drivers/iommu/amd_iommu_init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Author: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
   4  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
   8  * by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  18  */
  19
  20 #include <linux/pci.h>
  21 #include <linux/acpi.h>
  22 #include <linux/list.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/syscore_ops.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/msi.h>
  27 #include <linux/amd-iommu.h>
  28 #include <linux/export.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <acpi/acpi.h>
  31 #include <asm/pci-direct.h>
  32 #include <asm/iommu.h>
  33 #include <asm/gart.h>
  34 #include <asm/x86_init.h>
  35 #include <asm/iommu_table.h>
  36 #include <asm/io_apic.h>
  37
  38 #include "amd_iommu_proto.h"
  39 #include "amd_iommu_types.h"
  40 #include "irq_remapping.h"
  41
  42 /*
  43  * definitions for the ACPI scanning code
  44  */
  45 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
  46
  47 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
  48 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
  49 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
  50 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
  51
  52 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
  53 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
  54 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
  55 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
  56 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
  57 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
  58 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
  59 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
  60 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
  61
  62 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
  63 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
  64
  65 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
  66 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
  67 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
  68 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
  69
  70 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
  71 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
  72
  73 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
  74 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
  75 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
  76 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
  77 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
  78 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
  79 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
  80 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
  81
  82 /*
  83  * ACPI table definitions
  84  *
  85  * These data structures are laid over the table to parse the important values
  86  * out of it.
  87  */
  88
  89 /*
  90  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
  91  * or more ivhd_entrys.
  92  */
  93 struct ivhd_header {
  94         u8 type;
  95         u8 flags;
  96         u16 length;
  97         u16 devid;
  98         u16 cap_ptr;
  99         u64 mmio_phys;
 100         u16 pci_seg;
 101         u16 info;
 102         u32 reserved;
 103 } __attribute__((packed));
 104
 105 /*
 106  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
 107  * which requestor ids they use.
 108  */
 109 struct ivhd_entry {
 110         u8 type;
 111         u16 devid;
 112         u8 flags;
 113         u32 ext;
 114 } __attribute__((packed));
 115
 116 /*
 117  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
 118  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
 119  */
 120 struct ivmd_header {
 121         u8 type;
 122         u8 flags;
 123         u16 length;
 124         u16 devid;
 125         u16 aux;
 126         u64 resv;
 127         u64 range_start;
 128         u64 range_length;
 129 } __attribute__((packed));
 130
 131 bool amd_iommu_dump;
 132 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
 133
 134 static bool amd_iommu_detected;
 135 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
 136
 137 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
 138                                            to handle */
 139 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
 140                                            we find in ACPI */
 141 u32 amd_iommu_unmap_flush;              /* if true, flush on every unmap */
 142
 143 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
 144                                            system */
 145
 146 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
 147 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
 148 int amd_iommus_present;
 149
 150 /* IOMMUs have a non-present cache? */
 151 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
 152 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
 153
 154 u32 amd_iommu_max_pasids __read_mostly = ~0;
 155
 156 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
 157
 158 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
 159
 160 /*
 161  * List of protection domains - used during resume
 162  */
 163 LIST_HEAD(amd_iommu_pd_list);
 164 spinlock_t amd_iommu_pd_lock;
 165
 166 /*
 167  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
 168  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
 169  * information about the domain the device belongs to as well as the
 170  * page table root pointer.
 171  */
 172 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
 173
 174 /*
 175  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
 176  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
 177  * More than one device can share the same requestor id.
 178  */
 179 u16 *amd_iommu_alias_table;
 180
 181 /*
 182  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
 183  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
 184  */
 185 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
 186
 187 /*
 188  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
 189  * quickly.
 190  */
 191 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
 192
 193 /*
 194  * AMD IOMMU allows up to 2^16 differend protection domains. This is a bitmap
 195  * to know which ones are already in use.
 196  */
 197 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
 198
 199 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
 200 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
 201 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
 202
 203 enum iommu_init_state {
 204         IOMMU_START_STATE,
 205         IOMMU_IVRS_DETECTED,
 206         IOMMU_ACPI_FINISHED,
 207         IOMMU_ENABLED,
 208         IOMMU_PCI_INIT,
 209         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
 210         IOMMU_DMA_OPS,
 211         IOMMU_INITIALIZED,
 212         IOMMU_NOT_FOUND,
 213         IOMMU_INIT_ERROR,
 214 };
 215
 216 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
 217
 218 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
 219 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
 220
 221 static inline void update_last_devid(u16 devid)
 222 {
 223         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 224                 amd_iommu_last_bdf = devid;
 225 }
 226
 227 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
 228 {
 229         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
 230                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
 231
 232         return 1UL << shift;
 233 }
 234
 235 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
 236
 237 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
 238 {
 239         u32 val;
 240
 241         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 242         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
 243         return val;
 244 }
 245
 246 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
 247 {
 248         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
 249         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
 250         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 251 }
 252
 253 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
 254 {
 255         u32 val;
 256
 257         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
 258         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
 259         return val;
 260 }
 261
 262 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
 263 {
 264         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
 265         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
 266 }
 267
 268 /****************************************************************************
 269  *
 270  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
 271  *
 272  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
 273  * MMIO space required for that driver.
