kernel/drivers/iommu/amd_iommu_init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
   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/iommu.h>
  30 #include <asm/pci-direct.h>
  31 #include <asm/iommu.h>
  32 #include <asm/gart.h>
  33 #include <asm/x86_init.h>
  34 #include <asm/iommu_table.h>
  35 #include <asm/io_apic.h>
  36 #include <asm/irq_remapping.h>
  37
  38 #include "amd_iommu_proto.h"
  39 #include "amd_iommu_types.h"
  40 #include "irq_remapping.h"
  41
  42 /*
  43  * definitions for the ACPI scanning code
  44  */
  45 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
  46
  47 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
  48 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
  49 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
  50 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
  51
  52 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
  53 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
  54 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
  55 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
  56 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
  57 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
  58 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
  59 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
  60 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
  61
  62 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
  63 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
  64
  65 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
  66 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
  67 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
  68 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
  69
  70 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
  71 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
  72
  73 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
  74 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
  75 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
  76 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
  77 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
  78 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
  79 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
  80 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
  81
  82 /*
  83  * ACPI table definitions
  84  *
  85  * These data structures are laid over the table to parse the important values
  86  * out of it.
  87  */
  88
  89 /*
  90  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
  91  * or more ivhd_entrys.
  92  */
  93 struct ivhd_header {
  94         u8 type;
  95         u8 flags;
  96         u16 length;
  97         u16 devid;
  98         u16 cap_ptr;
  99         u64 mmio_phys;
 100         u16 pci_seg;
 101         u16 info;
 102         u32 efr;
 103 } __attribute__((packed));
 104
 105 /*
 106  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
 107  * which requestor ids they use.
 108  */
 109 struct ivhd_entry {
 110         u8 type;
 111         u16 devid;
 112         u8 flags;
 113         u32 ext;
 114 } __attribute__((packed));
 115
 116 /*
 117  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
 118  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
 119  */
 120 struct ivmd_header {
 121         u8 type;
 122         u8 flags;
 123         u16 length;
 124         u16 devid;
 125         u16 aux;
 126         u64 resv;
 127         u64 range_start;
 128         u64 range_length;
 129 } __attribute__((packed));
 130
 131 bool amd_iommu_dump;
 132 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
 133
 134 static bool amd_iommu_detected;
 135 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
 136
 137 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
 138                                            to handle */
 139 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
 140                                            we find in ACPI */
 141 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
 142
 143 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
 144                                            system */
 145
 146 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
 147 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
 148 int amd_iommus_present;
 149
 150 /* IOMMUs have a non-present cache? */
 151 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
 152 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
 153
 154 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
 155
 156 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
 157 static bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
 158
 159 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
 160
 161 /*
 162  * List of protection domains - used during resume
 163  */
 164 LIST_HEAD(amd_iommu_pd_list);
 165 spinlock_t amd_iommu_pd_lock;
 166
 167 /*
 168  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
 169  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
 170  * information about the domain the device belongs to as well as the
 171  * page table root pointer.
 172  */
 173 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
 174
 175 /*
 176  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
 177  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
 178  * More than one device can share the same requestor id.
 179  */
 180 u16 *amd_iommu_alias_table;
 181
 182 /*
 183  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
 184  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
 185  */
 186 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
 187
 188 /*
 189  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
 190  * quickly.
 191  */
 192 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
 193
 194 /*
 195  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
 196  * to know which ones are already in use.
 197  */
 198 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
 199
 200 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
 201 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
 202 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
 203
 204 enum iommu_init_state {
 205         IOMMU_START_STATE,
 206         IOMMU_IVRS_DETECTED,
 207         IOMMU_ACPI_FINISHED,
 208         IOMMU_ENABLED,
 209         IOMMU_PCI_INIT,
 210         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
 211         IOMMU_DMA_OPS,
 212         IOMMU_INITIALIZED,
 213         IOMMU_NOT_FOUND,
 214         IOMMU_INIT_ERROR,
 215 };
 216
 217 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
 218 #define EARLY_MAP_SIZE          4
 219 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
 220 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
 221 static int __initdata early_ioapic_map_size;
 222 static int __initdata early_hpet_map_size;
 223 static bool __initdata cmdline_maps;
 224
 225 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
 226
 227 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
 228 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
 229 static void init_device_table_dma(void);
 230
 231 static int iommu_pc_get_set_reg_val(struct amd_iommu *iommu,
 232                                     u8 bank, u8 cntr, u8 fxn,
 233                                     u64 *value, bool is_write);
 234
 235 static inline void update_last_devid(u16 devid)
 236 {
 237         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 238                 amd_iommu_last_bdf = devid;
 239 }
 240
 241 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
 242 {
 243         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
 244                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
 245
 246         return 1UL << shift;
 247 }
 248
 249 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
 250
 251 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
 252 {
 253         u32 val;
 254
 255         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 256         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
 257         return val;
 258 }
 259
 260 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
 261 {
 262         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
 263         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
 264         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 265 }
 266
 267 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
 268 {
 269         u32 val;
 270
 271         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
 272         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
 273         return val;
 274 }
 275
 276 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
 277 {
 278         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
 279         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
 280 }
 281
 282 /****************************************************************************
 283  *
 284  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
 285  *
 286  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
 287  * MMIO space required for that driver.
