
3497
3498         return pte;
3499 }
3500
3501 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid,
3502                       unsigned long cr3)
3503 {
3504         u64 *pte;
3505
3506         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3507                 return -EINVAL;
3508
3509         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
3510         if (pte == NULL)
3511                 return -ENOMEM;
3512
3513         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
3514
3515         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3516 }
3517
3518 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid)
3519 {
3520         u64 *pte;
3521
3522         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3523                 return -EINVAL;
3524
3525         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
3526         if (pte == NULL)
3527                 return 0;
3528
3529         *pte = 0;
3530
3531         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3532 }
3533
3534 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3535                               unsigned long cr3)
3536 {
3537         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3538         unsigned long flags;
3539         int ret;
3540
3541         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3542         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
3543         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3544
3545         return ret;
3546 }
3547 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
3548
3549 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3550 {
3551         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3552         unsigned long flags;
3553         int ret;
3554
3555         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3556         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
3557         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3558
3559         return ret;
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
3562
3563 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, int pasid,
3564                            int status, int tag)
3565 {
3566         struct iommu_dev_data *dev_data;
3567         struct amd_iommu *iommu;
3568         struct iommu_cmd cmd;
3569
3570         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3571         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3572
3573         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
3574                            tag, dev_data->pri_tlp);
3575
3576         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3577 }
3578 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
3579
3580 struct iommu_domain *amd_iommu_get_v2_domain(struct pci_dev *pdev)
3581 {
3582         struct protection_domain *pdomain;
3583
3584         pdomain = get_domain(&pdev->dev);
3585         if (IS_ERR(pdomain))
3586                 return NULL;
3587
3588         /* Only return IOMMUv2 domains */
3589         if (!(pdomain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3590                 return NULL;
3591
3592         return &pdomain->domain;
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_get_v2_domain);
3595
3596 void amd_iommu_enable_device_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
3597 {
3598         struct iommu_dev_data *dev_data;
3599
3600         if (!amd_iommu_v2_supported())
3601                 return;
3602
3603         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3604         dev_data->errata |= (1 << erratum);
3605 }
3606 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_enable_device_erratum);
3607
3608 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
3609                           struct amd_iommu_device_info *info)
3610 {
3611         int max_pasids;
3612         int pos;
3613
3614         if (pdev == NULL || info == NULL)
3615                 return -EINVAL;
3616
3617         if (!amd_iommu_v2_supported())
3618                 return -EINVAL;
3619
3620         memset(info, 0, sizeof(*info));
3621
3622         if (!pci_ats_disabled()) {
3623                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
3624                 if (pos)
3625                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
3626         }
3627
3628         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
3629         if (pos)
3630                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
3631
3632         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
3633         if (pos) {
3634                 int features;
3635
3636                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
3637                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
3638
3639                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
3640                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
3641
3642                 features = pci_pasid_features(pdev);
3643                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
3644                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
3645                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
3646                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
3647         }
3648
3649         return 0;
3650 }
3651 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
3652
3653 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3654
3655 /*****************************************************************************
3656  *
3657  * Interrupt Remapping Implementation
3658  *
3659  *****************************************************************************/
3660
3661 static struct irq_chip amd_ir_chip;
3662 static DEFINE_SPINLOCK(iommu_table_lock);
3663
3664 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
3665 {
3666         u64 dte;