 274  *
 275  ****************************************************************************/
 276
 277 /*
 278  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
 279  * exclusion range are passed through untranslated
 280  */
 281 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
 282 {
 283         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
 284         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
 285         u64 entry;
 286
 287         if (!iommu->exclusion_start)
 288                 return;
 289
 290         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
 291         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
 292                         &entry, sizeof(entry));
 293
 294         entry = limit;
 295         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
 296                         &entry, sizeof(entry));
 297 }
 298
 299 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
 300 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
 301 {
 302         u64 entry;
 303
 304         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
 305
 306         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
 307         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
 308         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
 309                         &entry, sizeof(entry));
 310 }
 311
 312 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
 313 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 314 {
 315         u32 ctrl;
 316
 317         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 318         ctrl |= (1 << bit);
 319         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 320 }
 321
 322 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 323 {
 324         u32 ctrl;
 325
 326         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 327         ctrl &= ~(1 << bit);
 328         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 329 }
 330
 331 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
 332 {
 333         u32 ctrl;
 334
 335         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 336         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
 337         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
 338         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 339 }
 340
 341 /* Function to enable the hardware */
 342 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
 343 {
 344         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 345 }
 346
 347 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
 348 {
 349         /* Disable command buffer */
 350         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 351
 352         /* Disable event logging and event interrupts */
 353         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
 354         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 355
 356         /* Disable IOMMU hardware itself */
 357         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 358 }
 359
 360 /*
 361  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
 362  * the system has one.
 363  */
 364 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address)
 365 {
 366         if (!request_mem_region(address, MMIO_REGION_LENGTH, "amd_iommu")) {
 367                 pr_err("AMD-Vi: Can not reserve memory region %llx for mmio\n",
 368                         address);
 369                 pr_err("AMD-Vi: This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
 370                 return NULL;
 371         }
 372
 373         return (u8 __iomem *)ioremap_nocache(address, MMIO_REGION_LENGTH);
 374 }
 375
 376 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
 377 {
 378         if (iommu->mmio_base)
 379                 iounmap(iommu->mmio_base);
 380         release_mem_region(iommu->mmio_phys, MMIO_REGION_LENGTH);
 381 }
 382
 383 /****************************************************************************
 384  *
 385  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
 386  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
 387  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
 388  * structures is determined later.
 389  *
 390  ****************************************************************************/
 391
 392 /*
 393  * This function calculates the length of a given IVHD entry
 394  */
 395 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
 396 {
 397         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
 398 }
 399
 400 /*
 401  * This function reads the last device id the IOMMU has to handle from the PCI
 402  * capability header for this IOMMU
 403  */
 404 static int __init find_last_devid_on_pci(int bus, int dev, int fn, int cap_ptr)
 405 {
 406         u32 cap;
 407
 408         cap = read_pci_config(bus, dev, fn, cap_ptr+MMIO_RANGE_OFFSET);
 409         update_last_devid(calc_devid(MMIO_GET_BUS(cap), MMIO_GET_LD(cap)));
 410
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
 416  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
 417  */
 418 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
 419 {
 420         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
 421         struct ivhd_entry *dev;
 422
 423         p += sizeof(*h);
 424         end += h->length;
 425
 426         find_last_devid_on_pci(PCI_BUS(h->devid),
 427                         PCI_SLOT(h->devid),
 428                         PCI_FUNC(h->devid),
 429                         h->cap_ptr);
 430
 431         while (p < end) {
 432                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
 433                 switch (dev->type) {
 434                 case IVHD_DEV_SELECT:
 435                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 436                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 437                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 438                         /* all the above subfield types refer to device ids */
 439                         update_last_devid(dev->devid);
 440                         break;
 441                 default:
 442                         break;
 443                 }
 444                 p += ivhd_entry_length(p);
 445         }
 446
 447         WARN_ON(p != end);
 448
 449         return 0;
 450 }
 451
 452 /*
 453  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
 454  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
 455  * the ACPI table. So we check the checksum here.
 456  */
 457 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
 458 {
 459         int i;
 460         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
 461         struct ivhd_header *h;
 462
 463         /*
 464          * Validate checksum here so we don't need to do it when
 465          * we actually parse the table
 466          */
 467         for (i = 0; i < table->length; ++i)
 468                 checksum += p[i];
 469         if (checksum != 0)
 470                 /* ACPI table corrupt */
 471                 return -ENODEV;
 472
 473         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
 474
 475         end += table->length;
 476         while (p < end) {
 477                 h = (struct ivhd_header *)p;
 478                 switch (h->type) {
 479                 case ACPI_IVHD_TYPE:
 480                         find_last_devid_from_ivhd(h);
 481                         break;
 482                 default:
 483                         break;
 484                 }
 485                 p += h->length;
 486         }
 487         WARN_ON(p != end);
 488
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 /****************************************************************************
 493  *
 494  * The following functions belong the the code path which parses the ACPI table
 495  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
 496  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
 497  * basically initialize the hardware.