 288  *
 289  ****************************************************************************/
 290
 291 /*
 292  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
 293  * exclusion range are passed through untranslated
 294  */
 295 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
 296 {
 297         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
 298         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
 299         u64 entry;
 300
 301         if (!iommu->exclusion_start)
 302                 return;
 303
 304         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
 305         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
 306                         &entry, sizeof(entry));
 307
 308         entry = limit;
 309         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
 310                         &entry, sizeof(entry));
 311 }
 312
 313 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
 314 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
 315 {
 316         u64 entry;
 317
 318         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
 319
 320         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
 321         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
 322         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
 323                         &entry, sizeof(entry));
 324 }
 325
 326 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
 327 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 328 {
 329         u32 ctrl;
 330
 331         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 332         ctrl |= (1 << bit);
 333         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 334 }
 335
 336 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 337 {
 338         u32 ctrl;
 339
 340         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 341         ctrl &= ~(1 << bit);
 342         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 343 }
 344
 345 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
 346 {
 347         u32 ctrl;
 348
 349         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 350         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
 351         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
 352         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 353 }
 354
 355 /* Function to enable the hardware */
 356 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
 357 {
 358         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 359 }
 360
 361 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
 362 {
 363         /* Disable command buffer */
 364         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 365
 366         /* Disable event logging and event interrupts */
 367         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
 368         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 369
 370         /* Disable IOMMU hardware itself */
 371         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 372 }
 373
 374 /*
 375  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
 376  * the system has one.
 377  */
 378 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
 379 {
 380         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
 381                 pr_err("AMD-Vi: Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
 382                         address, end);
 383                 pr_err("AMD-Vi: This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
 384                 return NULL;
 385         }
 386
 387         return (u8 __iomem *)ioremap_nocache(address, end);
 388 }
 389
 390 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
 391 {
 392         if (iommu->mmio_base)
 393                 iounmap(iommu->mmio_base);
 394         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
 395 }
 396
 397 /****************************************************************************
 398  *
 399  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
 400  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
 401  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
 402  * structures is determined later.
 403  *
 404  ****************************************************************************/
 405
 406 /*
 407  * This function calculates the length of a given IVHD entry
 408  */
 409 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
 410 {
 411         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
 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         while (p < end) {
 427                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
 428                 switch (dev->type) {
 429                 case IVHD_DEV_ALL:
 430                         /* Use maximum BDF value for DEV_ALL */
 431                         update_last_devid(0xffff);
 432                         break;
 433                 case IVHD_DEV_SELECT:
 434                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 435                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 436                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 437                         /* all the above subfield types refer to device ids */
 438                         update_last_devid(dev->devid);
 439                         break;
 440                 default:
 441                         break;
 442                 }
 443                 p += ivhd_entry_length(p);
 444         }
 445
 446         WARN_ON(p != end);
 447
 448         return 0;
 449 }
 450
 451 /*
 452  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
 453  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
 454  * the ACPI table. So we check the checksum here.
 455  */
 456 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
 457 {
 458         int i;
 459         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
 460         struct ivhd_header *h;
 461
 462         /*
 463          * Validate checksum here so we don't need to do it when
 464          * we actually parse the table
 465          */
 466         for (i = 0; i < table->length; ++i)
 467                 checksum += p[i];
 468         if (checksum != 0)
 469                 /* ACPI table corrupt */
 470                 return -ENODEV;
 471
 472         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
 473
 474         end += table->length;
 475         while (p < end) {
 476                 h = (struct ivhd_header *)p;
 477                 switch (h->type) {
 478                 case ACPI_IVHD_TYPE:
 479                         find_last_devid_from_ivhd(h);
 480                         break;
 481                 default:
 482                         break;
 483                 }
 484                 p += h->length;
 485         }
 486         WARN_ON(p != end);
 487
 488         return 0;
 489 }
 490
 491 /****************************************************************************
 492  *
 493  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
 494  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
 495  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
 496  * basically initialize the hardware.
 497  *
 498  ****************************************************************************/
 499
 500 /*
 501  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
 502  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
 503  * asynchronously
 504  */
 505 static int __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 506 {
 507         iommu->cmd_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 508                                                   get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
 509
 510         return iommu->cmd_buf ? 0 : -ENOMEM;
 511 }
 512
 513 /*
 514  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
 515  * commands from it.
 516  */
 517 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 518 {
 519         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 520
 521         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
 522         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 523
 524         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 525 }
 526
 527 /*
 528  * This function writes the command buffer address to the hardware and
 529  * enables it.
 530  */
 531 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 532 {
 533         u64 entry;
 534
 535         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
 536
 537         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
 538         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
 539
 540         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
 541                     &entry, sizeof(entry));
 542
 543         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
 544 }
 545
 546 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 547 {
 548         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf, get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
 549 }
 550
 551 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 552 static int __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 553 {
 554         iommu->evt_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 555                                                   get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 556
 557         return iommu->evt_buf ? 0 : -ENOMEM;
 558 }
 559
 560 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 561 {
 562         u64 entry;
 563
 564         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
 565
 566         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
 567
 568         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
 569                     &entry, sizeof(entry));
 570
 571         /* set head and tail to zero manually */
 572         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 573         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 574
 575         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 576 }
 577
 578 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 579 {
 580         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 581 }
 582
 583 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 584 static int __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 585 {
 586         iommu->ppr_log = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 587                                                   get_order(PPR_LOG_SIZE));
 588
 589         return iommu->ppr_log ? 0 : -ENOMEM;
 590 }
 591
 592 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 593 {
 594         u64 entry;
 595
 596         if (iommu->ppr_log == NULL)
 597                 return;
 598
 599         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
 600
 601         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
 602                     &entry, sizeof(entry));
 603
 604         /* set head and tail to zero manually */
 605         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 606         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 607
 608         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFLOG_EN);
 609         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
 610 }
 611
 612 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 613 {
 614         if (iommu->ppr_log == NULL)
 615                 return;
 616
 617         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
 618 }
 619