3667
3668         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
3669         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
3670         dte     |= iommu_virt_to_phys(table->table);
3671         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
3672         dte     |= DTE_IRQ_TABLE_LEN;
3673         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
3674
3675         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
3676 }
3677
3678 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid)
3679 {
3680         struct irq_remap_table *table;
3681
3682         if (WARN_ONCE(!amd_iommu_rlookup_table[devid],
3683                       "%s: no iommu for devid %x\n", __func__, devid))
3684                 return NULL;
3685
3686         table = irq_lookup_table[devid];
3687         if (WARN_ONCE(!table, "%s: no table for devid %x\n", __func__, devid))
3688                 return NULL;
3689
3690         return table;
3691 }
3692
3693 static struct irq_remap_table *__alloc_irq_table(void)
3694 {
3695         struct irq_remap_table *table;
3696
3697         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_KERNEL);
3698         if (!table)
3699                 return NULL;
3700
3701         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_KERNEL);
3702         if (!table->table) {
3703                 kfree(table);
3704                 return NULL;
3705         }
3706         raw_spin_lock_init(&table->lock);
3707
3708         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
3709                 memset(table->table, 0,
3710                        MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
3711         else
3712                 memset(table->table, 0,
3713                        (MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2)));
3714         return table;
3715 }
3716
3717 static void set_remap_table_entry(struct amd_iommu *iommu, u16 devid,
3718                                   struct irq_remap_table *table)
3719 {
3720         irq_lookup_table[devid] = table;
3721         set_dte_irq_entry(devid, table);
3722         iommu_flush_dte(iommu, devid);
3723 }
3724
3725 static struct irq_remap_table *alloc_irq_table(u16 devid)
3726 {
3727         struct irq_remap_table *table = NULL;
3728         struct irq_remap_table *new_table = NULL;
3729         struct amd_iommu *iommu;
3730         unsigned long flags;
3731         u16 alias;
3732
3733         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
3734
3735         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3736         if (!iommu)
3737                 goto out_unlock;
3738
3739         table = irq_lookup_table[devid];
3740         if (table)
3741                 goto out_unlock;
3742
3743         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
3744         table = irq_lookup_table[alias];
3745         if (table) {
3746                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3747                 goto out_wait;
3748         }
3749         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
3750
3751         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
3752         new_table = __alloc_irq_table();
3753         if (!new_table)
3754                 return NULL;
3755
3756         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
3757
3758         table = irq_lookup_table[devid];
3759         if (table)
3760                 goto out_unlock;
3761
3762         table = irq_lookup_table[alias];
3763         if (table) {
3764                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3765                 goto out_wait;
3766         }
3767
3768         table = new_table;
3769         new_table = NULL;
3770
3771         set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
3772         if (devid != alias)
3773                 set_remap_table_entry(iommu, alias, table);
3774
3775 out_wait:
3776         iommu_completion_wait(iommu);
3777
3778 out_unlock:
3779         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
3780
3781         if (new_table) {
3782                 kmem_cache_free(amd_iommu_irq_cache, new_table->table);
3783                 kfree(new_table);
3784         }
3785         return table;
3786 }
3787
3788 static int alloc_irq_index(u16 devid, int count, bool align)
3789 {
3790         struct irq_remap_table *table;
3791         int index, c, alignment = 1;
3792         unsigned long flags;
3793         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3794
3795         if (!iommu)
3796                 return -ENODEV;
3797
3798         table = alloc_irq_table(devid);
3799         if (!table)
3800                 return -ENODEV;
3801
3802         if (align)
3803                 alignment = roundup_pow_of_two(count);
3804
3805         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3806
3807         /* Scan table for free entries */
3808         for (index = ALIGN(table->min_index, alignment), c = 0;
3809              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;) {
3810                 if (!iommu->irte_ops->is_allocated(table, index)) {
3811                         c += 1;
3812                 } else {
3813                         c     = 0;
3814                         index = ALIGN(index + 1, alignment);
3815                         continue;
3816                 }
3817
3818                 if (c == count) {
3819                         for (; c != 0; --c)
3820                                 iommu->irte_ops->set_allocated(table, index - c + 1);
3821
3822                         index -= count - 1;
3823                         goto out;
3824                 }
3825
3826                 index++;
3827         }
3828
3829         index = -ENOSPC;
3830
3831 out:
3832         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3833
3834         return index;
3835 }
3836