 498  *
 499  ****************************************************************************/
 500
 501 /*
 502  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
 503  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
 504  * asynchronously
 505  */
 506 static u8 * __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 507 {
 508         u8 *cmd_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 509                         get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
 510
 511         if (cmd_buf == NULL)
 512                 return NULL;
 513
 514         iommu->cmd_buf_size = CMD_BUFFER_SIZE | CMD_BUFFER_UNINITIALIZED;
 515
 516         return cmd_buf;
 517 }
 518
 519 /*
 520  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
 521  * commands from it.
 522  */
 523 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 524 {
 525         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 526
 527         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
 528         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 529
 530         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 531 }
 532
 533 /*
 534  * This function writes the command buffer address to the hardware and
 535  * enables it.
 536  */
 537 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 538 {
 539         u64 entry;
 540
 541         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
 542
 543         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
 544         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
 545
 546         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
 547                     &entry, sizeof(entry));
 548
 549         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
 550         iommu->cmd_buf_size &= ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED);
 551 }
 552
 553 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 554 {
 555         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf,
 556                    get_order(iommu->cmd_buf_size & ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED)));
 557 }
 558
 559 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 560 static u8 * __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 561 {
 562         iommu->evt_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 563                                                 get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 564
 565         if (iommu->evt_buf == NULL)
 566                 return NULL;
 567
 568         iommu->evt_buf_size = EVT_BUFFER_SIZE;
 569
 570         return iommu->evt_buf;
 571 }
 572
 573 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 574 {
 575         u64 entry;
 576
 577         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
 578
 579         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
 580
 581         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
 582                     &entry, sizeof(entry));
 583
 584         /* set head and tail to zero manually */
 585         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 586         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 587
 588         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 589 }
 590
 591 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 592 {
 593         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 594 }
 595
 596 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 597 static u8 * __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 598 {
 599         iommu->ppr_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 600                                                 get_order(PPR_LOG_SIZE));
 601
 602         if (iommu->ppr_log == NULL)
 603                 return NULL;
 604
 605         return iommu->ppr_log;
 606 }
 607
 608 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 609 {
 610         u64 entry;
 611
 612         if (iommu->ppr_log == NULL)
 613                 return;
 614
 615         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
 616
 617         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
 618                     &entry, sizeof(entry));
 619
 620         /* set head and tail to zero manually */
 621         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 622         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 623
 624         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFLOG_EN);
 625         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
 626 }
 627
 628 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 629 {
 630         if (iommu->ppr_log == NULL)
 631                 return;
 632
 633         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
 634 }
 635
 636 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
 637 {
 638         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
 639                 return;
 640
 641         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
 642 }
 643
 644 /* sets a specific bit in the device table entry. */
 645 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 646 {
 647         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 648         int _bit = bit & 0x3f;
 649
 650         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
 651 }
 652
 653 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 654 {
 655         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 656         int _bit = bit & 0x3f;
 657
 658         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
 659 }
 660
 661
 662 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
 663 {
 664         int sysmgt;
 665
 666         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
 667                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
 668
 669         if (sysmgt == 0x01)
 670                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
 671 }
 672
 673 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
 674 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
 675 {
 676         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
 677 }
 678
 679 /*
 680  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
 681  * table and sets up the device table entry with that information
 682  */
 683 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 684                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
 685 {
 686         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
 687                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
 688         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
 689                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
 690         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
 691                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
 692         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
 693                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
 694         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
 695                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
 696         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
 697                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
 698         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
 699                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
 700
 701         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
 702
 703         set_iommu_for_device(iommu, devid);
 704 }
 705
 706 static int add_special_device(u8 type, u8 id, u16 devid)
 707 {
 708         struct devid_map *entry;
 709         struct list_head *list;
 710
 711         if (type != IVHD_SPECIAL_IOAPIC && type != IVHD_SPECIAL_HPET)
 712                 return -EINVAL;
 713
 714         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 715         if (!entry)
 716                 return -ENOMEM;
 717
 718         entry->id    = id;
 719         entry->devid = devid;
 720
 721         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 722                 list = &ioapic_map;
 723         else
 724                 list = &hpet_map;
 725
 726         list_add_tail(&entry->list, list);
 727
 728         return 0;
 729 }
 730
 731 /*
 732  * Reads the device exclusion range from ACPI and initialize IOMMU with
 733  * it
 734  */
 735 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
 736 {
 737         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 738
 739         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
 740                 return;
 741
 742         if (iommu) {
 743                 /*
 744                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
 745                  * per device. But we can enable the exclusion range per
 746                  * device. This is done here
 747                  */
 748                 set_dev_entry_bit(m->devid, DEV_ENTRY_EX);
 749                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
 750                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
 751         }
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
 756  * initializes the hardware and our data structures with it.