 620 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
 621 {
 622         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
 623                 return;
 624
 625         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
 626 }
 627
 628 /* sets a specific bit in the device table entry. */
 629 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 630 {
 631         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 632         int _bit = bit & 0x3f;
 633
 634         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
 635 }
 636
 637 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 638 {
 639         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 640         int _bit = bit & 0x3f;
 641
 642         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
 643 }
 644
 645
 646 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
 647 {
 648         int sysmgt;
 649
 650         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
 651                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
 652
 653         if (sysmgt == 0x01)
 654                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
 655 }
 656
 657 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
 658 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
 659 {
 660         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
 665  * table and sets up the device table entry with that information
 666  */
 667 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 668                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
 669 {
 670         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
 671                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
 672         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
 673                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
 674         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
 675                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
 676         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
 677                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
 678         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
 679                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
 680         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
 681                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
 682         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
 683                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
 684
 685         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
 686
 687         set_iommu_for_device(iommu, devid);
 688 }
 689
 690 static int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
 691 {
 692         struct devid_map *entry;
 693         struct list_head *list;
 694
 695         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 696                 list = &ioapic_map;
 697         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 698                 list = &hpet_map;
 699         else
 700                 return -EINVAL;
 701
 702         list_for_each_entry(entry, list, list) {
 703                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
 704                         continue;
 705
 706                 pr_info("AMD-Vi: Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
 707                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
 708
 709                 *devid = entry->devid;
 710
 711                 return 0;
 712         }
 713
 714         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 715         if (!entry)
 716                 return -ENOMEM;
 717
 718         entry->id       = id;
 719         entry->devid    = *devid;
 720         entry->cmd_line = cmd_line;
 721
 722         list_add_tail(&entry->list, list);
 723
 724         return 0;
 725 }
 726
 727 static int __init add_early_maps(void)
 728 {
 729         int i, ret;
 730
 731         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
 732                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
 733                                          early_ioapic_map[i].id,
 734                                          &early_ioapic_map[i].devid,
 735                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
 736                 if (ret)
 737                         return ret;
 738         }
 739
 740         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
 741                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
 742                                          early_hpet_map[i].id,
 743                                          &early_hpet_map[i].devid,
 744                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
 745                 if (ret)
 746                         return ret;
 747         }
 748
 749         return 0;
 750 }
 751
 752 /*
 753  * Reads the device exclusion range from ACPI and initializes the IOMMU with
 754  * it
 755  */
 756 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
 757 {
 758         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 759
 760         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
 761                 return;
 762
 763         if (iommu) {
 764                 /*
 765                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
 766                  * per device. But we can enable the exclusion range per
 767                  * device. This is done here
 768                  */
 769                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EX);
 770                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
 771                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
 772         }
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
 777  * initializes the hardware and our data structures with it.
 778  */
 779 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 780                                         struct ivhd_header *h)
 781 {
 782         u8 *p = (u8 *)h;
 783         u8 *end = p, flags = 0;
 784         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
 785         u32 dev_i, ext_flags = 0;
 786         bool alias = false;
 787         struct ivhd_entry *e;
 788         int ret;
 789
 790
 791         ret = add_early_maps();
 792         if (ret)
 793                 return ret;
 794
 795         /*
 796          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
 797          */
 798         iommu->acpi_flags = h->flags;
 799
 800         /*
 801          * Done. Now parse the device entries
 802          */
 803         p += sizeof(struct ivhd_header);
 804         end += h->length;
 805
 806
 807         while (p < end) {
 808                 e = (struct ivhd_entry *)p;
 809                 switch (e->type) {
 810                 case IVHD_DEV_ALL:
 811
 812                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\tflags: %02x\n", e->flags);
 813
 814                         for (dev_i = 0; dev_i <= amd_iommu_last_bdf; ++dev_i)
 815                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i, e->flags, 0);
 816                         break;
 817                 case IVHD_DEV_SELECT:
 818
 819                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 820                                     "flags: %02x\n",
 821                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 822                                     PCI_SLOT(e->devid),
 823                                     PCI_FUNC(e->devid),
 824                                     e->flags);
 825
 826                         devid = e->devid;
 827                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 828                         break;
 829                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
 830
 831                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
 832                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 833                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 834                                     PCI_SLOT(e->devid),
 835                                     PCI_FUNC(e->devid),
 836                                     e->flags);
 837
 838                         devid_start = e->devid;
 839                         flags = e->flags;
 840                         ext_flags = 0;
 841                         alias = false;
 842                         break;
 843                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 844
 845                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 846                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 847                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 848                                     PCI_SLOT(e->devid),
 849                                     PCI_FUNC(e->devid),
 850                                     e->flags,
 851                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 852                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 853                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 854
 855                         devid = e->devid;
 856                         devid_to = e->ext >> 8;
 857                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
 858                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
 859                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
 860                         break;
 861                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
 862
 863                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
 864                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
 865                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 866                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 867                                     PCI_SLOT(e->devid),
 868                                     PCI_FUNC(e->devid),
 869                                     e->flags,
 870                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 871                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 872                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 873
 874                         devid_start = e->devid;
 875                         flags = e->flags;
 876                         devid_to = e->ext >> 8;
 877                         ext_flags = 0;
 878                         alias = true;
 879                         break;
 880                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 881
 882                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 883                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
 884                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 885                                     PCI_SLOT(e->devid),
 886                                     PCI_FUNC(e->devid),
 887                                     e->flags, e->ext);
 888
 889                         devid = e->devid;
 890                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
 891                                                 e->ext);
 892                         break;
 893                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
 894
 895                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
 896                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