3837 static int modify_irte_ga(u16 devid, int index, struct irte_ga *irte,
3838                           struct amd_ir_data *data)
3839 {
3840         struct irq_remap_table *table;
3841         struct amd_iommu *iommu;
3842         unsigned long flags;
3843         struct irte_ga *entry;
3844
3845         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3846         if (iommu == NULL)
3847                 return -EINVAL;
3848
3849         table = get_irq_table(devid);
3850         if (!table)
3851                 return -ENOMEM;
3852
3853         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3854
3855         entry = (struct irte_ga *)table->table;
3856         entry = &entry[index];
3857         entry->lo.fields_remap.valid = 0;
3858         entry->hi.val = irte->hi.val;
3859         entry->lo.val = irte->lo.val;
3860         entry->lo.fields_remap.valid = 1;
3861         if (data)
3862                 data->ref = entry;
3863
3864         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3865
3866         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3867         iommu_completion_wait(iommu);
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
3873 {
3874         struct irq_remap_table *table;
3875         struct amd_iommu *iommu;
3876         unsigned long flags;
3877
3878         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3879         if (iommu == NULL)
3880                 return -EINVAL;
3881
3882         table = get_irq_table(devid);
3883         if (!table)
3884                 return -ENOMEM;
3885
3886         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3887         table->table[index] = irte->val;
3888         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3889
3890         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3891         iommu_completion_wait(iommu);
3892
3893         return 0;
3894 }
3895
3896 static void free_irte(u16 devid, int index)
3897 {
3898         struct irq_remap_table *table;
3899         struct amd_iommu *iommu;
3900         unsigned long flags;
3901
3902         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3903         if (iommu == NULL)
3904                 return;
3905
3906         table = get_irq_table(devid);
3907         if (!table)
3908                 return;
3909
3910         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3911         iommu->irte_ops->clear_allocated(table, index);
3912         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3913
3914         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3915         iommu_completion_wait(iommu);
3916 }
3917
3918 static void irte_prepare(void *entry,
3919                          u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3920                          u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3921 {
3922         union irte *irte = (union irte *) entry;
3923
3924         irte->val                = 0;
3925         irte->fields.vector      = vector;
3926         irte->fields.int_type    = delivery_mode;
3927         irte->fields.destination = dest_apicid;
3928         irte->fields.dm          = dest_mode;
3929         irte->fields.valid       = 1;
3930 }
3931
3932 static void irte_ga_prepare(void *entry,
3933                             u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3934                             u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3935 {
3936         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3937
3938         irte->lo.val                      = 0;
3939         irte->hi.val                      = 0;
3940         irte->lo.fields_remap.int_type    = delivery_mode;
3941         irte->lo.fields_remap.dm          = dest_mode;
3942         irte->hi.fields.vector            = vector;
3943         irte->lo.fields_remap.destination = APICID_TO_IRTE_DEST_LO(dest_apicid);
3944         irte->hi.fields.destination       = APICID_TO_IRTE_DEST_HI(dest_apicid);
3945         irte->lo.fields_remap.valid       = 1;
3946 }
3947
3948 static void irte_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3949 {
3950         union irte *irte = (union irte *) entry;
3951
3952         irte->fields.valid = 1;
3953         modify_irte(devid, index, irte);
3954 }
3955
3956 static void irte_ga_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3957 {
3958         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3959
3960         irte->lo.fields_remap.valid = 1;
3961         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3962 }
3963
3964 static void irte_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3965 {
3966         union irte *irte = (union irte *) entry;
3967
3968         irte->fields.valid = 0;
3969         modify_irte(devid, index, irte);
3970 }
3971
3972 static void irte_ga_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3973 {
3974         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3975
3976         irte->lo.fields_remap.valid = 0;
3977         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3978 }
3979
3980 static void irte_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3981                               u8 vector, u32 dest_apicid)
3982 {
3983         union irte *irte = (union irte *) entry;
3984
3985         irte->fields.vector = vector;
3986         irte->fields.destination = dest_apicid;
3987         modify_irte(devid, index, irte);
3988 }
3989
3990 static void irte_ga_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3991                                  u8 vector, u32 dest_apicid)
3992 {
3993         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3994
3995         if (!irte->lo.fields_remap.guest_mode) {
3996                 irte->hi.fields.vector = vector;
3997                 irte->lo.fields_remap.destination =
3998                                         APICID_TO_IRTE_DEST_LO(dest_apicid);