 757  */
 758 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 759                                         struct ivhd_header *h)
 760 {
 761         u8 *p = (u8 *)h;
 762         u8 *end = p, flags = 0;
 763         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
 764         u32 dev_i, ext_flags = 0;
 765         bool alias = false;
 766         struct ivhd_entry *e;
 767
 768         /*
 769          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
 770          */
 771         iommu->acpi_flags = h->flags;
 772
 773         /*
 774          * Done. Now parse the device entries
 775          */
 776         p += sizeof(struct ivhd_header);
 777         end += h->length;
 778
 779
 780         while (p < end) {
 781                 e = (struct ivhd_entry *)p;
 782                 switch (e->type) {
 783                 case IVHD_DEV_ALL:
 784
 785                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\t first devid: %02x:%02x.%x"
 786                                     " last device %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 787                                     PCI_BUS(iommu->first_device),
 788                                     PCI_SLOT(iommu->first_device),
 789                                     PCI_FUNC(iommu->first_device),
 790                                     PCI_BUS(iommu->last_device),
 791                                     PCI_SLOT(iommu->last_device),
 792                                     PCI_FUNC(iommu->last_device),
 793                                     e->flags);
 794
 795                         for (dev_i = iommu->first_device;
 796                                         dev_i <= iommu->last_device; ++dev_i)
 797                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 798                                                         e->flags, 0);
 799                         break;
 800                 case IVHD_DEV_SELECT:
 801
 802                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 803                                     "flags: %02x\n",
 804                                     PCI_BUS(e->devid),
 805                                     PCI_SLOT(e->devid),
 806                                     PCI_FUNC(e->devid),
 807                                     e->flags);
 808
 809                         devid = e->devid;
 810                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 811                         break;
 812                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
 813
 814                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
 815                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 816                                     PCI_BUS(e->devid),
 817                                     PCI_SLOT(e->devid),
 818                                     PCI_FUNC(e->devid),
 819                                     e->flags);
 820
 821                         devid_start = e->devid;
 822                         flags = e->flags;
 823                         ext_flags = 0;
 824                         alias = false;
 825                         break;
 826                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 827
 828                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 829                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 830                                     PCI_BUS(e->devid),
 831                                     PCI_SLOT(e->devid),
 832                                     PCI_FUNC(e->devid),
 833                                     e->flags,
 834                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
 835                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 836                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 837
 838                         devid = e->devid;
 839                         devid_to = e->ext >> 8;
 840                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
 841                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
 842                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
 843                         break;
 844                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
 845
 846                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
 847                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
 848                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 849                                     PCI_BUS(e->devid),
 850                                     PCI_SLOT(e->devid),
 851                                     PCI_FUNC(e->devid),
 852                                     e->flags,
 853                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
 854                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 855                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 856
 857                         devid_start = e->devid;
 858                         flags = e->flags;
 859                         devid_to = e->ext >> 8;
 860                         ext_flags = 0;
 861                         alias = true;
 862                         break;
 863                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 864
 865                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 866                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
 867                                     PCI_BUS(e->devid),
 868                                     PCI_SLOT(e->devid),
 869                                     PCI_FUNC(e->devid),
 870                                     e->flags, e->ext);
 871
 872                         devid = e->devid;
 873                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
 874                                                 e->ext);
 875                         break;
 876                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
 877
 878                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
 879                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
 880                                     PCI_BUS(e->devid),
 881                                     PCI_SLOT(e->devid),
 882                                     PCI_FUNC(e->devid),
 883                                     e->flags, e->ext);
 884
 885                         devid_start = e->devid;
 886                         flags = e->flags;
 887                         ext_flags = e->ext;
 888                         alias = false;
 889                         break;
 890                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 891
 892                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
 893                                     PCI_BUS(e->devid),
 894                                     PCI_SLOT(e->devid),
 895                                     PCI_FUNC(e->devid));
 896
 897                         devid = e->devid;
 898                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
 899                                 if (alias) {
 900                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
 901                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
 902                                                 devid_to, flags, ext_flags);
 903                                 }
 904                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 905                                                         flags, ext_flags);
 906                         }
 907                         break;
 908                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
 909                         u8 handle, type;
 910                         const char *var;
 911                         u16 devid;
 912                         int ret;
 913
 914                         handle = e->ext & 0xff;
 915                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
 916                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
 917
 918                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 919                                 var = "IOAPIC";
 920                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 921                                 var = "HPET";
 922                         else
 923                                 var = "UNKNOWN";
 924
 925                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
 926                                     var, (int)handle,
 927                                     PCI_BUS(devid),
 928                                     PCI_SLOT(devid),
 929                                     PCI_FUNC(devid));
 930
 931                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 932                         ret = add_special_device(type, handle, devid);
 933                         if (ret)
 934                                 return ret;
 935                         break;
 936                 }
 937                 default:
 938                         break;
 939                 }
 940
 941                 p += ivhd_entry_length(p);
 942         }
 943
 944         return 0;
 945 }
 946
 947 /* Initializes the device->iommu mapping for the driver */
 948 static int __init init_iommu_devices(struct amd_iommu *iommu)
 949 {
 950         u32 i;
 951
 952         for (i = iommu->first_device; i <= iommu->last_device; ++i)
 953                 set_iommu_for_device(iommu, i);
 954
 955         return 0;
 956 }
 957
 958 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
 959 {
 960         free_command_buffer(iommu);
 961         free_event_buffer(iommu);
 962         free_ppr_log(iommu);
 963         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
 964 }
 965
 966 static void __init free_iommu_all(void)
 967 {
 968         struct amd_iommu *iommu, *next;
 969
 970         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
 971                 list_del(&iommu->list);
 972                 free_iommu_one(iommu);
 973                 kfree(iommu);
 974         }
 975 }
 976
 977 /*
 978  * This function clues the initialization function for one IOMMU
 979  * together and also allocates the command buffer and programs the
 980  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
 981  */
 982 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
 983 {
 984         int ret;
 985
 986         spin_lock_init(&iommu->lock);
 987
 988         /* Add IOMMU to internal data structures */
 989         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
 990         iommu->index             = amd_iommus_present++;
 991
 992         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
 993                 WARN(1, "AMD-Vi: System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
 994                 return -ENOSYS;
 995         }
 996
 997         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
 998         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
 999
1000         /*
1001          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1002          */
1003         iommu->devid   = h->devid;
1004         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1005         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1006         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1007         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(h->mmio_phys);
1008         if (!iommu->mmio_base)
1009                 return -ENOMEM;
1010
1011         iommu->cmd_buf = alloc_command_buffer(iommu);
1012         if (!iommu->cmd_buf)
1013                 return -ENOMEM;
1014
1015         iommu->evt_buf = alloc_event_buffer(iommu);
1016         if (!iommu->evt_buf)
1017                 return -ENOMEM;
1018
1019         iommu->int_enabled = false;
1020
1021         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1022         if (ret)
1023                 return ret;
1024
1025         /*
1026          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1027          * table tells us so, but this is a lie!