 897                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 898                                     PCI_SLOT(e->devid),
 899                                     PCI_FUNC(e->devid),
 900                                     e->flags, e->ext);
 901
 902                         devid_start = e->devid;
 903                         flags = e->flags;
 904                         ext_flags = e->ext;
 905                         alias = false;
 906                         break;
 907                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 908
 909                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
 910                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 911                                     PCI_SLOT(e->devid),
 912                                     PCI_FUNC(e->devid));
 913
 914                         devid = e->devid;
 915                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
 916                                 if (alias) {
 917                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
 918                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
 919                                                 devid_to, flags, ext_flags);
 920                                 }
 921                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 922                                                         flags, ext_flags);
 923                         }
 924                         break;
 925                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
 926                         u8 handle, type;
 927                         const char *var;
 928                         u16 devid;
 929                         int ret;
 930
 931                         handle = e->ext & 0xff;
 932                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
 933                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
 934
 935                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 936                                 var = "IOAPIC";
 937                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 938                                 var = "HPET";
 939                         else
 940                                 var = "UNKNOWN";
 941
 942                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
 943                                     var, (int)handle,
 944                                     PCI_BUS_NUM(devid),
 945                                     PCI_SLOT(devid),
 946                                     PCI_FUNC(devid));
 947
 948                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
 949                         if (ret)
 950                                 return ret;
 951
 952                         /*
 953                          * add_special_device might update the devid in case a
 954                          * command-line override is present. So call
 955                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
 956                          */
 957                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 958
 959                         break;
 960                 }
 961                 default:
 962                         break;
 963                 }
 964
 965                 p += ivhd_entry_length(p);
 966         }
 967
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
 972 {
 973         free_command_buffer(iommu);
 974         free_event_buffer(iommu);
 975         free_ppr_log(iommu);
 976         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
 977 }
 978
 979 static void __init free_iommu_all(void)
 980 {
 981         struct amd_iommu *iommu, *next;
 982
 983         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
 984                 list_del(&iommu->list);
 985                 free_iommu_one(iommu);
 986                 kfree(iommu);
 987         }
 988 }
 989
 990 /*
 991  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
 992  * Workaround:
 993  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
 994  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
 995  */
 996 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
 997 {
 998         u32 value;
 999
1000         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1001             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1002             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1003                 return;
1004
1005         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1006         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1007
1008         if (value & BIT(2))
1009                 return;
1010
1011         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1012         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1013
1014         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1015         pr_info("AMD-Vi: Applying erratum 746 workaround for IOMMU at %s\n",
1016                 dev_name(&iommu->dev->dev));
1017
1018         /* Clear the enable writing bit */
1019         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Family15h Model 30h-3fh (IOMMU Mishandles ATS Write Permission)
1024  * Workaround:
1025  *     BIOS should enable ATS write permission check by setting
1026  *     L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis](D0F2xF4_x47[0]) = 1b
1027  */
1028 static void amd_iommu_ats_write_check_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1029 {
1030         u32 value;
1031
1032         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1033             (boot_cpu_data.x86_model < 0x30) ||
1034             (boot_cpu_data.x86_model > 0x3f))
1035                 return;
1036
1037         /* Test L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] == 1 */
1038         value = iommu_read_l2(iommu, 0x47);
1039
1040         if (value & BIT(0))
1041                 return;
1042
1043         /* Set L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] = 1 */
1044         iommu_write_l2(iommu, 0x47, value | BIT(0));
1045
1046         pr_info("AMD-Vi: Applying ATS write check workaround for IOMMU at %s\n",
1047                 dev_name(&iommu->dev->dev));
1048 }
1049
1050 /*
1051  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1052  * together and also allocates the command buffer and programs the
1053  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1054  */
1055 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1056 {
1057         int ret;
1058
1059         spin_lock_init(&iommu->lock);
1060
1061         /* Add IOMMU to internal data structures */
1062         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1063         iommu->index             = amd_iommus_present++;
1064
1065         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1066                 WARN(1, "AMD-Vi: System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1067                 return -ENOSYS;
1068         }
1069
1070         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1071         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1072
1073         /*
1074          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1075          */
1076         iommu->devid   = h->devid;
1077         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1078         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1079         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1080
1081         /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1082         if ((h->efr != 0) &&
1083             ((h->efr & (0xF << 13)) != 0) &&
1084             ((h->efr & (0x3F << 17)) != 0)) {
1085                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1086         } else {
1087                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1088         }
1089
1090         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1091                                                 iommu->mmio_phys_end);
1092         if (!iommu->mmio_base)
1093                 return -ENOMEM;
1094
1095         if (alloc_command_buffer(iommu))
1096                 return -ENOMEM;
1097
1098         if (alloc_event_buffer(iommu))
1099                 return -ENOMEM;
1100
1101         iommu->int_enabled = false;
1102
1103         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1104         if (ret)
1105                 return ret;
1106
1107         ret = amd_iommu_create_irq_domain(iommu);
1108         if (ret)
1109                 return ret;
1110
1111         /*
1112          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1113          * table tells us so, but this is a lie!
1114          */
1115         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1122  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1123  */
1124 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1125 {
1126         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1127         struct ivhd_header *h;
1128         struct amd_iommu *iommu;
1129         int ret;
1130
1131         end += table->length;
1132         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1133
1134         while (p < end) {
1135                 h = (struct ivhd_header *)p;
1136                 switch (*p) {
1137                 case ACPI_IVHD_TYPE:
1138
1139                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1140                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1141                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1142                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1143                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1144                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1145                                     h->mmio_phys);
1146
1147                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1148                         if (iommu == NULL)
1149                                 return -ENOMEM;
1150
1151                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1152                         if (ret)
1153                                 return ret;
1154                         break;
1155                 default:
1156                         break;
1157                 }
1158                 p += h->length;
1159
1160         }
1161         WARN_ON(p != end);
1162
1163         return 0;
1164 }
1165
1166
1167 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1168 {
1169         u64 val = 0xabcd, val2 = 0;
1170
1171         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1172                 return;
1173
1174         amd_iommu_pc_present = true;
1175
1176         /* Check if the performance counters can be written to */
1177         if ((0 != iommu_pc_get_set_reg_val(iommu, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1178             (0 != iommu_pc_get_set_reg_val(iommu, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1179             (val != val2)) {
1180                 pr_err("AMD-Vi: Unable to write to IOMMU perf counter.\n");
1181                 amd_iommu_pc_present = false;
1182                 return;
1183         }
1184
1185         pr_info("AMD-Vi: IOMMU performance counters supported\n");
1186
1187         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1188         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1189         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1190 }
1191