3999                 irte->hi.fields.destination =
4000                                         APICID_TO_IRTE_DEST_HI(dest_apicid);
4001                 modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
4002         }
4003 }
4004
4005 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
4006 static void irte_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4007 {
4008         table->table[index] = IRTE_ALLOCATED;
4009 }
4010
4011 static void irte_ga_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4012 {
4013         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4014         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4015
4016         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
4017         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
4018         irte->hi.fields.vector = 0xff;
4019 }
4020
4021 static bool irte_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4022 {
4023         union irte *ptr = (union irte *)table->table;
4024         union irte *irte = &ptr[index];
4025
4026         return irte->val != 0;
4027 }
4028
4029 static bool irte_ga_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4030 {
4031         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4032         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4033
4034         return irte->hi.fields.vector != 0;
4035 }
4036
4037 static void irte_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4038 {
4039         table->table[index] = 0;
4040 }
4041
4042 static void irte_ga_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
4043 {
4044         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
4045         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
4046
4047         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
4048         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
4049 }
4050
4051 static int get_devid(struct irq_alloc_info *info)
4052 {
4053         int devid = -1;
4054
4055         switch (info->type) {
4056         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4057                 devid     = get_ioapic_devid(info->ioapic_id);
4058                 break;
4059         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4060                 devid     = get_hpet_devid(info->hpet_id);
4061                 break;
4062         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4063         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4064                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4065                 break;
4066         default:
4067                 BUG_ON(1);
4068                 break;
4069         }
4070
4071         return devid;
4072 }
4073
4074 static struct irq_domain *get_ir_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4075 {
4076         struct amd_iommu *iommu;
4077         int devid;
4078
4079         if (!info)
4080                 return NULL;
4081
4082         devid = get_devid(info);
4083         if (devid >= 0) {
4084                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4085                 if (iommu)
4086                         return iommu->ir_domain;
4087         }
4088
4089         return NULL;
4090 }
4091
4092 static struct irq_domain *get_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4093 {
4094         struct amd_iommu *iommu;
4095         int devid;
4096
4097         if (!info)
4098                 return NULL;
4099
4100         switch (info->type) {
4101         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4102         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4103                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4104                 if (devid < 0)
4105                         return NULL;
4106
4107                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4108                 if (iommu)
4109                         return iommu->msi_domain;
4110                 break;
4111         default:
4112                 break;
4113         }
4114
4115         return NULL;
4116 }
4117
4118 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
4119         .prepare                = amd_iommu_prepare,
4120         .enable                 = amd_iommu_enable,
4121         .disable                = amd_iommu_disable,
4122         .reenable               = amd_iommu_reenable,
4123         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
4124         .get_ir_irq_domain      = get_ir_irq_domain,
4125         .get_irq_domain         = get_irq_domain,
4126 };
4127
4128 static void irq_remapping_prepare_irte(struct amd_ir_data *data,
4129                                        struct irq_cfg *irq_cfg,
4130                                        struct irq_alloc_info *info,
4131                                        int devid, int index, int sub_handle)
4132 {
4133         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4134         struct msi_msg *msg = &data->msi_entry;
4135         struct IO_APIC_route_entry *entry;
4136         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4137
4138         if (!iommu)
4139                 return;
4140
4141         data->irq_2_irte.devid = devid;
4142         data->irq_2_irte.index = index + sub_handle;
4143         iommu->irte_ops->prepare(data->entry, apic->irq_delivery_mode,
4144                                  apic->irq_dest_mode, irq_cfg->vector,
4145                                  irq_cfg->dest_apicid, devid);
4146
4147         switch (info->type) {
4148         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4149                 /* Setup IOAPIC entry */
4150                 entry = info->ioapic_entry;
4151                 info->ioapic_entry = NULL;
4152                 memset(entry, 0, sizeof(*entry));
4153                 entry->vector        = index;
4154                 entry->mask          = 0;