1028          */
1029         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1030
1031         init_iommu_devices(iommu);
1032
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1038  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1039  */
1040 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1041 {
1042         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1043         struct ivhd_header *h;
1044         struct amd_iommu *iommu;
1045         int ret;
1046
1047         end += table->length;
1048         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1049
1050         while (p < end) {
1051                 h = (struct ivhd_header *)p;
1052                 switch (*p) {
1053                 case ACPI_IVHD_TYPE:
1054
1055                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1056                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1057                                     PCI_BUS(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1058                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1059                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1060                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1061                                     h->mmio_phys);
1062
1063                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1064                         if (iommu == NULL)
1065                                 return -ENOMEM;
1066
1067                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1068                         if (ret)
1069                                 return ret;
1070                         break;
1071                 default:
1072                         break;
1073                 }
1074                 p += h->length;
1075
1076         }
1077         WARN_ON(p != end);
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static int iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1083 {
1084         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1085         u32 range, misc, low, high;
1086
1087         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS(iommu->devid),
1088                                           iommu->devid & 0xff);
1089         if (!iommu->dev)
1090                 return -ENODEV;
1091
1092         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1093                               &iommu->cap);
1094         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
1095                               &range);
1096         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
1097                               &misc);
1098
1099         iommu->first_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
1100                                          MMIO_GET_FD(range));
1101         iommu->last_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
1102                                         MMIO_GET_LD(range));
1103
1104         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1105                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1106
1107         /* read extended feature bits */
1108         low  = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1109         high = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES + 4);
1110
1111         iommu->features = ((u64)high << 32) | low;
1112
1113         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1114                 int glxval;
1115                 u32 pasids;
1116                 u64 shift;
1117
1118                 shift   = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1119                 shift >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1120                 pasids  = (1 << shift);
1121
1122                 amd_iommu_max_pasids = min(amd_iommu_max_pasids, pasids);
1123
1124                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1125                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1126
1127                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1128                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1129                 else
1130                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1131         }
1132
1133         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1134             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1135                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1136                 amd_iommu_v2_present = true;
1137         }
1138
1139         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1140                 iommu->ppr_log = alloc_ppr_log(iommu);
1141                 if (!iommu->ppr_log)
1142                         return -ENOMEM;
1143         }
1144
1145         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1146                 amd_iommu_np_cache = true;
1147
1148         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1149                 int i, j;
1150
1151                 iommu->root_pdev = pci_get_bus_and_slot(iommu->dev->bus->number,
1152                                 PCI_DEVFN(0, 0));
1153
1154                 /*
1155                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1156                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1157                  * it can be reprogrammed on resume
1158                  */
1159                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1160                                 &iommu->stored_addr_lo);
1161                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1162                                 &iommu->stored_addr_hi);
1163
1164                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1165                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1166
1167                 for (i = 0; i < 6; i++)
1168                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1169                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1170
1171                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1172                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1173         }
1174
1175         return pci_enable_device(iommu->dev);
1176 }
1177
1178 static void print_iommu_info(void)
1179 {
1180         static const char * const feat_str[] = {
1181                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1182                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1183         };
1184         struct amd_iommu *iommu;
1185
1186         for_each_iommu(iommu) {
1187                 int i;
1188
1189                 pr_info("AMD-Vi: Found IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
1190                         dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
1191
1192                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1193                         pr_info("AMD-Vi:  Extended features: ");
1194                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1195                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1196                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1197                         }
1198                 }
1199                 pr_cont("\n");
1200         }
1201 }
1202
1203 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1204 {
1205         struct amd_iommu *iommu;
1206         int ret = 0;
1207
1208         for_each_iommu(iommu) {
1209                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1210                 if (ret)
1211                         break;
1212         }
1213
1214         ret = amd_iommu_init_devices();
1215
1216         print_iommu_info();
1217
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 /****************************************************************************
1222  *
1223  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1224  * in the system. Its a bit challenging because there could be multiple
1225  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1226  * pci_dev.