1192 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1193                                   struct device_attribute *attr,
1194                                   char *buf)
1195 {
1196         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1197         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1198 }
1199 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1200
1201 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1202                                        struct device_attribute *attr,
1203                                        char *buf)
1204 {
1205         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1206         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1207 }
1208 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1209
1210 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1211         &dev_attr_cap.attr,
1212         &dev_attr_features.attr,
1213         NULL,
1214 };
1215
1216 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1217         .name = "amd-iommu",
1218         .attrs = amd_iommu_attrs,
1219 };
1220
1221 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1222         &amd_iommu_group,
1223         NULL,
1224 };
1225
1226 static int iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1227 {
1228         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1229         u32 range, misc, low, high;
1230
1231         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1232                                           iommu->devid & 0xff);
1233         if (!iommu->dev)
1234                 return -ENODEV;
1235
1236         /* Prevent binding other PCI device drivers to IOMMU devices */
1237         iommu->dev->match_driver = false;
1238
1239         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1240                               &iommu->cap);
1241         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
1242                               &range);
1243         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
1244                               &misc);
1245
1246         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1247                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1248
1249         /* read extended feature bits */
1250         low  = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1251         high = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES + 4);
1252
1253         iommu->features = ((u64)high << 32) | low;
1254
1255         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1256                 int glxval;
1257                 u32 max_pasid;
1258                 u64 pasmax;
1259
1260                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1261                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1262                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1263
1264                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1265
1266                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1267
1268                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1269                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1270
1271                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1272                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1273                 else
1274                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1275         }
1276
1277         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1278             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1279                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1280                 amd_iommu_v2_present = true;
1281         }
1282
1283         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR) && alloc_ppr_log(iommu))
1284                 return -ENOMEM;
1285
1286         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1287                 amd_iommu_np_cache = true;
1288
1289         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1290
1291         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1292                 int i, j;
1293
1294                 iommu->root_pdev = pci_get_bus_and_slot(iommu->dev->bus->number,
1295                                 PCI_DEVFN(0, 0));
1296
1297                 /*
1298                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1299                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1300                  * it can be reprogrammed on resume
1301                  */
1302                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1303                                 &iommu->stored_addr_lo);
1304                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1305                                 &iommu->stored_addr_hi);
1306
1307                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1308                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1309
1310                 for (i = 0; i < 6; i++)
1311                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1312                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1313
1314                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1315                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1316         }
1317
1318         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1319         amd_iommu_ats_write_check_workaround(iommu);
1320
1321         iommu->iommu_dev = iommu_device_create(&iommu->dev->dev, iommu,
1322                                                amd_iommu_groups, "ivhd%d",
1323                                                iommu->index);
1324
1325         return pci_enable_device(iommu->dev);
1326 }
1327
1328 static void print_iommu_info(void)
1329 {
1330         static const char * const feat_str[] = {
1331                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1332                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1333         };
1334         struct amd_iommu *iommu;
1335
1336         for_each_iommu(iommu) {
1337                 int i;
1338
1339                 pr_info("AMD-Vi: Found IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
1340                         dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
1341
1342                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1343                         pr_info("AMD-Vi:  Extended features: ");
1344                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1345                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1346                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1347                         }
1348                         pr_cont("\n");
1349                 }
1350         }
1351         if (irq_remapping_enabled)
1352                 pr_info("AMD-Vi: Interrupt remapping enabled\n");
1353 }
1354
1355 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1356 {
1357         struct amd_iommu *iommu;
1358         int ret = 0;
1359
1360         for_each_iommu(iommu) {
1361                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1362                 if (ret)
1363                         break;
1364         }
1365
1366         /*
1367          * Order is important here to make sure any unity map requirements are
1368          * fulfilled. The unity mappings are created and written to the device
1369          * table during the amd_iommu_init_api() call.
1370          *
1371          * After that we call init_device_table_dma() to make sure any
1372          * uninitialized DTE will block DMA, and in the end we flush the caches
1373          * of all IOMMUs to make sure the changes to the device table are
1374          * active.
1375          */
1376         ret = amd_iommu_init_api();
1377
1378         init_device_table_dma();
1379
1380         for_each_iommu(iommu)
1381                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1382
1383         if (!ret)
1384                 print_iommu_info();
1385
1386         return ret;
1387 }
1388
1389 /****************************************************************************
1390  *
1391  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1392  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1393  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1394  * pci_dev.
1395  *
1396  ****************************************************************************/
1397
1398 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1399 {
1400         int r;
1401
1402         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1403         if (r)
1404                 return r;
1405
1406         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1407                                  amd_iommu_int_handler,
1408                                  amd_iommu_int_thread,
1409                                  0, "AMD-Vi",
1410                                  iommu);
1411
1412         if (r) {
1413                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1414                 return r;
1415         }
1416
1417         iommu->int_enabled = true;
1418
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
1423 {
1424         int ret;
1425
1426         if (iommu->int_enabled)
1427                 goto enable_faults;
1428
1429         if (iommu->dev->msi_cap)
1430                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
1431         else
1432                 ret = -ENODEV;
1433
1434         if (ret)
1435                 return ret;
1436
1437 enable_faults:
1438         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
1439
1440         if (iommu->ppr_log != NULL)
1441                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFINT_EN);
1442
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 /****************************************************************************
1447  *
1448  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
1449  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
1450  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
1451  *
1452  ****************************************************************************/
1453
1454 static void __init free_unity_maps(void)
1455 {
1456         struct unity_map_entry *entry, *next;
1457
1458         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
1459                 list_del(&entry->list);
1460                 kfree(entry);
1461         }
1462 }
1463
1464 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
1465 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
1466 {
1467         int i;
1468
1469         switch (m->type) {
1470         case ACPI_IVMD_TYPE:
1471                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
1472                 break;
1473         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1474                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1475                         set_device_exclusion_range(i, m);
1476                 break;
1477         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1478                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
1479                         set_device_exclusion_range(i, m);
1480                 break;
1481         default:
1482                 break;
1483         }
1484
1485         return 0;
1486 }
1487
1488 /* called for unity map ACPI definition */
1489 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
1490 {
1491         struct unity_map_entry *e = NULL;