4155                 entry->trigger       = info->ioapic_trigger;
4156                 entry->polarity      = info->ioapic_polarity;
4157                 /* Mask level triggered irqs. */
4158                 if (info->ioapic_trigger)
4159                         entry->mask = 1;
4160                 break;
4161
4162         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4163         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4164         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4165                 msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
4166                 msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO;
4167                 msg->data = irte_info->index;
4168                 break;
4169
4170         default:
4171                 BUG_ON(1);
4172                 break;
4173         }
4174 }
4175
4176 struct amd_irte_ops irte_32_ops = {
4177         .prepare = irte_prepare,
4178         .activate = irte_activate,
4179         .deactivate = irte_deactivate,
4180         .set_affinity = irte_set_affinity,
4181         .set_allocated = irte_set_allocated,
4182         .is_allocated = irte_is_allocated,
4183         .clear_allocated = irte_clear_allocated,
4184 };
4185
4186 struct amd_irte_ops irte_128_ops = {
4187         .prepare = irte_ga_prepare,
4188         .activate = irte_ga_activate,
4189         .deactivate = irte_ga_deactivate,
4190         .set_affinity = irte_ga_set_affinity,
4191         .set_allocated = irte_ga_set_allocated,
4192         .is_allocated = irte_ga_is_allocated,
4193         .clear_allocated = irte_ga_clear_allocated,
4194 };
4195
4196 static int irq_remapping_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4197                                unsigned int nr_irqs, void *arg)
4198 {
4199         struct irq_alloc_info *info = arg;
4200         struct irq_data *irq_data;
4201         struct amd_ir_data *data = NULL;
4202         struct irq_cfg *cfg;
4203         int i, ret, devid;
4204         int index;
4205
4206         if (!info)
4207                 return -EINVAL;
4208         if (nr_irqs > 1 && info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI &&
4209             info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX)
4210                 return -EINVAL;
4211
4212         /*
4213          * With IRQ remapping enabled, don't need contiguous CPU vectors
4214          * to support multiple MSI interrupts.
4215          */
4216         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI)
4217                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
4218
4219         devid = get_devid(info);
4220         if (devid < 0)
4221                 return -EINVAL;
4222
4223         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
4224         if (ret < 0)
4225                 return ret;
4226
4227         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC) {
4228                 struct irq_remap_table *table;
4229                 struct amd_iommu *iommu;
4230
4231                 table = alloc_irq_table(devid);
4232                 if (table) {
4233                         if (!table->min_index) {
4234                                 /*
4235                                  * Keep the first 32 indexes free for IOAPIC
4236                                  * interrupts.
4237                                  */
4238                                 table->min_index = 32;
4239                                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4240                                 for (i = 0; i < 32; ++i)
4241                                         iommu->irte_ops->set_allocated(table, i);
4242                         }
4243                         WARN_ON(table->min_index != 32);
4244                         index = info->ioapic_pin;
4245                 } else {
4246                         index = -ENOMEM;
4247                 }
4248         } else {
4249                 bool align = (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI);
4250
4251                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs, align);
4252         }
4253         if (index < 0) {
4254                 pr_warn("Failed to allocate IRTE\n");
4255                 ret = index;
4256                 goto out_free_parent;
4257         }
4258
4259         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4260                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4261                 cfg = irqd_cfg(irq_data);
4262                 if (!irq_data || !cfg) {
4263                         ret = -EINVAL;
4264                         goto out_free_data;
4265                 }
4266
4267                 ret = -ENOMEM;
4268                 data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
4269                 if (!data)
4270                         goto out_free_data;
4271
4272                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
4273                         data->entry = kzalloc(sizeof(union irte), GFP_KERNEL);
4274                 else
4275                         data->entry = kzalloc(sizeof(struct irte_ga),
4276                                                      GFP_KERNEL);
4277                 if (!data->entry) {
4278                         kfree(data);
4279                         goto out_free_data;
4280                 }
4281
4282                 irq_data->hwirq = (devid << 16) + i;
4283                 irq_data->chip_data = data;
4284                 irq_data->chip = &amd_ir_chip;
4285                 irq_remapping_prepare_irte(data, cfg, info, devid, index, i);
4286                 irq_set_status_flags(virq + i, IRQ_MOVE_PCNTXT);
4287         }
4288
4289         return 0;
4290
4291 out_free_data:
4292         for (i--; i >= 0; i--) {
4293                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4294                 if (irq_data)