1227  *
1228  ****************************************************************************/
1229
1230 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1231 {
1232         int r;
1233
1234         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1235         if (r)
1236                 return r;
1237
1238         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1239                                  amd_iommu_int_handler,
1240                                  amd_iommu_int_thread,
1241                                  0, "AMD-Vi",
1242                                  iommu->dev);
1243
1244         if (r) {
1245                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1246                 return r;
1247         }
1248
1249         iommu->int_enabled = true;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
1255 {
1256         int ret;
1257
1258         if (iommu->int_enabled)
1259                 goto enable_faults;
1260
1261         if (pci_find_capability(iommu->dev, PCI_CAP_ID_MSI))
1262                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
1263         else
1264                 ret = -ENODEV;
1265
1266         if (ret)
1267                 return ret;
1268
1269 enable_faults:
1270         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
1271
1272         if (iommu->ppr_log != NULL)
1273                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFINT_EN);
1274
1275         return 0;
1276 }
1277
1278 /****************************************************************************
1279  *
1280  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
1281  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
1282  * gathered (like exclusion and unity mapping reanges).
1283  *
1284  ****************************************************************************/
1285
1286 static void __init free_unity_maps(void)
1287 {
1288         struct unity_map_entry *entry, *next;
1289
1290         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
1291                 list_del(&entry->list);
1292                 kfree(entry);
1293         }
1294 }
1295
1296 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
1297 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
1298 {
1299         int i;
1300
1301         switch (m->type) {
1302         case ACPI_IVMD_TYPE:
1303                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
1304                 break;
1305         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1306                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1307                         set_device_exclusion_range(i, m);
1308                 break;
1309         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1310                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
1311                         set_device_exclusion_range(i, m);
1312                 break;
1313         default:
1314                 break;
1315         }
1316
1317         return 0;
1318 }
1319
1320 /* called for unity map ACPI definition */
1321 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
1322 {
1323         struct unity_map_entry *e = NULL;
1324         char *s;
1325
1326         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1327         if (e == NULL)
1328                 return -ENOMEM;
1329
1330         switch (m->type) {
1331         default:
1332                 kfree(e);
1333                 return 0;
1334         case ACPI_IVMD_TYPE:
1335                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
1336                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
1337                 break;
1338         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1339                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
1340                 e->devid_start = 0;
1341                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
1342                 break;
1343         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1344                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
1345                 e->devid_start = m->devid;
1346                 e->devid_end = m->aux;
1347                 break;
1348         }
1349         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
1350         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
1351         e->prot = m->flags >> 1;
1352
1353         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
1354                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
1355                     PCI_BUS(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
1356                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS(e->devid_end),
1357                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1358                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1359
1360         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1361
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1366 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1367 {
1368         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1369         struct ivmd_header *m;
1370
1371         end += table->length;
1372         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1373
1374         while (p < end) {
1375                 m = (struct ivmd_header *)p;
1376                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1377                         init_exclusion_range(m);
1378                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1379                         init_unity_map_range(m);
1380
1381                 p += m->length;
1382         }
1383
1384         return 0;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1389  * suppress all page faults
1390  */
1391 static void init_device_table_dma(void)
1392 {
1393         u32 devid;
1394
1395         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1396                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1397                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1398         }
1399 }
1400
1401 static void init_device_table(void)
1402 {
1403         u32 devid;
1404
1405         if (!amd_iommu_irq_remap)
1406                 return;
1407
1408         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
1409                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
1410 }
1411
1412 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
1413 {
1414         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
1415                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
1416                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
1417
1418         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
1419                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
1420                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
1421
1422         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
1423                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
1424                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
1425
1426         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
1427                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
1428                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
1429
1430         /*
1431          * make IOMMU memory accesses cache coherent
1432          */
1433         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
1434
1435         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
1436         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
1437 }
1438
1439 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
1440 {
1441         int i, j;
1442         u32 ioc_feature_control;
1443         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
1444
1445         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
1446         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
1447                 return;
1448
1449         /*
1450          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
1451          * controlled by a register in the northbridge
1452          */
1453
1454         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
1455         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
1456         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
1457
1458         /* Enable the iommu */
1459         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
1460                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
1461
1462         /* Restore the iommu BAR */
1463         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1464                                iommu->stored_addr_lo);
1465         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1466                                iommu->stored_addr_hi);
1467
1468         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
1469         for (i = 0; i < 6; i++)
1470                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
1471                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