1492         char *s;
1493
1494         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1495         if (e == NULL)
1496                 return -ENOMEM;
1497
1498         switch (m->type) {
1499         default:
1500                 kfree(e);
1501                 return 0;
1502         case ACPI_IVMD_TYPE:
1503                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
1504                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
1505                 break;
1506         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1507                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
1508                 e->devid_start = 0;
1509                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
1510                 break;
1511         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1512                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
1513                 e->devid_start = m->devid;
1514                 e->devid_end = m->aux;
1515                 break;
1516         }
1517         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
1518         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
1519         e->prot = m->flags >> 1;
1520
1521         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
1522                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
1523                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
1524                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
1525                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1526                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1527
1528         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1529
1530         return 0;
1531 }
1532
1533 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1534 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1535 {
1536         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1537         struct ivmd_header *m;
1538
1539         end += table->length;
1540         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1541
1542         while (p < end) {
1543                 m = (struct ivmd_header *)p;
1544                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1545                         init_exclusion_range(m);
1546                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1547                         init_unity_map_range(m);
1548
1549                 p += m->length;
1550         }
1551
1552         return 0;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1557  * suppress all page faults
1558  */
1559 static void init_device_table_dma(void)
1560 {
1561         u32 devid;
1562
1563         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1564                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1565                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1566         }
1567 }
1568
1569 static void __init uninit_device_table_dma(void)
1570 {
1571         u32 devid;
1572
1573         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1574                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
1575                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
1576         }
1577 }
1578
1579 static void init_device_table(void)
1580 {
1581         u32 devid;
1582
1583         if (!amd_iommu_irq_remap)
1584                 return;
1585
1586         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
1587                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
1588 }
1589
1590 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
1591 {
1592         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
1593                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
1594                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
1595
1596         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
1597                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
1598                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
1599
1600         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
1601                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
1602                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
1603
1604         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
1605                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
1606                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
1607
1608         /*
1609          * make IOMMU memory accesses cache coherent
1610          */
1611         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
1612
1613         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
1614         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
1615 }
1616
1617 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
1618 {
1619         int i, j;
1620         u32 ioc_feature_control;
1621         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
1622
1623         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
1624         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
1625                 return;
1626
1627         /*
1628          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
1629          * controlled by a register in the northbridge
1630          */
1631
1632         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
1633         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
1634         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
1635
1636         /* Enable the iommu */
1637         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
1638                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
1639
1640         /* Restore the iommu BAR */
1641         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1642                                iommu->stored_addr_lo);
1643         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1644                                iommu->stored_addr_hi);
1645
1646         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
1647         for (i = 0; i < 6; i++)
1648                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
1649                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
1650
1651         /* Restore the l2 indirect regs */
1652         for (i = 0; i < 0x83; i++)
1653                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
1654
1655         /* Lock PCI setup registers */
1656         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1657                                iommu->stored_addr_lo | 1);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1662  * they have been initialized
1663  */
1664 static void early_enable_iommus(void)
1665 {
1666         struct amd_iommu *iommu;
1667
1668         for_each_iommu(iommu) {
1669                 iommu_disable(iommu);
1670                 iommu_init_flags(iommu);
1671                 iommu_set_device_table(iommu);
1672                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1673                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1674                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1675                 iommu_enable(iommu);
1676                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1677         }
1678 }
1679
1680 static void enable_iommus_v2(void)
1681 {
1682         struct amd_iommu *iommu;
1683
1684         for_each_iommu(iommu) {
1685                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
1686                 iommu_enable_gt(iommu);
1687         }
1688 }
1689
1690 static void enable_iommus(void)
1691 {
1692         early_enable_iommus();
1693
1694         enable_iommus_v2();
1695 }
1696
1697 static void disable_iommus(void)
1698 {
1699         struct amd_iommu *iommu;
1700
1701         for_each_iommu(iommu)
1702                 iommu_disable(iommu);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Suspend/Resume support
1707  * disable suspend until real resume implemented
1708  */
1709
1710 static void amd_iommu_resume(void)
1711 {
1712         struct amd_iommu *iommu;
1713
1714         for_each_iommu(iommu)
1715                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
1716
1717         /* re-load the hardware */
1718         enable_iommus();
1719
1720         amd_iommu_enable_interrupts();
1721 }
1722
1723 static int amd_iommu_suspend(void)
1724 {
1725         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1726         disable_iommus();
1727
1728         return 0;
1729 }
1730
1731 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
1732         .suspend = amd_iommu_suspend,
1733         .resume = amd_iommu_resume,
1734 };
1735
1736 static void __init free_on_init_error(void)
1737 {
1738         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
1739                    get_order(rlookup_table_size));
1740
1741         kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
1742         amd_iommu_irq_cache = NULL;
1743
1744         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1745                    get_order(rlookup_table_size));
1746
1747         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1748                    get_order(alias_table_size));
1749
1750         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1751                    get_order(dev_table_size));
1752
1753         free_iommu_all();
1754
1755 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1756         /*
1757          * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback to GART
1758          * if possible.
1759          */
1760         gart_iommu_init();
1761
1762 #endif
1763 }
1764
1765 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
1766 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
1767
1768 static bool __init check_ioapic_information(void)
1769 {
1770         const char *fw_bug = FW_BUG;
1771         bool ret, has_sb_ioapic;
1772         int idx;
1773
1774         has_sb_ioapic = false;
1775         ret           = false;
1776
1777         /*
1778          * If we have map overrides on the kernel command line the
1779          * messages in this function might not describe firmware bugs
1780          * anymore - so be careful
1781          */
1782         if (cmdline_maps)
1783                 fw_bug = "";
1784
1785         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
1786                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
1787
1788                 devid = get_ioapic_devid(id);
1789                 if (devid < 0) {
1790                         pr_err("%sAMD-Vi: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
1791                                 fw_bug, id);
1792                         ret = false;
1793                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
1794                         has_sb_ioapic = true;
1795                         ret           = true;
1796                 }
1797         }
1798
1799         if (!has_sb_ioapic) {
1800                 /*
1801                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
1802                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
1803                  * and if we don't have it in the list the system will
1804                  * panic at boot time.  This situation usually happens
1805                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
1806                  * device id for the IOAPIC in the system.