4295                         kfree(irq_data->chip_data);
4296         }
4297         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
4298                 free_irte(devid, index + i);
4299 out_free_parent:
4300         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4301         return ret;
4302 }
4303
4304 static void irq_remapping_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4305                                unsigned int nr_irqs)
4306 {
4307         struct irq_2_irte *irte_info;
4308         struct irq_data *irq_data;
4309         struct amd_ir_data *data;
4310         int i;
4311
4312         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4313                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq  + i);
4314                 if (irq_data && irq_data->chip_data) {
4315                         data = irq_data->chip_data;
4316                         irte_info = &data->irq_2_irte;
4317                         free_irte(irte_info->devid, irte_info->index);
4318                         kfree(data->entry);
4319                         kfree(data);
4320                 }
4321         }
4322         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4323 }
4324
4325 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
4326                                struct amd_ir_data *ir_data,
4327                                struct irq_2_irte *irte_info,
4328                                struct irq_cfg *cfg);
4329
4330 static int irq_remapping_activate(struct irq_domain *domain,
4331                                   struct irq_data *irq_data, bool reserve)
4332 {
4333         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4334         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4335         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4336         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(irq_data);
4337
4338         if (!iommu)
4339                 return 0;
4340
4341         iommu->irte_ops->activate(data->entry, irte_info->devid,
4342                                   irte_info->index);
4343         amd_ir_update_irte(irq_data, iommu, data, irte_info, cfg);
4344         return 0;
4345 }
4346
4347 static void irq_remapping_deactivate(struct irq_domain *domain,
4348                                      struct irq_data *irq_data)
4349 {
4350         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4351         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4352         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4353
4354         if (iommu)
4355                 iommu->irte_ops->deactivate(data->entry, irte_info->devid,
4356                                             irte_info->index);
4357 }
4358
4359 static const struct irq_domain_ops amd_ir_domain_ops = {
4360         .alloc = irq_remapping_alloc,
4361         .free = irq_remapping_free,
4362         .activate = irq_remapping_activate,
4363         .deactivate = irq_remapping_deactivate,
4364 };
4365
4366 static int amd_ir_set_vcpu_affinity(struct irq_data *data, void *vcpu_info)
4367 {
4368         struct amd_iommu *iommu;
4369         struct amd_iommu_pi_data *pi_data = vcpu_info;
4370         struct vcpu_data *vcpu_pi_info = pi_data->vcpu_data;
4371         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4372         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4373         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4374         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(irte_info->devid);
4375
4376         /* Note:
4377          * This device has never been set up for guest mode.
4378          * we should not modify the IRTE
4379          */
4380         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic)
4381                 return 0;
4382
4383         pi_data->ir_data = ir_data;
4384
4385         /* Note:
4386          * SVM tries to set up for VAPIC mode, but we are in
4387          * legacy mode. So, we force legacy mode instead.
4388          */
4389         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
4390                 pr_debug("%s: Fall back to using intr legacy remap\n",
4391                          __func__);
4392                 pi_data->is_guest_mode = false;
4393         }
4394
4395         iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4396         if (iommu == NULL)
4397                 return -EINVAL;
4398
4399         pi_data->prev_ga_tag = ir_data->cached_ga_tag;
4400         if (pi_data->is_guest_mode) {
4401                 /* Setting */
4402                 irte->hi.fields.ga_root_ptr = (pi_data->base >> 12);
4403                 irte->hi.fields.vector = vcpu_pi_info->vector;
4404                 irte->lo.fields_vapic.ga_log_intr = 1;
4405                 irte->lo.fields_vapic.guest_mode = 1;
4406                 irte->lo.fields_vapic.ga_tag = pi_data->ga_tag;
4407
4408                 ir_data->cached_ga_tag = pi_data->ga_tag;
4409         } else {
4410                 /* Un-Setting */
4411                 struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4412
4413                 irte->hi.val = 0;
4414                 irte->lo.val = 0;
4415                 irte->hi.fields.vector = cfg->vector;
4416                 irte->lo.fields_remap.guest_mode = 0;
4417                 irte->lo.fields_remap.destination =
4418                                 APICID_TO_IRTE_DEST_LO(cfg->dest_apicid);
4419                 irte->hi.fields.destination =
4420                                 APICID_TO_IRTE_DEST_HI(cfg->dest_apicid);
4421                 irte->lo.fields_remap.int_type = apic->irq_delivery_mode;
4422                 irte->lo.fields_remap.dm = apic->irq_dest_mode;
4423
4424                 /*
4425                  * This communicates the ga_tag back to the caller
4426                  * so that it can do all the necessary clean up.