1472
1473         /* Restore the l2 indirect regs */
1474         for (i = 0; i < 0x83; i++)
1475                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
1476
1477         /* Lock PCI setup registers */
1478         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1479                                iommu->stored_addr_lo | 1);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1484  * they have been initialized
1485  */
1486 static void early_enable_iommus(void)
1487 {
1488         struct amd_iommu *iommu;
1489
1490         for_each_iommu(iommu) {
1491                 iommu_disable(iommu);
1492                 iommu_init_flags(iommu);
1493                 iommu_set_device_table(iommu);
1494                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1495                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1496                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1497                 iommu_enable(iommu);
1498                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1499         }
1500 }
1501
1502 static void enable_iommus_v2(void)
1503 {
1504         struct amd_iommu *iommu;
1505
1506         for_each_iommu(iommu) {
1507                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
1508                 iommu_enable_gt(iommu);
1509         }
1510 }
1511
1512 static void enable_iommus(void)
1513 {
1514         early_enable_iommus();
1515
1516         enable_iommus_v2();
1517 }
1518
1519 static void disable_iommus(void)
1520 {
1521         struct amd_iommu *iommu;
1522
1523         for_each_iommu(iommu)
1524                 iommu_disable(iommu);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Suspend/Resume support
1529  * disable suspend until real resume implemented
1530  */
1531
1532 static void amd_iommu_resume(void)
1533 {
1534         struct amd_iommu *iommu;
1535
1536         for_each_iommu(iommu)
1537                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
1538
1539         /* re-load the hardware */
1540         enable_iommus();
1541
1542         amd_iommu_enable_interrupts();
1543 }
1544
1545 static int amd_iommu_suspend(void)
1546 {
1547         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1548         disable_iommus();
1549
1550         return 0;
1551 }
1552
1553 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
1554         .suspend = amd_iommu_suspend,
1555         .resume = amd_iommu_resume,
1556 };
1557
1558 static void __init free_on_init_error(void)
1559 {
1560         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
1561                    get_order(rlookup_table_size));
1562
1563         if (amd_iommu_irq_cache) {
1564                 kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
1565                 amd_iommu_irq_cache = NULL;
1566
1567         }
1568
1569         amd_iommu_uninit_devices();
1570
1571         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1572                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1573
1574         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1575                    get_order(rlookup_table_size));
1576
1577         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1578                    get_order(alias_table_size));
1579
1580         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1581                    get_order(dev_table_size));
1582
1583         free_iommu_all();
1584
1585         free_unity_maps();
1586
1587 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1588         /*
1589          * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback to GART
1590          * if possible.
1591          */
1592         gart_iommu_init();
1593
1594 #endif
1595 }
1596
1597 static bool __init check_ioapic_information(void)
1598 {
1599         int idx;
1600
1601         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
1602                 int id = mpc_ioapic_id(idx);
1603
1604                 if (get_ioapic_devid(id) < 0) {
1605                         pr_err(FW_BUG "AMD-Vi: IO-APIC[%d] not in IVRS table\n", id);
1606                         pr_err("AMD-Vi: Disabling interrupt remapping due to BIOS Bug\n");
1607                         return false;
1608                 }
1609         }
1610
1611         return true;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
1616  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
1617  * remapping setup code.
1618  *
1619  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1620  * three times:
1621  *
1622  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1623  *              Upon this information the size of the data structures is
1624  *              determined that needs to be allocated.
1625  *
1626  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1627  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1628  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1629  *              system to specific IOMMUs
1630  *
1631  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1632  *              initialized we update them with information about memory
1633  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1634  *              this last pass.
1635  *
1636  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
1637  * hotplug and suspend notifiers are registered.
1638  */
1639 static int __init early_amd_iommu_init(void)
1640 {
1641         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1642         acpi_size ivrs_size;
1643         acpi_status status;
1644         int i, ret = 0;
1645
1646         if (!amd_iommu_detected)
1647                 return -ENODEV;
1648
1649         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1650         if (status == AE_NOT_FOUND)
1651                 return -ENODEV;
1652         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1653                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1654                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1655                 return -EINVAL;
1656         }
1657
1658         /*
1659          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1660          * we need to handle. Upon this information the shared data
1661          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1662          */
1663         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
1664         if (ret)
1665                 goto out;
1666
1667         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1668         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1669         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1670
1671         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1672         ret = -ENOMEM;
1673         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1674                                       get_order(dev_table_size));
1675         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1676                 goto out;
1677
1678         /*
1679          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1680          * IOMMU see for that device
1681          */
1682         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1683                         get_order(alias_table_size));
1684         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1685                 goto out;
1686
1687         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1688         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1689                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1690                         get_order(rlookup_table_size));
1691         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1692                 goto out;
1693
1694         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1695                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1696                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1697         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1698                 goto out;
1699
1700         /*
1701          * let all alias entries point to itself
1702          */
1703         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1704                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1705
1706         /*
1707          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1708          * error value placeholder
1709          */
1710         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1711
1712         spin_lock_init(&amd_iommu_pd_lock);
1713
1714         /*
1715          * now the data structures are allocated and basically initialized
1716          * start the real acpi table scan
1717          */
1718         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
1719         if (ret)
1720                 goto out;
1721
1722         if (amd_iommu_irq_remap)
1723                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
1724
1725         if (amd_iommu_irq_remap) {
1726                 /*
1727                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
1728                  * remapping tables.