1807                  */
1808                 pr_err("%sAMD-Vi: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
1809         }
1810
1811         if (!ret)
1812                 pr_err("AMD-Vi: Disabling interrupt remapping\n");
1813
1814         return ret;
1815 }
1816
1817 static void __init free_dma_resources(void)
1818 {
1819         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1820                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1821
1822         free_unity_maps();
1823 }
1824
1825 /*
1826  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
1827  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
1828  * remapping setup code.
1829  *
1830  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1831  * three times:
1832  *
1833  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1834  *              Upon this information the size of the data structures is
1835  *              determined that needs to be allocated.
1836  *
1837  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1838  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1839  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1840  *              system to specific IOMMUs
1841  *
1842  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1843  *              initialized we update them with information about memory
1844  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1845  *              this last pass.
1846  *
1847  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
1848  * hotplug and suspend notifiers are registered.
1849  */
1850 static int __init early_amd_iommu_init(void)
1851 {
1852         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1853         acpi_size ivrs_size;
1854         acpi_status status;
1855         int i, ret = 0;
1856
1857         if (!amd_iommu_detected)
1858                 return -ENODEV;
1859
1860         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1861         if (status == AE_NOT_FOUND)
1862                 return -ENODEV;
1863         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1864                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1865                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1866                 return -EINVAL;
1867         }
1868
1869         /*
1870          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1871          * we need to handle. Upon this information the shared data
1872          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1873          */
1874         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
1875         if (ret)
1876                 goto out;
1877
1878         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1879         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1880         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1881
1882         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1883         ret = -ENOMEM;
1884         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1885                                       get_order(dev_table_size));
1886         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1887                 goto out;
1888
1889         /*
1890          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1891          * IOMMU see for that device
1892          */
1893         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1894                         get_order(alias_table_size));
1895         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1896                 goto out;
1897
1898         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1899         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1900                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1901                         get_order(rlookup_table_size));
1902         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1903                 goto out;
1904
1905         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1906                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1907                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1908         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1909                 goto out;
1910
1911         /*
1912          * let all alias entries point to itself
1913          */
1914         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1915                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1916
1917         /*
1918          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1919          * error value placeholder
1920          */
1921         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1922
1923         spin_lock_init(&amd_iommu_pd_lock);
1924
1925         /*
1926          * now the data structures are allocated and basically initialized
1927          * start the real acpi table scan
1928          */
1929         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
1930         if (ret)
1931                 goto out;
1932
1933         if (amd_iommu_irq_remap)
1934                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
1935
1936         if (amd_iommu_irq_remap) {
1937                 /*
1938                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
1939                  * remapping tables.
1940                  */
1941                 ret = -ENOMEM;
1942                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
1943                                 MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32),
1944                                 IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
1945                                 0, NULL);
1946                 if (!amd_iommu_irq_cache)
1947                         goto out;
1948
1949                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
1950                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1951                                 get_order(rlookup_table_size));
1952                 if (!irq_lookup_table)
1953                         goto out;
1954         }
1955
1956         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
1957         if (ret)
1958                 goto out;
1959
1960         /* init the device table */
1961         init_device_table();
1962
1963 out:
1964         /* Don't leak any ACPI memory */
1965         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
1966         ivrs_base = NULL;
1967
1968         return ret;
1969 }
1970
1971 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
1972 {
1973         struct amd_iommu *iommu;
1974         int ret = 0;
1975
1976         for_each_iommu(iommu) {
1977                 ret = iommu_init_msi(iommu);
1978                 if (ret)
1979                         goto out;
1980         }
1981
1982 out:
1983         return ret;
1984 }
1985
1986 static bool detect_ivrs(void)
1987 {
1988         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1989         acpi_size ivrs_size;
1990         acpi_status status;
1991
1992         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1993         if (status == AE_NOT_FOUND)
1994                 return false;
1995         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1996                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1997                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1998                 return false;
1999         }
2000
2001         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
2002
2003         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2004         pci_request_acs();
2005
2006         return true;
2007 }
2008
2009 /****************************************************************************
2010  *
2011  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2012  *
2013  ****************************************************************************/
2014
2015 static int __init state_next(void)
2016 {
2017         int ret = 0;
2018
2019         switch (init_state) {
2020         case IOMMU_START_STATE:
2021                 if (!detect_ivrs()) {
2022                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2023                         ret             = -ENODEV;
2024                 } else {
2025                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2026                 }
2027                 break;
2028         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2029                 ret = early_amd_iommu_init();
2030                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2031                 break;
2032         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2033                 early_enable_iommus();
2034                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2035                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2036                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2037                 break;
2038         case IOMMU_ENABLED:
2039                 ret = amd_iommu_init_pci();
2040                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2041                 enable_iommus_v2();
2042                 break;
2043         case IOMMU_PCI_INIT:
2044                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2045                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2046                 break;
2047         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2048                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2049                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2050                 break;
2051         case IOMMU_DMA_OPS:
2052                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2053                 break;
2054         case IOMMU_INITIALIZED:
2055                 /* Nothing to do */
2056                 break;
2057         case IOMMU_NOT_FOUND:
2058         case IOMMU_INIT_ERROR:
2059                 /* Error states => do nothing */
2060                 ret = -EINVAL;
2061                 break;
2062         default:
2063                 /* Unknown state */
2064                 BUG();
2065         }
2066
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2071 {
2072         int ret = 0;
2073
2074         while (init_state != state) {
2075                 ret = state_next();
2076                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND ||
2077                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR)
2078                         break;
2079         }
2080
2081         return ret;
2082 }
2083
2084 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2085 int __init amd_iommu_prepare(void)
2086 {
2087         int ret;
2088
2089         amd_iommu_irq_remap = true;
2090
2091         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2092         if (ret)
2093                 return ret;
2094         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2095 }
2096
2097 int __init amd_iommu_enable(void)
2098 {
2099         int ret;
2100
2101         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2102         if (ret)
2103                 return ret;
2104
2105         irq_remapping_enabled = 1;
2106
2107         return 0;
2108 }
2109
2110 void amd_iommu_disable(void)
2111 {
2112         amd_iommu_suspend();
2113 }
2114
2115 int amd_iommu_reenable(int mode)
2116 {
2117         amd_iommu_resume();
2118
2119         return 0;
2120 }
2121
2122 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2123 {
2124         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2125         return 0;
2126 }
2127 #endif
2128
2129 /*
2130  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2131  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2132  * code.