4427                  */
4428                 ir_data->cached_ga_tag = 0;
4429         }
4430
4431         return modify_irte_ga(irte_info->devid, irte_info->index, irte, ir_data);
4432 }
4433
4434
4435 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
4436                                struct amd_ir_data *ir_data,
4437                                struct irq_2_irte *irte_info,
4438                                struct irq_cfg *cfg)
4439 {
4440
4441         /*
4442          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
4443          * and flushes the interrupt entry cache.
4444          */
4445         iommu->irte_ops->set_affinity(ir_data->entry, irte_info->devid,
4446                                       irte_info->index, cfg->vector,
4447                                       cfg->dest_apicid);
4448 }
4449
4450 static int amd_ir_set_affinity(struct irq_data *data,
4451                                const struct cpumask *mask, bool force)
4452 {
4453         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4454         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4455         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4456         struct irq_data *parent = data->parent_data;
4457         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4458         int ret;
4459
4460         if (!iommu)
4461                 return -ENODEV;
4462
4463         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
4464         if (ret < 0 || ret == IRQ_SET_MASK_OK_DONE)
4465                 return ret;
4466
4467         amd_ir_update_irte(data, iommu, ir_data, irte_info, cfg);
4468         /*
4469          * After this point, all the interrupts will start arriving
4470          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
4471          * vector allocation.
4472          */
4473         send_cleanup_vector(cfg);
4474
4475         return IRQ_SET_MASK_OK_DONE;
4476 }
4477
4478 static void ir_compose_msi_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
4479 {
4480         struct amd_ir_data *ir_data = irq_data->chip_data;
4481
4482         *msg = ir_data->msi_entry;
4483 }
4484
4485 static struct irq_chip amd_ir_chip = {
4486         .name                   = "AMD-IR",
4487         .irq_ack                = apic_ack_irq,
4488         .irq_set_affinity       = amd_ir_set_affinity,
4489         .irq_set_vcpu_affinity  = amd_ir_set_vcpu_affinity,
4490         .irq_compose_msi_msg    = ir_compose_msi_msg,
4491 };
4492
4493 int amd_iommu_create_irq_domain(struct amd_iommu *iommu)
4494 {
4495         struct fwnode_handle *fn;
4496
4497         fn = irq_domain_alloc_named_id_fwnode("AMD-IR", iommu->index);
4498         if (!fn)
4499                 return -ENOMEM;
4500         iommu->ir_domain = irq_domain_create_tree(fn, &amd_ir_domain_ops, iommu);
4501         irq_domain_free_fwnode(fn);
4502         if (!iommu->ir_domain)
4503                 return -ENOMEM;
4504
4505         iommu->ir_domain->parent = arch_get_ir_parent_domain();
4506         iommu->msi_domain = arch_create_remap_msi_irq_domain(iommu->ir_domain,
4507                                                              "AMD-IR-MSI",
4508                                                              iommu->index);
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 int amd_iommu_update_ga(int cpu, bool is_run, void *data)
4513 {
4514         unsigned long flags;
4515         struct amd_iommu *iommu;
4516         struct irq_remap_table *table;
4517         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
4518         int devid = ir_data->irq_2_irte.devid;
4519         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4520         struct irte_ga *ref = (struct irte_ga *) ir_data->ref;
4521
4522         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
4523             !ref || !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
4524                 return 0;
4525
4526         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4527         if (!iommu)
4528                 return -ENODEV;
4529
4530         table = get_irq_table(devid);
4531         if (!table)
4532                 return -ENODEV;
4533
4534         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
4535
4536         if (ref->lo.fields_vapic.guest_mode) {
4537                 if (cpu >= 0) {
4538                         ref->lo.fields_vapic.destination =
4539                                                 APICID_TO_IRTE_DEST_LO(cpu);
4540                         ref->hi.fields.destination =
4541                                                 APICID_TO_IRTE_DEST_HI(cpu);
4542                 }
4543                 ref->lo.fields_vapic.is_run = is_run;
4544                 barrier();
4545         }
4546
4547         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4548
4549         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4550         iommu_completion_wait(iommu);
4551         return 0;
4552 }
4553 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_update_ga);
4554 #endif