1729                  */
1730                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
1731                                 MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32),
1732                                 IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
1733                                 0, NULL);
1734                 if (!amd_iommu_irq_cache)
1735                         goto out;
1736
1737                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
1738                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1739                                 get_order(rlookup_table_size));
1740                 if (!irq_lookup_table)
1741                         goto out;
1742         }
1743
1744         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
1745         if (ret)
1746                 goto out;
1747
1748         /* init the device table */
1749         init_device_table();
1750
1751 out:
1752         /* Don't leak any ACPI memory */
1753         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
1754         ivrs_base = NULL;
1755
1756         return ret;
1757 }
1758
1759 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
1760 {
1761         struct amd_iommu *iommu;
1762         int ret = 0;
1763
1764         for_each_iommu(iommu) {
1765                 ret = iommu_init_msi(iommu);
1766                 if (ret)
1767                         goto out;
1768         }
1769
1770 out:
1771         return ret;
1772 }
1773
1774 static bool detect_ivrs(void)
1775 {
1776         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1777         acpi_size ivrs_size;
1778         acpi_status status;
1779
1780         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1781         if (status == AE_NOT_FOUND)
1782                 return false;
1783         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1784                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1785                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1786                 return false;
1787         }
1788
1789         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
1790
1791         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
1792         pci_request_acs();
1793
1794         if (!disable_irq_remap)
1795                 amd_iommu_irq_remap = true;
1796
1797         return true;
1798 }
1799
1800 static int amd_iommu_init_dma(void)
1801 {
1802         struct amd_iommu *iommu;
1803         int ret;
1804
1805         init_device_table_dma();
1806
1807         for_each_iommu(iommu)
1808                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1809
1810         if (iommu_pass_through)
1811                 ret = amd_iommu_init_passthrough();
1812         else
1813                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
1814
1815         if (ret)
1816                 return ret;
1817
1818         amd_iommu_init_api();
1819
1820         amd_iommu_init_notifier();
1821
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 /****************************************************************************
1826  *
1827  * AMD IOMMU Initialization State Machine
1828  *
1829  ****************************************************************************/
1830
1831 static int __init state_next(void)
1832 {
1833         int ret = 0;
1834
1835         switch (init_state) {
1836         case IOMMU_START_STATE:
1837                 if (!detect_ivrs()) {
1838                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
1839                         ret             = -ENODEV;
1840                 } else {
1841                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
1842                 }
1843                 break;
1844         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
1845                 ret = early_amd_iommu_init();
1846                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
1847                 break;
1848         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
1849                 early_enable_iommus();
1850                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
1851                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
1852                 init_state = IOMMU_ENABLED;
1853                 break;
1854         case IOMMU_ENABLED:
1855                 ret = amd_iommu_init_pci();
1856                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
1857                 enable_iommus_v2();
1858                 break;
1859         case IOMMU_PCI_INIT:
1860                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
1861                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
1862                 break;
1863         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
1864                 ret = amd_iommu_init_dma();
1865                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
1866                 break;
1867         case IOMMU_DMA_OPS:
1868                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
1869                 break;
1870         case IOMMU_INITIALIZED:
1871                 /* Nothing to do */
1872                 break;
1873         case IOMMU_NOT_FOUND:
1874         case IOMMU_INIT_ERROR:
1875                 /* Error states => do nothing */
1876                 ret = -EINVAL;
1877                 break;
1878         default:
1879                 /* Unknown state */
1880                 BUG();
1881         }
1882
1883         return ret;
1884 }
1885
1886 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
1887 {
1888         int ret = 0;
1889
1890         while (init_state != state) {
1891                 ret = state_next();
1892                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND ||
1893                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR)
1894                         break;
1895         }
1896
1897         return ret;
1898 }
1899
1900
1901
1902 /*
1903  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
1904  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
1905  * code.
1906  */
1907 static int __init amd_iommu_init(void)
1908 {
1909         int ret;
1910
1911         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
1912         if (ret) {
1913                 disable_iommus();
1914                 free_on_init_error();
1915         }
1916
1917         return ret;
1918 }
1919
1920 /****************************************************************************
1921  *
1922  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
1923  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
1924  * IOMMUs
1925  *
1926  ****************************************************************************/
1927 int __init amd_iommu_detect(void)
1928 {
1929         int ret;
1930
1931         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
1932                 return -ENODEV;
1933
1934         if (amd_iommu_disabled)
1935                 return -ENODEV;
1936
1937         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
1938         if (ret)
1939                 return ret;
1940
1941         amd_iommu_detected = true;
1942         iommu_detected = 1;
1943         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
1944
1945         return 0;
1946 }
1947
1948 /****************************************************************************
1949  *
1950  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
1951  * options.
1952  *
1953  ****************************************************************************/
1954
1955 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
1956 {
1957         amd_iommu_dump = true;
1958
1959         return 1;
1960 }
1961
1962 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
1963 {
1964         for (; *str; ++str) {
1965                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
1966                         amd_iommu_unmap_flush = true;
1967                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
1968                         amd_iommu_disabled = true;
1969                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
1970                         amd_iommu_force_isolation = true;
1971         }
1972
1973         return 1;
1974 }
1975
1976 __setup("amd_iommu_dump", parse_amd_iommu_dump);
1977 __setup("amd_iommu=", parse_amd_iommu_options);
1978
1979 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
1980                   gart_iommu_hole_init,
1981                   NULL,
1982                   NULL);
1983
1984 bool amd_iommu_v2_supported(void)
1985 {
1986         return amd_iommu_v2_present;
1987 }
1988 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);