2133  */
2134 static int __init amd_iommu_init(void)
2135 {
2136         int ret;
2137
2138         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2139         if (ret) {
2140                 free_dma_resources();
2141                 if (!irq_remapping_enabled) {
2142                         disable_iommus();
2143                         free_on_init_error();
2144                 } else {
2145                         struct amd_iommu *iommu;
2146
2147                         uninit_device_table_dma();
2148                         for_each_iommu(iommu)
2149                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2150                 }
2151         }
2152
2153         return ret;
2154 }
2155
2156 /****************************************************************************
2157  *
2158  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2159  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2160  * IOMMUs
2161  *
2162  ****************************************************************************/
2163 int __init amd_iommu_detect(void)
2164 {
2165         int ret;
2166
2167         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2168                 return -ENODEV;
2169
2170         if (amd_iommu_disabled)
2171                 return -ENODEV;
2172
2173         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2174         if (ret)
2175                 return ret;
2176
2177         amd_iommu_detected = true;
2178         iommu_detected = 1;
2179         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2180
2181         return 1;
2182 }
2183
2184 /****************************************************************************
2185  *
2186  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2187  * options.
2188  *
2189  ****************************************************************************/
2190
2191 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2192 {
2193         amd_iommu_dump = true;
2194
2195         return 1;
2196 }
2197
2198 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2199 {
2200         for (; *str; ++str) {
2201                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2202                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2203                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2204                         amd_iommu_disabled = true;
2205                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2206                         amd_iommu_force_isolation = true;
2207         }
2208
2209         return 1;
2210 }
2211
2212 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
2213 {
2214         unsigned int bus, dev, fn;
2215         int ret, id, i;
2216         u16 devid;
2217
2218         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2219
2220         if (ret != 4) {
2221                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
2222                 return 1;
2223         }
2224
2225         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2226                 pr_err("AMD-Vi: Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
2227                         str);
2228                 return 1;
2229         }
2230
2231         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2232
2233         cmdline_maps                    = true;
2234         i                               = early_ioapic_map_size++;
2235         early_ioapic_map[i].id          = id;
2236         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
2237         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
2238
2239         return 1;
2240 }
2241
2242 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
2243 {
2244         unsigned int bus, dev, fn;
2245         int ret, id, i;
2246         u16 devid;
2247
2248         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2249
2250         if (ret != 4) {
2251                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
2252                 return 1;
2253         }
2254
2255         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2256                 pr_err("AMD-Vi: Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
2257                         str);
2258                 return 1;
2259         }
2260
2261         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2262
2263         cmdline_maps                    = true;
2264         i                               = early_hpet_map_size++;
2265         early_hpet_map[i].id            = id;
2266         early_hpet_map[i].devid         = devid;
2267         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
2268
2269         return 1;
2270 }
2271
2272 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
2273 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
2274 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
2275 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
2276
2277 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
2278                   gart_iommu_hole_init,
2279                   NULL,
2280                   NULL);
2281
2282 bool amd_iommu_v2_supported(void)
2283 {
2284         return amd_iommu_v2_present;
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
2287
2288 /****************************************************************************
2289  *
2290  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
2291  * access to the IOMMU PC functionality.
2292  *
2293  ****************************************************************************/
2294
2295 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(u16 devid)
2296 {
2297         struct amd_iommu *iommu;
2298         u8 ret = 0;
2299
2300         /* locate the iommu governing the devid */
2301         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2302         if (iommu)
2303                 ret = iommu->max_banks;
2304
2305         return ret;
2306 }
2307 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
2308
2309 bool amd_iommu_pc_supported(void)
2310 {
2311         return amd_iommu_pc_present;
2312 }
2313 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
2314
2315 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(u16 devid)
2316 {
2317         struct amd_iommu *iommu;
2318         u8 ret = 0;
2319
2320         /* locate the iommu governing the devid */
2321         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2322         if (iommu)
2323                 ret = iommu->max_counters;
2324
2325         return ret;
2326 }
2327 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
2328
2329 static int iommu_pc_get_set_reg_val(struct amd_iommu *iommu,
2330                                     u8 bank, u8 cntr, u8 fxn,
2331                                     u64 *value, bool is_write)
2332 {
2333         u32 offset;
2334         u32 max_offset_lim;
2335
2336         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
2337         if (WARN_ON((fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
2338                 return -ENODEV;
2339
2340         offset = (u32)(((0x40|bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
2341
2342         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
2343         max_offset_lim = (u32)(((0x40|iommu->max_banks) << 12) |
2344                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
2345         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
2346             (offset > max_offset_lim))
2347                 return -EINVAL;
2348
2349         if (is_write) {
2350                 writel((u32)*value, iommu->mmio_base + offset);
2351                 writel((*value >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
2352         } else {
2353                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
2354                 *value <<= 32;
2355                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset);
2356         }
2357
2358         return 0;
2359 }
2360 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_set_reg_val);
2361
2362 int amd_iommu_pc_get_set_reg_val(u16 devid, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn,
2363                                     u64 *value, bool is_write)
2364 {
2365         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2366
2367         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
2368         if (!amd_iommu_pc_present || iommu == NULL)
2369                 return -ENODEV;
2370
2371         return iommu_pc_get_set_reg_val(iommu, bank, cntr, fxn,
2372                                         value, is_write);
2373 }